Risparmio idrico: dove, come e perchè

Di PhD Fabio Signorello (responsabile di Risparmio Idrico) e Arch. Roberto Becchetti – Pubblicato sulla rivista Ambiente a marzo 2020

1. Il risparmio idrico in agricoltura
2. Il consumo d’acqua negli allevamenti intensivi e possibilità di risparmio idrico
3. Il risparmio idrico nel settore industriale: tecnologia al servizio dell’ambiente
4. Il risparmio idrico in ambito domestico

La crisi idrica sembra ormai un evento inevitabile e il tema del risparmio idrico sempre più attuale. Nel mondo tanti scienziati, accademici e movimenti ambientalisti affermano che ormai non è più possibile tornare indietro e che il modello digestione delle acque fin ora utilizzato non è più sostenibile. Tale modello non è più sostenibile. L’insostenibilità di tale modello si riverbera in ambito urbano, domestico, agricolo e industriale, perché in ogni settore  si è agito immaginando di avere una disponibilità d’acqua infinita.

Il comparto acqua è uno dei settori più complessi e articolati da comprendere e descrivere. In questo articolo cercheremo di mettere a fuoco alcune criticità nei diversi ambiti, suggerendo qualche soluzione già disponibile.

Il risparmio idrico in agricoltura

L’acqua è vita e gestire una risorsa di tale importanza è fondamentale, tanto più in un periodo storico segnato dal cambiamento climatico e dall’alternarsi di periodi di siccità e forti piogge. L‘Italia è ai primi posti per disponibilità d’acqua, ma ne spreca quantità enormi, soprattutto nel settore primario, tanto da essere maglia nera europea per quanto riguarda l’impronta idrica, con una stima pari a 2.232 metri cubi d’acqua pro capite all’anno. Ma come si fa a ridurre gli sprechi in agricoltura e salvaguardare una risorsa tanto importante?

Tecniche e tecnologie

La quantità d’acqua presente nel terreno dipende da molti fattori, quali la tessitura, la struttura e la quantità di sostanze organiche umide. Un suolo argilloso ben strutturato, dotato di un’elevata quantità di micropori e humus, è perfettamente in grado di limitare il consumo acqua e resistere alla siccità; i suoli sabbiosi lo sono molto meno. Ecco spiegata l’importanza dell’humus, fedele alleato del risparmio idrico in agricoltura.

Ma ciò potrebbe non bastare. L’agricoltore, infatti, deve adottare ulteriori accorgimenti che consentano al terreno di accumulare acqua, evitandone la salinizzazione.

ACCUMULARE ACQUA

Queste attività rientrano nel campo dell’agricoltura sostenibile. Per accumulare acqua è necessario favorire l’infiltrazione della stessa nel terreno, in modo che non si disperda scorrendo via. Lasciando esposte le zolle, ad esempio, il consumo acqua cresce esponenzialmente, a causa dell’evaporazione. I metodi di lavorazione che lasciano il terreno assestato sono i più efficaci, così come lo è la presenza di residui colturali, i quali contribuiscono a ridurre l’evaporazione e lo scorrimento superficiale durante le precipitazioni intense.

I SISTEMI DI IRRIGAZIONE

Anche i sistemi d’irrigazione sono importanti. I più indicati per il risparmio idrico sono quelli che distribuiscono l’acqua in maniera localizzata. L’impianto a goccia è un metodo di irrigazione che somministra l’acqua lentamente, depositandola direttamente sulla radice. Ciò è reso possibile da un sistema dotato di condotte, valvole e gocciolatori. In questo modo, le perdite per evaporazione risulteranno particolarmente basse.

LE NUOVE TECNOLOGIE

Tra le innovazioni del settore agricolo volte alla riduzione dei consumi idrici non si può fare a meno di citare la nuova tecnica di produzione intensiva ormai ampiamente diffusa: “l’agricoltura idroponica” ovvero la coltivazione di verdure e ortaggi fuori suolo (dunque senza terra), che garantisce una produzione massiva più veloce, più sana (perchè non serve utilizzare pesticidi e diserbanti) e soprattutto utilizzando circa il 90% di acqua in meno rispetto all’agricoltura tradizionale.

Parlando invece di nuove tecnologie, si può affermare che anche il settore agricolo è già diventato un settore hi-tech.

