Un nuovo paradigma per la depurazione energeticamente efficiente in Sicilia

Di Giuseppe Mancini
Responsabile scientifico del Progetto
Università di Catania

Da https://serviziarete.it/sfogliabile/luglio-agosto-2025/ pp. 166-168

Le basi: un contesto ad alta intensità energetica ed emissione di CO₂
Oggigiorno, i settori dell’acqua e delle acque reflue affrontano sfide fondamentali in un contesto di alti consumi di energia elettrica, significative emissioni di carbonio, processi spesso obsoleti e inefficienza. Il Sistema Nazionale dei Servizi Idrici richiede 7.264 GWh – circa il 2% del consumo energetico nazionale – di cui circa il 32% per il trattamento delle acque reflue (RSE, 2022). La sola fase di aerazione biologica si concentra su oltre il 50% di questo consumo. I trattamenti delle acque reflue sono inoltre responsabili di 3,718 Mt CO₂ eq./anno (5% CH₄ e 7% N₂O delle emissioni nazionali).

L’impatto della nuova direttiva

In questo quadro già complesso si inserisce la recente normativa europea (2024/3019/UE) sul trattamento delle acque reflue urbane che sta portando a pesanti restrizioni e obiettivi di elevate performance funzionali ed energetiche, tra cui:

• Estensione dell’obbligo di trattamento biologico agli impianti con carico >1.000 A.E.
• Implementazione di trattamenti terziari, al fine della riduzione dei rischi di eutrofizzazione, entro il 2039 per impianti >150.000 A.E. ed entro il 2045 per impianti >10.000 A.E. in aree sensibili.
• Abbattimento dei nuovi microinquinanti secondo approccio di analisi del rischio, introduzione del monitoraggio ed eventuale implementazione per impianti >150.000 A.E. e agglomerati >10.000 A.E. in aree a rischio.
• Riduzione emissioni congiuntamente al perseguimento della neutralità energetica entro il 2050.
• Redazione di audit energetico per Impianti di depurazione civili e comparti fognari entro il 2028 per Impianti > 100.000 A.E. ed entro il 2032 per Impianti > 10.000 A.E.
• Incentivazione al riuso della risorsa a fini irrigui e civili; è in Corso un tavolo di confronto a riguardo per l’implementazione di “certificate blu”.
• Quantitativo minimo di fanghi destinati al riutilizzo agricolo per recupero nutrienti.

In Sicilia il Quadro del trattamento delle acque reflue è però ancora lontanissimo da questo scenario idilliaco. La regione determina il maggior peso nelle procedure di infrazione europee a livello Italiano per non aver rispettato le precedenti direttive sul trattamento delle acque reflue.

Il Progetto e gli attori
In questo quadro problematico si colloca il progetto SMART-EE PLANTS (Smart Energy-Efficiency wastewater treatment Plants), presentato con non poca lungimiranza nel lontano 2017 in risposta all’avviso pubblico regionale relativo all’Azione 1.1.5 “Sostegno all’avanzamento tecnologico delle imprese attraverso il finanziamento delle attività di validazione precoce dei prodotti e dimostrazione su larga scala” del PO FESR Sicilia 2014/2020.

Il progetto SMART-EE PLANTS, finanziato per il periodo 2020-2025 (costo totale del progetto € 3.425.390), vede il coinvolgimento di numerosi partner, tra cui:

• SIDRA S.p.A. – Capofila
• AMAP S.p.A.
• ACQUENNA S.c.p.a.
• Ipropat A S.r.l.
• ECOCONTROL SUD SRL
• Università degli Studi di Catania
• Università Kore di Enna
• Università degli Studi di Palermo

