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CICLO INTEGRATO DELLE ACQUE

L’acqua è una risorsa del territorio e da tempo, oltre all’aspetto gestionale – acquedottistico, si pensa ad essa in termini di Sistema Idrico Integrato, introducendo un rapporto continuo tra il ciclo tecnologico (captazione, potabilizzazione, distribuzione, scarico, depurazione, riutilizzo e/o sversamento nel corpo recettore) e il ciclo naturale (fiumi, alvei, pioggia…). La sua velocità di prelievo dalla natura (capitale naturale) deve essere pari alla velocità di rigenerazione della riserva disponibile. Mentre la velocità di smaltimento delle acque inquinate, non deve superare la capacità di assorbimento da parte degli ecosistemi in cui è immessa. Il mantenimento e miglioramento della qualità dell’acqua, non solo richiede competenze sullo sviluppo di sistemi tecnico-gestionali dell’apprendimento e della distribuzione, ma anche un’attenzione alle forme di inquinamento. Occorre avere un controllo sui prelievi eccessivi e sui prelevamenti abusivi, per salvaguardare la falda e garantire la sua rialimentazione. L’uso appropriato dell’acqua richiede l’esercizio di competenze tecniche, in grado di comprendere anche campagne di sensibilizzazione che inducano gli utenti a comportamenti corretti e favoriscano una spinta verso la ricerca, per migliorare l’efficienza di impianti igienico-sanitari,elettrodomestici, sistemi industriali a ciclo chiuso e l’assistenza tecnica in agricoltura, per un suo uso più razionale e mirato.

Il Ciclo Idrico Integrato è entrato a far parte della legislazione italiana con la Legge Galli n.36 del 5 gennaio 1994, che ha istituito il concetto di Ambito Territoriale Ottimale (“A.T.O.”), integrando l’approvvigionamento idrico potabile, lo scarico e la depurazione dei reflui in un unico processo. Quello della Legge Galli è dunque un approccio sistematico che impone, a chi sfrutta la risorsa idrica, di preservarne qualità e quantità e anche di trattarla, una volta utilizzata, per restituirla all’ambiente in modo da ridurre al minimo l’impatto sulle varie tipologie di ricettore. Il ciclo idrico integrato si articola nelle seguenti fasi: captazione, potabilizzazione, distribuzione, raccolta, depurazione e re-immissione.

CAPTAZIONE

Deriva dal termine “captare” che significa intercettare, catturare. Riferito all’acqua , indica l’azione di prelievo delle acque dall’ambiente per il consumo umano e industriale. La captazione può avvenire da laghi, fiumi, bacini artificiali (acque superficiali), da pozzi e falde (acque sotterranee) o da sorgenti.

POTABILIZZAZIONE

Per essere utilizzata senza rischi per la salute, l’acqua deve essere potabilizzata. Questa fase prevede che l’acqua sia sottoposta a trattamenti specifici (es. sedimentazione, disinfezione) che ne migliorino le caratteristiche chimiche, fisiche e biologiche per rispettare i parametri fissati dalle normative vigenti.

DISTRIBUZIONE

Sistema di opere idrauliche (reti di adduzione,reti di distribuzione, centrali di sollevamento) attraverso le quali l’acqua potabile giunge alle utenze finali.

RACCOLTA

La raccolta è il sistema fognario costituito dalla rete di tubature (collettori) che raccoglie le acque dagli scarichi per condurle, attraverso le centrali di sollevamento, agli impianti di depurazione. Gli scarichi da cui si raccolgono le acque usate (reflue) sono di due tipi: domestici e industriali I primi hanno origine dagli usi di civile abitazione e contengono sia sostanze organiche che sostanze derivanti dai prodotti usati per la pulizia della casa e dell’igiene personale. I secondi sono costituiti dalle acque utilizzate nei processi produttivi e possono contenere notevoli quantità di sostanze inquinanti.

DEPURAZIONE E RE-IMMISSIONE

La depurazione è il processo che serve per “ripulire” le acque dopo il loro utilizzo domestico o industriale. La depurazione delle acque è fondamentale per tutelare l’ambiente, in quanto l’acqua depurata viene re-immessa nell’ambiente (fiumi, mari).

La potabilizzazione

L’acqua viene definita potabile quando le sue caratteristiche sono tali da permetterne l’usoprolungato nell’alimentazione umana senza provocare danni fisiologici. L’acqua non deve quindi contenere sali tossici (generalmente da metalli pesanti: nichel, cromo, cobalto, mercurio, ecc.), sostanze organiche riconosciute tossiche (prodotti della decomposizione organica o inquinanti quali insetticidi, pesticidi, diserbanti, ecc.), ne batteri che potrebbero dare luogo a vere e proprie manifestazioni patologiche.