Ad esempio sono ormai tantissime le tipologie di sensori che rilevano l’umidità del terreno, e ancora, dei droni dotati di speciali camere e strumentazioni che sorvolando i campi  indicano quale specifica parte del terreno necessita d’acqua o lo stato di stress delle piante, tantissime le sono le app utilizzate dai “contadini digitali” che da remoto si interfacciano e inviano dei robot che cospargono concime e acqua solo dove serve.

E’ dunque plausibile che nei prossimi anni si potrà ottenere un elevatissimo risparmio idrico nel settore primario, accusato oggi di essere il dissipatore della risorsa acqua, e che  pertanto più di altri può raggiungere ambiziosi traguardi in termini di volumi d’acqua risparmiata.

Il consumo d’acqua negli allevamenti intensivi e possibilità di risparmio idrico

Forse non tutti conoscono il problema del consumo d’acqua dolce originato dagli allevamenti animali. Anche chi può immaginare che queste attività impattino notevolmente sull’ambiente, forse non conosce gli impressionanti dati che le riguardano.

È bene quindi introdurre alcuni concetti importanti e fornire quanto meno dei dati concreti per sensibilizzare l’opinione pubblica su un fenomeno che ci riguarda tutti da molto vicino.

Si parla sempre più spesso di “water footprint”. Quest’espressione è ormai di uso comune in ambiti scientifici, tecnici ed accademici e si traduce come “impronta idrica”. Una chiara e semplice definizione è disponibile nel sito ufficiale del Ministero dell’Ambiente:

“L’IMPRONTA IDRICA È UN INDICATORE DEL CONSUMO DI ACQUA DOLCE CHE INCLUDE SIA L’USO DIRETTO CHE INDIRETTO DI ACQUA DA PARTE DI UN CONSUMATORE O DI UN PRODUTTORE. L’IMPRONTA IDRICA DI UN SINGOLO, UNA COMUNITÀ O DI UN’AZIENDA È DEFINITA COME IL VOLUME TOTALE DI ACQUA DOLCE UTILIZZATA PER PRODURRE BENI E SERVIZI, MISURATA IN TERMINI DI VOLUMI D’ACQUA CONSUMATI (EVAPORATI O INCORPORATI IN UN PRODOTTO) E INQUINATI PER UNITÀ DI TEMPO. NELLA DEFINIZIONE DELL’IMPRONTA IDRICA È DATA INOLTRE RILEVANZA ALLA LOCALIZZAZIONE GEOGRAFICA DEI PUNTI DI CAPTAZIONE DELLA RISORSA.”

Gli allevamenti intensivi

Ebbene, focalizzando l’attenzione agli allevamenti intensivi deduciamo che possono considerarsi come le attività con la più alta pressione idrica infatti, senza considerare tutte le argomentazioni sull’’inquinamento che l’allevamento di animali determina e l’impatto dei gas, i dati sono a dir poco impressionanti.

Ben il 70% dell’acqua che viene consumata sulla Terra è impiegata dalla zootecnia e dall’agricoltura necessaria a sfamare gli animali. Serve acqua per dissetare gli animali, serve acqua per lavare le stalle, serve acqua per annaffiare i campi coltivati che servono a nutrire gli animali. È fondamentale quindi trovare uno o più modi per arrivare ad un risparmio idrico che appare sempre più necessario.

Come ottenere un risparmio idrico utilizzando le nuove tecnologie

L’acqua è un bene talmente prezioso che il futuro nel settore dell’allevamento degli animali non può non essere eco-sostenibile. Fortunatamente le aziende operanti in questo settore sembrano rispondere bene a questo input, e sempre più spesso vengono diffuse notizie su nuove tecnologie che potranno aiutare a ridurre i consumi garantendo al contempo il benessere degli animali e dell’ambiente. Tra queste troviamo:

• asportatori mobili di deiezioni, che permettono di mantenere le stalle più pulite riducendo il fabbisogno di acqua per lavare
• sistemi di raffrescamento intelligenti che utilizzano meno acqua mantenendo o aumentando il benessere dell’animale
• apparecchiature che forniscono parametri aggiornati in tempo reale su come e quanto annaffiare le colture utilizzate per il nutrimento del bestiame
• impianti di desalinizzazione per l’uso dell’acqua salata in irrigazione, permettendo con sistemi a circuito chiuso di risparmiare sull’acqua dolce.
• tecniche di “Precision Feeding Management” (PFM) ovvero alimentazione di precisione che da un lato offre una dieta equilibrata degli animali ed allo stesso tempo si aumenta la protezione delle acque superficiali, puntando alla riduzione della presenza di azoto, fosforo e metalli pesanti.

