Riassunto programma esame di Operations management

APPROVVIGIONAMENTO DELL'ACQUA

Il problema dell'approvvigionamento deve essere guardato dal punto di vista qualitativo e quantitativo. Se si utilizza per usi generali, sociali e di igiene è necessaria acqua potabile, prelevata dagli acquedotti pubblici. L'acqua potabile deve essere incolore, inodore, limpida, di sapore gradevole e deve avere determinate caratteristiche chimiche e fisiche. Per tutte le altre utilizzazioni, l'industria deve provvedere autonomamente al soddisfacimento delle proprie necessità. Per quanto riguarda le fonti non è possibile effettuare delle generalizzazioni sulla qualità delle acque poiché dipende dall'ambiente circostante. Ci si limita a fornire alcune indicazioni di massima: - acqua di mare: alta salinità, alta presenza di cloruro di sodio, pH compreso tra 8,0 e 8,3; - acqua di fiume: varia a seconda dei sali disciolti e dei materiali solidi sospesi; - acque di lago: simile a quella dei fiumi ma.con meno materiali in sospensione; - acque sotterranee: minore variabilità delle caratteristiche, costanza di temperatura e composizione dei sali e assenza di sostanze colloidali. Opere di presa per le acque superficiali: serie di impianti che permettono di prelevare l'acqua dai cicli naturali, composti da griglie, prese e strumenti di filtratura che eliminano i materiali e le sostanze sospese. Opere di presa per le acque sotterranee: serie di impianti che permettono di prelevare l'acqua dai cicli naturali, in questo caso avviene attraverso la costruzione di pozzi per raggiungere le falde freatiche, si possono presentare alcune problematiche: esaurimento della falda o inquinamento della stessa. Raramente le acque marine e salmastre trovano impiego diretto nell'industria, ma poiché la richiesta d'acqua è sempre maggiore e la disponibilità di acqua dolce va via via calando, ultimamente si cerca di innovare e sviluppare tecniche che ottengono acquadell'elettrodialisi, si ottiene acqua dolce e nel compartimento opposto si accumula una soluzione altamente salina; 2. osmosi inversa: utilizzata per acque salmastre a elevato tenore di sali (fino a 40 g per litro), sfrutta la pressione osmotica per far passare l'acqua attraverso una membrana semipermeabile che trattiene i sali. L'acqua dolce viene separata dalla soluzione salina concentrata. Entrambi i sistemi richiedono un'adeguata preparazione dell'acqua salata, che viene generalmente sottoposta a pretrattamenti come la filtrazione e la rimozione di solidi sospesi e sostanze organiche. Nonostante i costi e l'impatto ambientale, la dissalazione delle acque è una tecnologia sempre più utilizzata in alcune regioni del mondo dove le risorse idriche sono scarse o inquinate. Inoltre, con l'avanzare delle tecnologie e la ricerca di soluzioni più sostenibili, si stanno sviluppando sistemi di dissalazione più efficienti ed economici.

troveremo l'acqua distillata mentre negli scompartimenti adiacenti, l'acqua ricca o di solo iodio o di solo cloro;

scambio ionico: adatto per acque salmastre a bassissimo tenore di sali, utilizza resine anioniche e cationiche che fissano i sali lasciando invece fluire l'acqua così depurata, non adatto per acque con un'alta concentrazione di sali poiché servirebbero una grande quantità di resine, molto costose.

Tecnologie collegate al secondo sistema (con cambio di stato):

evaporazione: processo non influenzato dalla concentrazione salina, può avvenire con evaporazioni solari (l'energia è gratuita ma ha una bassa resa) o evaporazioni multiflash (si sfrutta la caratteristica che a differenza di pressione l'acqua evapora a diverse temperature e tempo). Il processo inizia riscaldando l'acqua marina e facendola entrare in varie stanze sempre a pressione minore, in questo modo l'acqua evapora istantaneamente

(flash) e tutti i sali cadono al fondo della camera. 2. congelamento: il sale congelato crea dei cristalli facilmente separabili dal resto. Tecnologie collegate al secondo sistema (senza cambiamento di stato): 1. estrazione con solventi: processo applicabile a tutti i tipi di acqua, si basa sul principio che alcuni solventi organici sono in grado di estrarre dalle soluzioni saline acqua più o meno pura e di mettere in libertà tale acqua ad una temperatura diversa; 2. osmosi inversa: l'osmosi è un fenomeno naturale che si manifesta ogni volta che due soluzioni dello stesso solvente (acqua), a differente concentrazione salina, vengono messe in contatto tramite una membrana che lascia passare il solvente ma non il soluto. In tali condizioni si ha il passaggio del solvente dalla soluzione meno concentrata a quella più concentrata ma se si applica un'adeguata pressione alla soluzione più concentrata si potrà annullare il passaggio e avere il

Il processo inverso. I principali elementi di costo in un impianto di dissalazione riguardano: il costo dell'impianto, gli oneri sul capitale, i costi per l'energia, il costo del lavoro e altri costi per il funzionamento dell'impianto. Si possono presentare degli inconvenienti, ad esempio la presenza di sostanze acide che causa la corrosione delle tubazioni e delle apparecchiature, presenza di incrostazioni, legate alla tipologia di sali contenute nelle acque oppure ostruzioni degli impianti a causa delle sostanze sospese nelle acque.

I costi dipendono dal sistema di dissalazione impiegato, generalmente l'acqua dissalata costa di più di quella dolce trovata in natura, generalizzazione che però non è totalmente corretta perché il costo dell'acqua dolce convenzionale non tiene conto dei costi di captazione, sistemazione, raccolta e trasporto. È possibile ridurre i costi di dissalazione se si dispone di calore di recupero, ciò si

realizzaeffettuando abbinamenti con impianti termoelettrici o a produzione multipla.