Per acque potabili si intendono principalmente le acque distribuite tramite pubblici acquedotti, ma anche in cisterne, in bottiglie e altri contenitori, impiegate per usi domestici, nelle industrie alimentari e nella preparazione dei cibi e bevande. Le fonti di approvvigionamento possono essere diverse: si possono usare sia acque sotterranee che superficiali anche salmastre, se opportunamente trattate.

Per essere considerata potabile un'acqua deve presentare alcuni requisiti, in particolare quelli stabiliti da apposite norme che riportano le concentrazioni massime ammissibili (C.M.A.) per le sostanze che possono essere presenti nell'acqua destinata al consumo umano: il superamento di un solo dei parametri previsti determina la non potabilità di un'acqua. I limiti sono stabiliti tenendo conto dell'assunzione massima giornaliera su lunghi periodi, della natura del contaminante e della sua eventuale tossicità .

Nella maggior parte degli acquedotti le acque sono sottoposte a disinfezione. Ad eccezione del trattamento con raggi ultravioletti, la disinfezione comporta sempre il contatto con sostanze chimiche che lasciano "tracce" e alterazioni dell'acqua; i composti del cloro, comunemente impiegati per tale scopo, determinano la formazione di derivati organoalogenati, sostanze dotate di una tossicità più o meno elevata in funzione della loro natura e quantità . Ne consegue che non tutte le acque di acquedotto manifestano quella "gradevolezza" che sarebbe necessaria per un loro impiego potabile: il trattamento di disinfezione, più o meno intenso, a cui deve essere sottoposta un'acqua da immettere in rete, modifica molto spesso i caratteri organolettici (odore e sapore). Per questo motivo le acque di acquedotto vengono talvolta sottoposte a trattamenti, definiti genericamente (e impropriamente) di depurazione, sia presso l'utilizzo domestico, sia presso ristoranti, comunità e mense;

Le tecniche di potabilizzazione

Numerosissimi sono i trattamenti che possono essere effettuati sulle acque. Elenchiamo, di seguito i principali con i relativi campi di utilizzazione. Occorre tenere conto che, in molti casi, ogni trattamento può e deve essere abbinato ad altri al fine di raggiungere lo scopo desiderato.