In definitiva esistono delle buone prassi e tecnologie avanzate per il risparmio idrico in questo settore, di cui l’Italia è un esempio, e che può anche essere esportato verso paesi ad alto impatto idrico.

Il risparmio idrico nel settore industriale: tecnologia al servizio dell’ambiente

Nel settore industriale l’acqua è una risorsa. Anche per la Terra e per l’ambiente però lo è. Cosa accade allora quando la stessa risorsa condivisa viene utilizzata in maniera eccessiva dagli impianti industriali? Accade che quello che sarebbe un mezzo per il sostentamento dell’ambiente mondiale, diventa appannaggio dannoso di un solo settore.

È necessario, in un mondo sempre più green ed ecosostenibile prestare molta attenzione ad un aspetto che troppo spesso viene ignorato come questo. Forse non si ha ben chiaro l’impatto dell’utilizzo idrico nel settore industriale. L’acqua viene usata praticamente da tutte le industrie: da quello alimentare a quello tessile, passando per i settori dell’elettronica, della chimica, della farmaceutica fino ad arrivare agli usi in cosmetica. Se è vero che l’industria si sviluppa ad una velocità notevole per quanto riguarda le innovazioni, è giusto che un ampio spazio sia dato a quelle che già esistono e che permettono di ridurre il consumo idrico.

Industria: come ridurre le risorse idriche nel rispetto dell’ambiente

Ovviamente la prima cosa che si può fare per ridurre il consumo idrico, ad esempio, è agire sugli sprechi. Questo non vuol dire solo, anche se è essenziale, limitare l’uso non necessario, ma può applicarsi anche nel trattamento acque reflue. Si tratta del procedimento che viene applicato alle cosiddette acque di processo. Sono tutte quelle acque che vengono alterate durante l’uso nei cicli tecnologici dei settori industriali. Ecco allora che il trattamento acque reflue può, attraverso dei procedimenti chimici, fisici e biologici, depurare le acque di processo che quindi potranno essere riciclate e fruibili di nuovo.

Oltre a questo aspetto, vanno considerate tutte quelle tecniche produttive già disponibili che da un lato portano a consumare meno acqua, dall’altro hanno un basso impatto sui corsi d’acqua e sul mare.

Le tecniche

Ecco qualche esempio delle tecniche disponibi:

• impianti di purificazione e riciclaggio: alcune grandi aziende della moda mondiale hanno investito in queste strutture, riuscendo a risparmiare ben un miliardo di litri ogni anno;
• electrospinning: nell’industria alimentare esiste una tecnica che filtra i liquidi eliminando i batteri in maniera efficace riducendo l’impiego di acqua di 1/6, solo con l’utilizzo di una membrana in nylon 6;
• pannelli anti evaporazione: questo sistema, anch’esso impiegato nell’industria alimentare, usa dei pannelli al cui interno sono posizionate sfere di 10 centimetri tenute insieme e che formano appunto una copertura anti evaporazione. In questo modo l’acqua impiegata nei processi industriali non viene sprecata;
• desalinizzazione: questo è il sistema che permette di ottenere acqua dolce dall’acqua salata in modo che possa essere usata in diversi settori;
• riutilizzo delle acque reflue nell’industria tessile: come abbiamo già detto, le acque reflue rappresentano un patrimonio idrico che può essere riutilizzato, grazie a dei processi di purificazione. È quello che fanno già molte industrie tessili. Il processo specifico applicato è quello della elettrocoagulazione. Si tratta di eliminare le sostanze inquinanti, i coloranti e le sostanze chimiche dalle acque dopo i processi necessari nel tessile. Si usano dei cosiddetti processi a membrana di ultrafiltrazione e osmosi inversa.

Dietro queste parole molto tecniche si nasconde però in fondo un principio molto semplice. L’acqua è necessaria, ma necessario è anche tutelare il patrimonio più importante dell’umanità con processi sempre più sofisticati che invece di guardare al consumismo si concentrino sul risparmio idrico.

