Quanta acqua consuma davvero una linea produttiva? Il contatore generale non dà la possibilità di ricavare facilmente questa informazione. Registra i prelievi dell’intero stabilimento, mentre invece, tra l’ingresso e lo scarico, l’acqua passa dai lavaggi alle caldaie, alimenta il raffreddamento e, in alcuni impianti, torna in circolo.
Il bilancio idrico industriale ricostruisce questi percorsi in un periodo definito. Confrontando le letture dei contatori con gli utilizzi reali e gli scarichi, permette di individuare se ci sono consumi significativi dei quali non ci si era resi conto ed eventuali scostamenti da verificare, perché potrebbero indicare delle perdite.
Nel periodo 2020–2023, secondo l’Agenzia europea dell’ambiente, il comparto manifatturiero ha rappresentato il 14% dei prelievi idrici complessivi dell’Unione europea. Dal 2010 i prelievi del settore sono cresciuti del 3%, mentre il totale europeo è rimasto sostanzialmente stabile. Questi dati riguardano i prelievi del settore e non misurano le perdite interne agli stabilimenti.
L’acqua può arrivare dalla rete, dai pozzi o da altre fonti autorizzate. Per ciascuna occorrono letture riferite allo stesso intervallo di tempo. Negli stabilimenti con serbatoi va registrata anche la variazione dei livelli, perché parte dell’acqua entrata potrebbe essere ancora accumulata alla fine del periodo esaminato, e va quindi scorporata dal computo dei volumi utilizzati dall’impianto.
A valle del contatore generale, le diramazioni portano acqua ai reparti. I contatori dedicati possono distinguere, per esempio, i volumi destinati alle linee produttive da quelli usati per lavaggi, caldaie e raffreddamento. Ogni lettura deve però essere associata alle utenze effettivamente servite da quel ramo. Se una linea è priva di contatore, il suo consumo resta una stima finché non viene effettivamente misurato.
Gli scarichi sono soltanto una delle uscite. A seconda del processo, l’acqua può evaporare, venire “inglobata” nel prodotto, oppure essere trattata e rimessa in circolo. Il volume ricircolato va distinto dai nuovi prelievi perché la stessa acqua può attraversare più volte un impianto.
Sulla ricostruzione dei diversi utilizzi si basa anche il Plant Water Profiler del Dipartimento dell’Energia statunitense: lo strumento rappresenta ingressi, usi e uscite in un diagramma dei flussi, per costruire il bilancio dello stabilimento e valutare i costi dell’acqua nei singoli sistemi.
Per confrontare gli scarichi di stabilimenti o periodi diversi, quando serve, si può calcolare il volume di acque reflue per tonnellata di materie prime lavorate. Per la produzione di latte alimentare, ad esempio, le conclusioni europee sulle migliori tecniche disponibili indicano 0,3–3,0 m³ di acque reflue scaricate per tonnellata di materie prime, come livello indicativo calcolato su media annua. È un dato sullo scarico, distinto dal volume d’acqua prelevato.
Può succedere che il contatore all’ingresso registri più acqua di quella rilevata sommando i consumi misurati nei reparti e le uscite. Prima di cercare una perdita, bisogna controllare che tutti i contatori siano stati letti nello stesso periodo, verificare quanta acqua è rimasta nei serbatoi e individuare gli impianti ancora privi di misurazione. Una lettura mensile, inoltre, non mostra quando è avvenuto il prelievo: nei processi a lotti molta acqua può essere utilizzata in poche ore.
Non tutta l’acqua che non arriva allo scarico è andata persa a causa di tubazioni da sostituire. Nelle torri di raffreddamento, per esempio, una parte evapora mentre l’impianto disperde calore. Altra acqua viene scaricata intenzionalmente per evitare che i sali si concentrino troppo nel circuito. L’acqua nuova immessa nella torre, detta acqua di reintegro, compensa queste uscite e le eventuali perdite o fuoriuscite. L’Agenzia statunitense per la protezione dell’ambiente (EPA) le considera separatamente nel bilancio della torre. Se il reintegro aumenta, occorre quindi capire quale di queste uscite è cresciuta prima di attribuire la variazione a una perdita.
Le fermate aiutano a isolare i consumi che continuano anche a linee spente, per esempio quelli degli impianti che restano in funzione. Confrontando le letture di fermi di produzione con caratteristiche simili si può verificare se uno o più consumi sono aumentati e risalire al ramo della rete interessato.