  • Potabilizzazione In genere indica l’insieme di trattamenti che permettono di rendere potabile l’acqua che, in origine non lo sia. Fra questi ricordiamo: la filtrazione, la chiarificazione, la sterilizzazione, la desalinizzazione, (per acque salmastre o marine), ecc.
  • Filtrazione E’ l’operazione che si effettua per rimuovere dall’acqua le sostanze solide in sospensione.
  • Chiarificazione E’ un particolare tipo di filtrazione che ha lo scopo di rimuovere sostanze solide in sospensione (acque torbide) difficilmente eliminabili con la semplice filtrazione. Essa viene effettua su letti di sabbia, carboni, ecc., in un processo simile a quello naturale dell’infiltrazione nel terreno.
  • Sedimentazione e decantazione E’ un processo mediante il quale si fanno depositare le sostanze solide più pesanti presenti nell’acqua diminuendo così la quantità di materiale che si deposita sui filtri. La sedimentazione può essere coadiuvata con il processo di flocculazione, ovvero con l’aggiunta di condizionanti chimici che aiutano la precipitazione delle sostanze solide disperse.
  • Sterilizzazione e disinfezione Sono trattamenti indispensabili per poter definire che un’acqua è potabile. Infatti, con questo trattamento, vengono eliminati virus e batteri che potrebbero causare alcune patologie. La sterilizzazione e/o la disinfezione possono essere realizzate in vari modi, il più diffuso dei quali consiste nell’aggiunta di sodio ipoclorito all’acqua da disinfettare. Altri sistemi prevedono l’irraggiamento dell’acqua con i raggi UV, l’aggiunta di ozono e così via.
  • Deodorazione, decolorazione, rimozione di sostanze organiche La rimozione degli eccessi di cloro e delle sostanze che originano odori e sapori sgradevoli, degli inquinanti organici tossici (trielina, atrazina, ecc.) viene normalmente effettuata con passaggio dell’acqua su letti di carboni attivi. Per alcuni tipi di sostanze e in relazione alla loro concentrazione, si può operare la rimozione mediante strippaggio con aria in opportune torri di degasazione.
  • Addolcimento L'addolcimento è l'operazione con la quale si eliminano dall'acqua il calcio e il magnesio. Questi due elementi, unitamente alla presenza di bicarbonati, sono le cause principali delle incrostazioni che si formano negli impianti termici (riscaldamento, lavatrici, lavastoviglie, ecc.) ed inoltre possono dare interferenza con altri prodotti in certi tipi di lavorazioni industriali. L'addolcimento viene normalmente realizzato mediante il passaggio dell'acqua su letti di resine a scambio ionico.
  • Distillazione La distillazione si effettua facendo evaporare l'acqua e successivamente condensandola. In questo modo si ottiene acqua priva di sali in genere e contemporaneamente sterile, per effetto del calore. L'acqua distillata ha utilizzazioni farmaceutiche, di laboratorio, industriali.
  • Demineralizzazione Con la demineralizzazione si ottiene acqua priva di sali senza l'ausilio del calore. Normalmente la demineralizzazione si effettua per mezzo di resine a scambio ionico ottenendo acqua con residuo salino inferiore a quello ottenuto con la distillazione; per contro l'acqua demineralizzata non è sterile. La tecnologia attuale permette di produrre a costi accettabili acqua demineralizzata con processo di osmosi inversa anche partendo da acque non salmastre. L'acqua demineralizzata ha innumerevoli utilizzazioni nel campo industriale (industria chimica, farmaceutica, alimentare, impianti termici ecc.).
  • Desalinizzazione - osmosi inversa Questi processi permettono di ottenere acqua con un contenuto di sali accettabile, in relazione all'uso, a partire da acqua salmastra o marina. Questi trattamenti sono passaggio indispensabile per produrre acqua potabile dal mare e vengono realizzati utilizzando calore, distillazione o membrane osmotiche.
  • Condizionamento chimico Con questo termine generico si indicano tutti I trattamenti che hanno lo scopo di modificare le caratteristiche dell'acqua mediante l'aggiunta di prodotti chimici. Con essi si tende quindi a limitare od esaltare, certe attitudini dell'acqua; ad esempio un'acqua con tendenza incrostante può essere additivata con particolari prodotti che impediscono la formazione di incrostazioni. Il condizionamento chimico ha innumerevoli applicazioni nel campo industriale.

La distribuzione

L'acqua viene distribuita in due modi differenti a seconda che il punto di prelievo si trovi a una quota superiore o inferiore rispetto a quello di distribuzione. Nel primo caso l'acqua scorre naturalmente e non occorrono pompe che la sollevino a una quota maggiore, così come avviene invece nel secondo. Normalmente, quando si utilizzano falde freatiche sotterranee, è necessario portare l'acqua a una quota più elevata in modo tale che possa poi essere distribuita per caduta. La distribuzione dell'acqua avviene sfruttando le leggi fisiche che ne condizionano il moto. La prima di queste leggi, conosciuta con il nome di equazione di continuità, afferma che in un sistema idraulico privo di perdite o di nuovi ingressi, la quantità di acqua che attraversa in ogni istante ciascun un tratto di tubo deve essere costante. La conseguenza di questa legge è che l'acqua scorre più lentamente dove la conduttura si allarga, mentre accelera lungo le strozzature. L'altra legge è quella dei vasi comunicanti, ed esprime la tendenza del liquido a raggiungere la medesima altezza all'interno di vasi collegati, indipendentemente dalla loro forma. E' grazie a questa legge che l'acqua scorre spontaneamente verso quote più basse. La situazione di equilibrio non è però mai raggiunta perché l'afflusso dell'acqua è continuo, così pure come i prelievi lungo la rete. Queste leggi sono descritti dall'unica equazione di Bernoulli, che riguarda tanto i liquidi quanto i gas, che si riferisce a fluidi che si muovono con moto non turbolento tenendo conto di variabili come la pressione, l'altezza e il diametro delle condutture.

L'acqua prelevata, sottoposta ad un controllo sistematico di qualità, viene portata ai consumatori attraverso la rete di acquedotto. Una volta utilizzata, l'acqua viene raccolta nelle condotte fognarie e convogliata agli impianti di depurazione. Il processo di depurazione rappresenta la fase conclusiva del ciclo integrato dell'acqua e garantisce l'eliminazione degli inquinanti per restituire al suo ambiente naturale l'acqua utilizzata nelle nostre case e per gli altri usi quotidiani.

BTT