Il risparmio idrico in ambito domestico: tecnologia al servizio dell’utenza

Un ambito particolarmente sensibile e delicato per quel che concerne il tema del risparmio idrico, è quello domestico e residenziale in genere. L’acqua è un bene prezioso che dobbiamo salvaguardare, poiché erroneamente in passato, a livello residenziale privato, lo abbiamo considerato illimitato, non ponendoci con atteggiamento rispettoso, ed in definitiva etico, di fronte al suo utilizzo razionale.

I consumi

Si stima che l’utilizzo ed il consumo personale di acqua in ambito domestico sia mediamente di 428 litri a persona, pari a 156 metri cubi pro capite annui.

Si tratta di numeri importanti, che vedono l’Italia come il paese con il prelievo maggiore d’Europa seguita da Irlanda (135 mc annui) e Grecia (131 mc annui), che assumono ancor più significato se li confrontiamo con il consumo di di altri paesi più virtuosi, come ad esempio Malta che consuma 31 mc annui per abitante. All’interno di questo numero, che può sembrare vuoto di significato, possiamo individuare dei sotto numeri che ci danno un’idea pratica di quanta acqua utilizziamo per semplici operazioni quotidiane: 

• 40 litri per una doccia
• 40 litri per il lavaggio dei piatti
• 20 litri per il lavaggio dei lavaggio denti
• 16 litri per lo scarico del wc
• 5 litri per lavare mani/viso
• 5 litri dovuti alle perdite dell’impianto.

Sono quantità che ci dovrebbero far riflettere, poiché in Italia sono risultate costantemente in aumento negli ultimi diciassette anni e possono essere razionalizzate in quanto sono principalmente figlie di un utilizzo non efficace della risorsa idrica disponibile. Occorre infatti la profonda mutazione di un atteggiamento miope che in definitiva influisce sui valori dell’ambiente in cui viviamo e finisce oltretutto per svuotarci le tasche nelle bollette.

Si tratta di un colossale errore di valutazione che stiamo già pagando caro, alla luce dei mutamenti climatici (indotti o meno che siano dall’uomo) ed alla luce dell’inquinamento dei corsi e degli specchi d’acqua ad opera dell’uomo moderno e contemporaneo.

Depurazione e bilancio idrico

L’acqua che consumiamo, infatti, spesso anche di alta qualità, deve essere rinnovata all’interno della rete sotterranea attraverso il processo di economia circolare che si concretizza nella depurazione. Gli impianti di depurazione delle acque reflue urbane sono infrastrutture indispensabili nell’ottica che stiamo affrontando, poiché consentono una riduzione dell’inquinamento delle acque superficiali e sotterranee ed in definitiva consentono di preservare le nostre fonti di approvvigionamento primarie: le falde e i corsi e gli specchi d’acqua.

Per mantenere anche un corretto bilancio idrico, molte città, per affiancare la coscienza collettiva, basata sulla mera etica individuale, hanno deciso di dare un giro di vite nell’ambito del risparmio e del recupero idrico. Molti regolamenti edilizi e molte norme tecniche di piano regolatore stanno definendo i limiti alla impermeabilità del terreno, proponendo o giustamente imponendo, sistemi di pavimentazione drenante, riducendo il verde “in vasca” in favore del verde “profondo” nell’esecuzione di opere di nuova edificazione.

Al fianco di questi provvedimenti per così dire passivi, ve ne sono molti “attivi” con la promozione e l’incentivazione di sistemi ed impianti di risparmio e recupero idrico all’interno dell’edilizia residenziale. Si tratta di tecniche e tecnologie che possano aiutarci a gestire più razionalmente l’uso di acqua all’interno delle nostre abitazioni.