CONSUMI DELL'ACQUA IN ALCUNI TIPI DI INDUSTRIA
Le dimensioni aziendali, le materie prime di partenza, i processi adottati, la tipologia dei prodotti e le caratteristiche qualitative degli stessi sono tutti fattori che incidono notevolmente sul fabbisogno di acqua da parte dell'industria. Le industrie che utilizzano più di acqua per tonnellata sono le cartiere per la produzione di carta e fogli. In Italia, le industrie che ne fanno un uso maggiore sono le centrali termoelettriche, le industrie chimiche e le cartiere.

TRATTAMENTI DELL'ACQUA INDUSTRIALE
Raramente le acque posseggono i requisiti richiesti dalle industrie, è necessario quindi sottoporle ad una serie di trattamenti e naturalmente tutto ciò ha un costo. Vi sono due tipologie di trattamenti: fisici e chimici, tra i trattamenti fisici:
1. eliminazione della torbidità: attraverso il rallentamento della

velocità dell'acqua le particelle di maggiori dimensioni si depositano sul fondo (decantazione). Per facilitare il deposito di particelle più piccole (colloidi) si ricorre alla coagulazione. Si basa sul medesimo principio del processo di decantazione ma con l'aggiunta di particolari sostanze coagulanti che consentono il deposito anche delle micro particelle. La filtrazione viene effettuata nei cosiddetti filtri lenti, vasche di grandi dimensioni che presentano sul fondo alcuni strati di sabbia fini e successivi strati di sabbia e ghiaie di maggior dimensioni con dei tubi forati per raccogliere e convogliare l'acqua;

aerazione: attraverso il contatto tra aria e acqua si ottiene l'eliminazione di idrogeno e anidride carbonica libera;

decolorazione e deodorazione: l'acqua viene fatta passare attraverso carboni attivi (che devono essere poi rigenerati attraverso il passaggio di vapore acqueo), che trattengono le sostanze responsabili di tali inconvenienti;

degasazione fisica: può realizzarsi con metodiche diverse (per riscaldamento, con il vuoto o con un sistema combinato), lo scopo è di eliminare dall'acqua i gas indesiderati come ossigeno, anidride carbonica, idrogeno;

distillazione: permette di separare l'acqua dai componenti approfittando del loro diverso punto di ebollizione e volatilità.

Trattamenti chimici:

1. degasazione chimica: trattamento complementare a quella fisica. Il metodo più utilizzato è quello in cui si usa l'idrato di idrazina a 50-60 gradi;
2. sterilizzazione e colorazione: permette di ottenere acqua potabile in particolare per usi alimentari o per impieghi sanitari, l'acqua viene trattata con cloro, ozono o raggi UV.
3. addolcimento: eliminazione totale o parziale della durezza dell'acqua, la quale può portare alla formazione di incrostazioni e interferenze con altre sostanze. Per eliminare la durezza temporanea è sufficiente riscaldare l'acqua,

nel caso di durezza permanente, si ricorre al procedimento calce soda, il quale consiste nell'aggiunta di calce e soda che causano la precipitazione del calcio e del magnesio; 4. deferrizzazione e demanganizzazione: si ottiene l'ossidazione di composti ferrosi e manganosi trasformandoli in sostanze poco solubili e quindi precipitabili; 5. dealgicizzazione: impiegando cloro o suoi derivati si rimuovono le alghe; 6. demineralizzazione: può avvenire sia per scambio ionico (per acque a bassa salinità) che per distillazione (alta salinità). ACQUE DI RIFIUTO E LA LORO DEPURAZIONE Una volta utilizzate le acque industriali, le aziende devono trovare il modo per scaricarle. In passato le acque venivano rigettate nei fiumi o in mare ma in seguito si prese coscienza del fatto che ciò comportava un danno per l'ambiente. I parametri di cui a tal proposito si tiene conto sono: - solidi sospesi: danneggiano la vita vegetale ed animale; - pH: un pH troppo basso

Il comporta corrosione;

temperatura: acque calde immesse nei corsi d'acqua modificano la temperatura del corpo idrico;

BOD: un indice del grado di inquinamento da parte di sostanze organiche eliminabili mediante trattamenti biologici;

COD: un indice del grado di inquinamento da parte di sostanze organiche biodegradabili;

azoto ammoniacale e nitrico.

La determinazione di questi parametri avviene in laboratori esterni, pubblici o privati, successivamente questa fase si procede ad eliminare gli inquinanti presenti nelle acque di scarico, i quali possono classificarsi in:

• materiali solidi grossolani, sospesi e fini sospesi;
• oli liberi o emulsionanti;
• sostanze organiche non naturali solubili;
• inquinanti inorganici;
• acidi e basi forti;
• calore, può essere ridotto utilizzando sistemi in cui vi è il passaggio di acqua da raffreddare attraverso unità di raffreddamento o sistemi a riutilizzo ciclico dell'acqua utilizzata nel raffreddamento, a loro volta.

imenti aperti, si utilizzano appositi contenitori o sacchetti trasparenti, che vengono poi raccolti dai servizi di raccolta rifiuti. Per gli alimenti chiusi, invece, è possibile utilizzare il compostaggio domestico o portarli presso appositi centri di raccolta. È importante seguire le indicazioni fornite dalle autorità competenti per lo smaltimento corretto degli alimenti, al fine di ridurre l'impatto ambientale e promuovere una corretta gestione dei rifiuti.