Quando la produzione è in corso, il confronto cambia. Un mese con più lotti può comportare più acqua prelevata senza che sia aumentato il consumo necessario per ciascun lotto. Per questo, accanto al totale in metri cubi, si usa un indicatore rapportato alla quantità prodotta. Nelle conclusioni europee sulle migliori tecniche disponibili per le fonderie, per esempio, il consumo delle fonderie di ghisa è espresso in metri cubi per tonnellata di metallo liquido e l’intervallo indicato è 0,5–4 m³/t, come media annua.
Una volta individuati i consumi di ogni fase produttiva, le possibilità di intervento dipendono da come l’acqua viene usata. A volte si può addirittura eliminare l’utilizzo. In altri casi si può scegliere di reintrodurla nel processo, diminuendo gli sprechi.
Nello stabilimento Nestlé di Fremont, nel Michigan, alcune materie prime venivano movimentate attraverso canali d’acqua. L’azienda ha sostituito questo sistema con trasportatori meccanici. Secondo i dati comunicati nella scheda pubblicata dal programma statunitense Better Buildings, la modifica ha ridotto il consumo annuale del sito di 3,19 milioni di galloni di acqua, circa 12.100 m³, pari al 5%. I contatori già installati hanno consentito di misurare il risparmio. Nestlé indica anche una riduzione dei costi diretti dell’acqua superiore a 11.000 dollari all’anno. Qui il risparmio deriva dall’aver tolto l’acqua da una fase in cui svolgeva una funzione di trasporto.
A Smyrna, nel Tennessee, Nissan aveva invece bisogno dell’acqua per risciacquare le carrozzerie prima della verniciatura. L’acqua usata veniva trattata e scaricata: con l’installazione di filtri è stato possibile riutilizzarla nei risciacqui. Secondo i dati comunicati dall’azienda il consumo per questo scopo è passato da 81 a 28,1 milioni di galloni tra gli anni fiscali 2014 e 2015: una riduzione superiore al 65%. In questo caso l’intervento ha mantenuto l’acqua nel circuito più a lungo.
Qualità dell’acqua e costi: cosa aggiungere ai volumi
Per valutare il recupero di un flusso bisogna conoscere le caratteristiche dell’acqua dopo l’uso e i requisiti della lavorazione a cui la si vorrebbe destinare. Risciacqui, caldaie e torri di raffreddamento possono richiedere qualità diverse; cambiano di conseguenza i trattamenti e i controlli necessari.
Il prezzo di acquisto è solo una voce del costo: a seconda dell’impianto si aggiungono pompaggio, trattamento, energia utilizzata e gestione dei reflui. Nella scheda sullo stabilimento di Fremont, Nestlé distingue il risparmio diretto già calcolato da una valutazione più ampia dei costi dell’acqua e dell’energia, che prevedeva di approfondire.
Un bilancio idrico industriale descrive lo stabilimento nelle condizioni in cui è stato misurato. Se cambiano le specifiche tecniche del prodotto, aumentano i turni perché c’è maggiore richiesta di produzione o si modificano i lavaggi, anche il confronto con i mesi precedenti va riletto. Un prelievo maggiore può dipendere da un aumento nella produzione, da un nuovo ciclo di pulizia o da un consumo anomalo. Per distinguerli servono le letture dei singoli impianti insieme alle quantità prodotte.
L’installazione di un sistema di recupero richiede, inoltre, un controllo ulteriore. Occorre misurare quanta acqua torna nel processo e verificare se, a parità di produzione, diminuiscono i prelievi e come cambiano gli scarichi. È per questo che le conclusioni europee sulle migliori tecniche disponibili per l’industria alimentare, delle bevande e lattiero casearia prevedono, per gli impianti interessati, un inventario dei consumi d’acqua e dei flussi di acque reflue da mantenere e riesaminare regolarmente, anche dopo modifiche significative. E questa indicazione potrebbe essere utile anche in altri comparti produttivi.
Il bilancio idrico aggiornato mostra dunque dove è cambiato l’uso dell’acqua in fabbrica e permette di verificare l’effetto di un intervento. Da questi dati si può partire per una valutazione più ampia: nell’articolo sull’impronta idrica industriale approfondiamo come la misurazione dei flussi possa guidare anche le scelte sui processi produttivi.
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