Il Risparmio Idrico in ambito domestico: le scelte

Per introdurre il concetto di risparmio idrico non avrebbe significato se venisse inteso senza considerare i due aspetti che lo identificano in modo particolare:

• le scelte gestionali consapevoli (ovvero come utilizzare correttamente erogatori, elettrodomestici, e impianti di vario genere);
• le scelte strategiche (il corretto dimensionamento degli impianti, selezioni di componenti adeguate e manutenzione continua);

Queste aspetti implicano per esempio in ambito di edilizia residenziale, l’installazione di alcuni dispositivi (riduttori di flusso/frangigetto) e di cassette wc a doppio tasto e a basso consumo, a cui può affiancarsi l’adozione di elettrodomestici a basso consumo (lavatrici/lavastoviglie). Per l’irrigazione dei giardini e delle aree verdi, sarà preferibile la scelta delle ore notturne per l’innaffiamento, l’utilizzo di nebulizzatori in luogo o, meglio, di impianti goccia a goccia interrati, e come prerequisito, per così dire, la selezione di specie vegetali autoctone, i cui bisogni idrici siano consoni alle caratteristiche di piovosità locali, in modo da ridurre sensibilmente la richiesta di acqua per il loro sostentamento.

E’ senz’altro auspicabile, nell’ambito di un corretto dimensionamento impiantistico, l’installazione di un riduttore di pressione in entrata, che agendo da regolatore di portata, limita i consumi e, in caso di malfunzionamenti, le perdite dell’impianto.

Questo ultimo aspetto introduce il concetto di corretta e periodica manutenzione, che, evitando disfunzioni dell’impianto (e quindi perdite) evita altresì inutili sprechi di risorsa idrica, i quali possono avvenire anche nel sistema di adduzione dell’acqua dal contatore dell’erogatore al consumatore, spesso soggetto alla presenza di perdite non tenute in debita considerazione.

Come ridurre il consumo di risorse idriche in ambito domestico

Nell’ambito domestico sono stati introdotti negli ultimi anni sistemi indirizzati verso il risparmio idrico quotidiano. Si tratta di tecnologie che ci aiutano a risparmiare acqua nelle piccole operazioni quotidiane: lavarci, bere, lavare abiti e ambienti, ecc.

Si tratta di apparecchiature, sistemi o buone pratiche che possono essere utilizzati ed applicati nei nostri ambienti domestici.

Vediamo quali sono quelli più comuni.

Gli ausili per il risparmio idrico

• Cassette WC a doppio flusso. Si tratta di placche con dispositivi a doppio pulsante, che permettono di ridurre il flusso dell’acqua di scarico a una portata di 3 litri, quando richiesto, lasciando la disponibilità della portata da 9 litri, obbligatoria nelle cassette tradizionali.
• Riduttori di flusso e soffioni a basso consumo. I riduttori di flusso per rubinetti sono molto più efficaci dei frangigetto. Si tratta di sistemi che garantiscono la medesima pressione riducendo il flusso di acqua (in alcuni casi del 50%), miscelandola con aria. Il costo dell’intervento di installazione si recupera in pochi mesi. E’ un sistema che può essere utilizzato anche nei soffioni della doccia a basso consumo. L’ultima Legge di Bilancio prevede incentivi fiscali del 65% per il loro acquisto e la loro installazione.

Gestione e controllo

• Sistemi di temporizzazione del flusso. L’installazione di rubinetti temporizzati può essere molto utile. Sebbene si tratti di sistemi concepiti soprattutto per edifici a funzione diversa da quella residenziale, potrebbe non essere sbagliato ipotizzarne l’uso anche in ambito residenziale. Si tratta in ogni caso del sistema più banale ma molto efficace per ridurre lo spreco d’acqua, che spesso dipende da un uso irrazionale dell’apertura dei rubinetti.
• Monitoraggio e controllo. Si tratta di sistemi che permettono di conoscere dove e quanto consumiamo e contemporaneamente ci permettono di rilevare ed analizzare delle anomalie. È molto utile per tenere sotto controllo gli impianti condominiali grazie a sistemi wireless, che rendono ogni utente capace di visualizzare i propri consumi ed eventualmente porre rimedio a sprechi.
• Interventi di manutenzione. La corretta manutenzione fa sì che gli impianti siano in piena efficienza e non si verifichino perdite e malfunzionamenti. Gli interventi di manutenzione devono essere programmati con regolarità.