Gli obiettivi e gli strumenti tecnologici: sensori, controllo in tempo reale e simulazione dinamica
Obiettivo generale del progetto SMART-EE-PLANTS è conseguire una sensibile riduzione del consumo energetico a livello regionale che, nel complesso delle sue azioni, si attuerà attraverso un netto cambio di paradigma verso una gestione energetica efficiente degli impianti di depurazione delle acque reflue della regione Sicilia.
Obiettivo più specifico è l’efficientamento energetico e ambientale dei processi di trattamento delle acque reflue, da conseguire attraverso una gestione altamente monitorata, in continuo, dei relativi processi bio-chimici e fisici, mediante un sistema a basso costo costituito da sensori accoppiati con opportuni sistemi di controllo, modellazione ed automazione. In particolare la riduzione del consumo energetico verrà conseguita attraverso lo sviluppo e l’applicazione di un dimostratore low-cost che impiega:
• Una rete di sensori a costo ridotto, customizzati per lo specifico processo esaminato, che consente la rilevazione di dettaglio di parametri chimico fisici lungo le fasi più energivore.
• Una mini-piattaforma elettronica di elaborazione, trasduzione e trasmissione dei diversi segnali, che consente di disporre in forma integrata e in tempo reale dei valori delle grandezze di rilievo per il controllo di processo unitamente ai consumi energetici dello stesso.
• Un modello di simulazione che, attraverso il controllo e la possibilità di guidare la retroazione sui processi più energivori, consente di massimizzare il risparmio energetico e minimizzare le emissioni in atmosfera.

L’approccio esteso a garanzia di replicabilità
Attraverso tecnologie di modellazione e di controllo di processo, sperimentate dagli Enti di Ricerca e integrate da imprese esperte nel risparmio energetico e nel controllo degli impianti di depurazione, il dimostratore viene testato in tre configurazioni operative full-scale, presso differenti impianti-tipo (Catania – 320.000 A.E., Castelvetrano – 15.000 A.E., Gagliano – 5.000 A.E.), selezionati per rappresentare diverse scale e configurazioni impiantistiche. L’approccio esteso, coinvolgendo le diverse tipologie e un’ampia distribuzione territoriale, garantisce la necessaria ricchezza e varietà di condizioni ed esperienze per ampliare i risultati e quindi estendere il risparmio energetico al resto degli impianti direttamente gestiti dai partner in regione, nonché di condividere l’innovazione con altri soggetti gestori, pubblici e privati, a livello regionale ed xtraregionale. Beneficio secondario, ma non trascurabile, del progetto sarà la conseguente riduzione delle emissioni clima-alteranti ed il maggiore controllo e affidabilità della qualità degli scarichi nei corpi idrici ricettori con gli evidenti vantaggi di natura ambientale, sociale ed economica. L’automazione prevista dal progetto, fornendo all’impianto di depurazione un certo grado di “intelligenza”, intesa come maggiore adattabilità alle esigenze operative, può contribuire in modo determinante al raggiungimento degli obiettivi di affidabilità ed economicità di gestione che oggi sono riconosciuti come prioritari dalla nuova Direttiva e che si vedranno concretizzare in un più che rilevante risparmio dell’energia richiesta. SMART-EE-PLANTS si propone pertanto come modello replicabile su scala regionale ed extraregionale, con benefici attesi in termini di:
• miglioramento dell’efficienza energetica e ambientale
• maggiore affidabilità del processo depurativo
• riduzione del rischio di sanzioni legate al superamento dei limiti allo scarico
• valorizzazione del ruolo green dei gestori coinvolti
Inoltre, il progetto prevede azioni di disseminazione e formazione per tecnici e operatori, per favorire l’adozione su larga scala e coinvolgere attivamente i cittadini nella transizione ecologica del settore.

Questi primi risultati sono stati presentati ad aprile ad un convegno dal titolo “SMART-EE-PLANTS: TECNOLOGIE E SOLUZIONI NELLA GESTIONE OLISTICAMENTE SOSTENIBILE DEL SERVIZIO IDRICO INTEGRATO”, tema svoltosi a ECOMED 2025 (www.ecomed.it) ed organizzato dai partner di Progetto in collaborazione con l’Associazione nazionale dell’Ingegneria per l’Ambiente e il Territorio (AIAT – www.ingegneriambientali.it) e dal Gruppo Gestione Impianti Trattamento Acque in Sicilia.