Il presente progetto intende contribuire ad innovare le procedure di progettazione ed analisi di una vasta gamma di tecnologie eco-compatibili, e di conseguenza il design delle stesse. L’idea di fondo è giungere all’integrazione trasversale di software per il design parametrico, la simulazione di processo e l’ottimizzazione di prodotto. Quale caso studio, si intende far riferimento alle tecnologie di disinfezione delle acque reflue urbane, diffusamente impiegate a livello internazionale, ed in particolare al caso della ri-progettazione ed ottimizzazione di reattore UV in Teflon (un fluoropolimero trasparente alla radiazione UV a 254 nm). Oltre che numericamente, il miglioramento delle efficienze di processo sarà valutato sperimentalmente tramite la costruzione e l’esercizio di un reattore pilota così come modificato a valle dal processo di simulazione ed ottimizzazione del design esistente. In tal senso, si intende fare uso di software commerciali quali: - per gli aspetti fluidodinamica, si utilizzerà il codice “general purpose” CFX 5 - per gli aspetti legati all’ottimizzazione, si utilizzerà modeFRONTIER

Il Piano di Risanamento delle Acque della Regione Puglia (L.R.n.24/83) prevedeva la scelta strategica di sottoporre a depurazione spinta (trattamento terziario o affinamento) le acque reflue municipali degli impianti maggiori (> 50 l/s) per consentirne il riuso produttivo, prevalentemente in agricoltura, ma anche nell’industria e per la ricarica della falda, onde far fronte alla crescente domanda di acqua di qualità e contenere la salinizzazione di acque sotterranee soggette a enmungimento incontrollato. In attuazione di tale politica, ingenti risorse pubbliche sono già state investite finora nella costruzione di impianti di affinamento. Tuttavia, dopo l’insuccesso dei primi impianti realizzati a cavallo degli anni ’80, è ripresa nell’ultimo decennio la costruzione degli stessi su più ampia scala, talché si contano attualmente ben 40 impianti di affinamento in Puglia (altri sono in programma) prossimi ad entrare in esercizio. Alla luce delle complesse problematiche di natura economica, tecnologica e gestionale sottese alla pratica del riuso delle acque reflue e dei rischi potenzialmente elevati per la salute che essa comporta, particolarmente inaccettabili in una Regione da oltre un decennio dichiarata in “stato di emergenza socio-sanitario-ambientale”, grande attenzione e cautela sono necessarie per assicurare il successo di tale politica, sussistendo ancora gran parte degli ostacoli che decretarono l’insuccesso dei primi impianti di affinamento pugliesi. In funzione della loro natura tali ostacoli possono essere così distinti: a) ostacoli di natura politico-organizzativo-strutturale: - insufficienza di risorse finanziarie dedicate - stringenti limiti di accettabilità - disponibilità incontrollata di fonti di approvvigionamento a costo inferiore (acque di falda) - molteplicità dei soggetti preposti- mancanza dei necessari collegamenti (allacciamenti a monte, invasi e reti distributive a valle) b) ostacoli di natura tecnico-gestionale-economica: - variabilità delle caratteristiche dell’alimento - frequenti condizioni di emergenza- mancanza di specifico know-how - elevato rischio igienico-sanitario- notevoli differenze impiantistiche e processistiche, con impianti comunque non realizzati allo stato dell’arte - costo elevato del refluo affinato Al fine di concorrere a rimuovere tali ostacoli (soprattutto i secondi), questo progetto, di durata triennale, prevede una strategia integrata basata sulla sinergia tra competenze ingegneristico-tecnologiche, merceologiche, igienico-sanitarie e microbiologiche di unità di ricerca delle Università pugliesi (Politecnico e Università di Bari) e dell’ENEA, con il coinvolgimento diretto di primarie aziende operanti nel settore.Significativo valore aggiunto al progetto è assicurato dalla collaborazione formalmente assicurata da alcune tra le più importanti agenzie internazionali che si occupano del problema (U.S. Environmental Protection Agency e Water Reuse Foundation) e da specialisti provenienti da Paesi dove il riuso di acque reflue vanta maggiore esperienza al mondo (Israele e USA).A tal fine è prevista la realizzazione di una Piattaforma Tecnologica Pilota che, in scala rappresentativa (5 m3/h), riprodurrà tutti gli schemi degli impianti di affinamento pugliesi, sulla quale procedere all’ottimizzazione tecnica ed economica dei relativi cicli operativi e/o di nuovi appositamente sviluppati (membrane bioreactor). Particolare attenzione sarà attribuita alle condizioni “di emergenza” in cui frequentemente tali impianti sono chiamati ad operare.Specifico oggetto di ricerca saranno altresì nuovi metodi di indagine in grado di assicurare tempestività 69schede sintetiche dei 53 progetti(real time) al monitoraggio di tali impianti, onde controllare pericolose fughe di germi patogeni con il refluo affinato. Parte prioritaria del progetto, naturalmente, sarà costituita dalla valutazione del rischio sanitario per popolazione e prodotti irrigati con tali acque ed a tal fine sarà applicata la innovativa tecnica di analisi QMRA (Quantitative Microbial Risk Assessment) già all’attenzione dell’OMS. Altro importante aspetto della ricerca riguarderà la valutazione del ciclo di vita (Life Cycle Assessment) delle diverse tecnologie impiegate nel processo di affinamento, di cui sarà valutato anche l’impatto a medio-lungo termine sugli ecosistemi interessati.L’approccio sperimentale allo studio di questi problemi sarà integrato dalla simulazione mediante modelli basati su raffinate tecniche numeriche, quali la Computational Fluid Dynamics e la Computer Aided Engineering, che stanno già registrando notevole successo nella progettazione e nella gestione ottimale di numerosi processi unitari.Obiettivo del presente progetto in definitiva è contribuire a dare impulso alla prossima entrata in esercizio degli impianti di affinamento pugliesi in condizioni di sicurezza ambientale e sanitaria, massima efficacia e convenienza economica.