Modelli per la gestione, l’efficientamento e la sostenibilità dei grandi impianti di trattamento acque

La presente tesi sviluppa un framework integrato di Life Cycle Assessment (LCA) per la valutazione e la riduzione degli impatti ambientali dei grandi impianti di depurazione delle acque reflue, applicandolo a un caso studio reale rappresentato dall'impianto dell'Acqua Pubblica Sabina (APS) di Rieti, dimensionato per 75.000 abitanti equivalenti e una portata media di 24.000 m³/d. A differenza degli approcci che esaminano le singole fasi del ciclo di vita in modo isolato, il lavoro ricostruisce l'intero arco di vita dell'opera articolandolo nelle tre fasi di costruzione, gestione operativa e smaltimento dei fanghi, ricondotte a un'unica unità funzionale, pari a un metro cubo di acqua trattata, su una vita utile di trent'anni. L'analisi è condotta in conformità alle norme ISO 14040 e 14044, adottando i fattori di caratterizzazione CML 2001, la banca dati Ecoinvent v3.8 e i fattori di global warming dell'IPCC, ed è supportata da due strumenti di calcolo sviluppati appositamente: il primo dedicato alla fase costruttiva, il secondo alle fasi gestionale e di smaltimento dei fanghi, entrambi sottoposti a revisione critica e validazione metodologica. I risultati indicano un global warming potential complessivo di riferimento pari a 0,655 kgCO₂eq/m³, compreso in un intervallo tra 0,61 e 0,75 kgCO₂eq/m³ in funzione della configurazione impiantistica e dello scenario di smaltimento adottato. La fase di gestione operativa domina nettamente il profilo di impatto, con un contributo dell'ordine dell'86–88%, a fronte di una quota marginale della costruzione, compresa tra il 3 e il 5%, e di un peso intermedio dello smaltimento dei fanghi. Tale composizione, lungi dal sminuire le altre fasi, riorienta le priorità di intervento: l'analisi comparativa delle misure di mitigazione individua nella digestione anaerobica con cogenerazione l'azione singola più efficace sull'intero ciclo di vita, mentre lo spandimento agronomico si conferma la destinazione dei fanghi a minore impronta carbonica rispetto a compostaggio, incenerimento e, soprattutto, conferimento in discarica. L'analisi di sensitività evidenzia infine la criticità della scelta dei parametri metodologici — frazione di carbonio fossile nell'influente, fattore di emissione del mix elettrico ed edizione dei fattori IPCC — nel determinare i risultati finali. Il contributo principale del lavoro risiede dunque nell'integrazione delle tre fasi su un'unica base di confronto, che consente una gerarchizzazione oggettiva delle priorità di efficientamento e sostenibilità degli impianti di depurazione.