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Il disinquinamento delle acque dolci costituisce una necessità impellente per le società moderne, sia industriali, che agricole che turistiche, dal momento che soltanto meno del 3 % dell'acqua presente sulla Terra può essere considerata acqua dolce utilizzabile come tale nelle diverse attività umane.

CRENC RipartizioneAcquaDolceTerra

Partizione dell'acqua dolce presente sulla Terra (Altro: acqua biologica + umidità atmosferica + ghiacci non perenni + permafrost). Fonte: Water science for schools, US Geological Survey’s (USGS), Reston (VA). http://ga.water.usgs.gov/edu/index.html

Introduzione

L'acqua non può essere considerata pertanto un bene inesauribile e la sua conservazione è attualmente considerata una sfida globale. I volumi d'acqua in gioco nei vari ambiti dell'industria degli idrocarburi (e.g. estrazione, conversione chimica) sono tra i più rilevanti. Basti ricordare che sino a 50 barili di acqua di produzione (i.e. salamoia contenente sia composti chimici naturalmente presenti nel sottosuolo sia additivi funzionali alle operazioni di estrazione) accompagnano ogni barile di petrolio estratto. Quantità variabili di tagli petroliferi, solventi, additivi per carburanti e metalli pesanti sono tra i principali contaminanti correlabili a processi chimici o petrolchimici. Questa consapevolezza ha stimolato lo sviluppo e l'applicazione di processi sempre più efficienti per il trattamento delle acque contaminate, sino al raggiungimento delle specifiche imposte dalle normative ambientali o dagli utenti finali.

Le tecnologie basate su materiali sorbenti e su membrane semipermeabili risultano essere attualmente tra le più interessanti, soprattutto grazie al limitato uso di composti chimici ausiliari, ed alle loro versatilità, compattezza, basso consumo energetico.

CRENC TrattamentoAcqueInSitu

Schema di trattamento delle acque inquinate in situ

I materiali sorbenti comprendono una vasta gamma di solidi porosi in grado di trattenere le molecole dei composti chimici disciolti (dispersi) nelle soluzioni (dispersioni) che li attraversano. Da qui la definizione generica di setacci molecolari. Alcuni materiali sorbenti comunemente utilizzati sono di origine naturale (e.g. carboni attivi, zeoliti naturali) mentre altri sono prodotti di sintesi (e.g. zeoliti sintetiche, polimeri).

I materiali sorbenti vengono di norma impiegati in elementi filtranti (e.g. colonne, letti di percolazione). Nel caso del trattamento di acque sotterranee, questi ultimi possono essere costituiti da barriere interrate in corrispondenza della falda acquifera (in-situ, appunto). Quest'ultima configurazione risulta particolarmente favorevole, minimizzando l'impiego di energia (non sono necessarie operazioni di pompaggio in quanto viene sfruttato il movimento naturale della falda acquifera) e l'occupazione del suolo (la superficie dell'area contaminata risulta fruibile già durante le operazioni di bonifica, essendo le infrastrutture per il trattamento interrate).

La ricerca nel campo dei materiali sorbenti è principalmente rivolta ad ottimizzarne le caratteristiche di selettività, capacità specifica, stabilità nelle condizioni d'impiego (e.g. resistenza all'azione degli agenti chimici o biologici naturalmente presenti nell'acqua), rigenerabilità ed economicità. Le membrane semipermeabili consistono in pellicole polimeriche in grado di lasciare passare le molecole d'acqua ma non quelle dei composti chimici in essa disciolti (dispersi). Sul loro impiego sono basate tecnologie di filtrazione attualmente commercializzate non solo per il trattamento delle acque (e.g. desalinizzazione) ma anche per applicazioni nei settori alimentare e medicale.

Anche nel caso delle tecnologie a membrana è in corso uno sforzo finalizzato a ottimizzane le caratteristiche di selettività, stabilità nelle condizioni d'impiego, rigenerabilità ed economicità.

L'attività svolta all'interno dei laboratori del Centro Ricerche per le Energie Non Convenzionali - Istituto eni Donegani di Novara ha portato all'industrializzazione di un processo proprietario basato su materiali zeolitici capaci di trattenere idrocarburi e loro derivati da acque contaminate. Materiali sorbenti nano-ingegnerizzati innovativi sono stati provati con successo su scala di laboratorio. Contestualmente, si stanno valutando tecnologie a membrana commerciali il cui impiego potrebbe essere complementare o alternativo all'uso di materiali sorbenti.

Queste ricerche nel giugno 2012 hanno meritato il Premio Eni Award 2012 - “Riconoscimenti all'innovazione Eni” per un innovativo procedimento per il trattamento di acqua contaminata.


Collegamenti interni



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