Elettrodomestici

• Elettrodomestici a basso consumo. Sul mercato si trovano apparecchi ad elevata efficienza energetica, come lavatrici e lavastoviglie, che risparmiano sia kWh di energia che litri di acqua. In particolare, le lavatrici più moderne ed avanzate sono dotate di sensori che regolano l’utilizzo dell’acqua a seconda del tipo e del grado di sporco. Si usano fasci luminosi che misurano le particelle per minuto in modo da regolare la quantità di acqua necessaria per il lavaggio, con risparmi fino a 4 litri per ogni ciclo di lavaggio. Vengono inoltre utilizzati i sensori di carico. Il peso del carico è misurato da un sensore di velocità a rotazione che rileva il livello dell’acqua. Il sensore di carico permette di ottimizzare l’uso dell’acqua persino per mezzi carichi o carichi parziali, contribuendo così a risparmiare acqua ed elettricità, aumentando o diminuendo il flusso di acqua per il lavaggio e rapportandolo automaticamente al peso del materiale da lavare.

Esistono poi dei sistemi impiantistici più sofisticati che si trovano a monte dei terminali con cui interagiamo quotidianamente, che oltre ad avere una valenza importante, persino economica sul nostro bilancio domestico, rappresentano anche una presa di posizione “etica”, per così dire, verso la tutela della risorsa idrica, intesa come bene da salvaguardare, oltre che da risparmiare.

Si tratta di una nuova prospettiva rispetto all’utilizzo che facciamo di acqua potabile spesso di alta qualità. E’ acqua che possiamo bere e con la quale sarebbe possibile cucinare, quindi importante da preservare, ma che usiamo, sbagliando e sprecandola, per esempio per scaricare il wc, per irrigare, per lavare l’automobile, ecc. Questi sistemi possono aiutarci a riutilizzare acque provenienti dagli scarichi, o provenienti dalle precipitazioni atmosferiche.

Impianti di recupero delle acque grigie

Si tratta di sistemi che ci consentano di non utilizzare acqua potabile anche per quelle attività che non richiedono l’uso di acqua di elevata qualità, attraverso il recupero ed il riutilizzo delle acque grigie. È necessario installare un’apposita rete di raccolta dell’acqua proveniente che proviene da lavandini e docce. Queste acque verranno trattate in più fasi da un’unità di filtraggio, che provvede a separare i residui biologici ed organici ed a convogliarli alle fognature. Successivamente l’acqua viene debaterizzata e poi reimmessa in circolo attraverso una rete specificamente dedicata. Resta inteso che per poter installare questo tipo di impianti, è necessario prevedere sistemi di scarico che separino le acque grigie da quelle nere e dimensionare correttamente i vari componenti del sistema.

Impianti di recupero e riuso dell’acqua piovana

L’acqua piovana rappresenta una risorsa che ci può aiutare a ridurre il consumo di acqua potabile, per utilizzi come l’irrigazione, l’innaffiamento, lo scarico dei wc o il lavaggio dell’auto. È possibile raccogliere l’acqua attraverso superfici captanti (come può essere la copertura di un edificio) e, dopo un trattamento di filtraggio, accumularla in un serbatoio che può essere da 1000 litri fino a 10.000 litri. Nel caso che la superficie captante corrisponda a quella di una superficie esterna, sarà necessaria l’eliminazione della “prima pioggia”, che andrà confluita nella rete fognaria. Questa operazione non sarà necessaria per la captazione dalle superfici di copertura degli edifici, nelle quali è sufficiente un primo filtraggio grossolano del materiale organico trasportato (foglie, rami, escrementi di animali, insetti…) attraverso maglie/griglie, collocate in corrispondenza delle grondaie e degli imbocchi nei pluviali.

Possono essere utilizzati anche dispositivi posti all’interno dei pluviali stessi o interrati (deviatori automatici o manuali). A monte e/o a valle dell’accumulo in serbatoi, sarà necessaria un’ulteriore filtrazione meccanica per eliminare le parti fini. Il sistema di accumulo (serbatoi in legno, acciaio, conglomerato cementizio armato, materie plastiche), potrà avere un sistema di riempimento integrativo e un troppo pieno, e può essere sia esterno (interrato o fuori terra) che interno all’edificio. La sua posizione influisce direttamente sul sistema di distribuzione e sull’utilizzo eventuale di pompe. Completerà il sistema l’installazione di una centralina di controllo che gestisca la sequenza dei riempimenti/svuotamenti. Per questo Sistema è necessaria una rete duale di distribuzione dell’acqua, la cui presenza è indicata con segnaletica obbligatoria che ne evidenzi la non potabilità.