Applicare i principi della simbiosi industriale per una produzione più sostenibile
Migliorare la sostenibilità dei processi industriali contemporanei richiede un nuovo paradigma in cui risorse critiche come materiali, energia, rifiuti e sottoprodotti possono essere coordinati in modo più efficiente tra le unità di produzione. Il paradigma, adottato dal progetto SYMBIOPTIMA (Human-mimetic approach to the integrated monitoring, management and optimization of a symbiotic cluster of smart production units), sostenuto dall’UE, era la «simbiosi mimetica umana» che si ispira al funzionamento del corpo umano. Questo approccio ripensa e riutilizza le risorse di produzione in industrie e settori diversi, per ottenere una maggiore efficienza con impatti ambientali negativi minori. SYMBIOPTIMA ha sviluppato un sistema di gestione dell’energia e delle risorse (ERMS - Energy and Resource Management System) integrato, che offre strumenti per la pianificazione della produzione e la gestione della risposta alla domanda e per le valutazioni sulla sostenibilità del ciclo di vita (LCSAs). Ha inoltre creato hardware per il monitoraggio modulare «plug and play» degli impianti di produzione, nonché un set di strumenti integrato per tutte le fonti, i flussi e i pozzi di energia termica. Inoltre, per massimizzare il riutilizzo dei rifiuti, ha sviluppato un esclusivo processo di de-polimerizzazione per le materie plastiche (PET). «Chiusura del ciclo» con l’ecoinnovazione La moderna gestione industriale prevede il monitoraggio, la misurazione, la registrazione, l’analisi, il controllo e il reindirizzamento dei flussi di energia e dei materiali all’interno di sistemi volti a garantire produttività e sostenibilità. «Ispirata dal corpo umano, l’innovazione di SYMBIOPTIMA è stata quella di concepire gli elementi di un raggruppamento industriale (tra cui le aziende), come funzionalmente indipendenti ma allo stesso tempo interconnessi con altri elementi, in un sistema unitario», afferma il coordinatore del progetto, Andrea Ballarino, aggiungendo che «ciascun elemento persegue obiettivi per il bene del tutto». Per rendere operativo il loro concetto, SYMBIOPTIMA ha sviluppato un sistema ERMS come punto di integrazione per tutti i fattori ambientali, energetici ed economici di ciascuna azienda, funzionando come unità di produzione nel raggruppamento. Con tutti i dati aggregati, la piattaforma utilizza strumenti di valutazione a supporto del processo decisionale. Ad esempio, il software di risposta alla domanda può sfruttare la conoscenza sulla pianificazione del consumo energetico all’interno del raggruppamento per comunicare con il mercato dell’energia e acquistare energia in modo più conveniente e a un costo inferiore sia per le singole aziende che per il raggruppamento nel suo insieme. SYMBIOPTIMA ha rivalutato ciò che costituisce «spreco», consentendo alle tecnologie dirompenti di trovare modi per sfruttare i materiali precedentemente scartati. Un primo esempio è lo sviluppo di una nuova tecnologia di trattamento chimico per il riciclaggio e il riutilizzo delle materie plastiche PET, chiamata Gr3n, recentemente vincitrice del premio Innovation Radar Award 2018 dell’UE. Il sistema è modulare per favorire l’integrazione e la scalabilità, sia a livello di hardware che di software. L’integrazione a livello di monitoraggio dei processi è stata sviluppata per integrare, piuttosto che sostituire, i sistemi esistenti. Inoltre, l’adozione di standard e protocolli di interoperabilità, in grado di sfruttare sistemi e funzionalità esistenti di Internet, rende più semplice l’aggiornamento dei sistemi preesistenti. Opportunità di crescita Secondo Ballarino, sulla base dei dati Eurostat, la chimica, il cemento, la ceramica, l’acciaio, i prodotti petrolchimici, i minerali e i metalli non ferrosi e le industrie idriche rappresentano collettivamente più di 450 000 imprese, oltre 6,8 milioni di dipendenti e più di 1,6 miliardi di euro di fatturato, ossia il 20 % di tutta la produzione europea. Queste statistiche mettono in evidenza il potenziale impatto di questi settori industriali sulla sostenibilità generale dell’economia europea. «I processi sostenibili non possono essere raggiunti attraverso la concorrenza quanto piuttosto mediante la gestione cooperativa e l’integrazione delle risorse», afferma Ballarino. «Gli incentivi in merito variano da motivazioni commerciali convenzionali, quali la riduzione dei costi o l’aumento delle entrate, alla sicurezza delle risorse a lungo termine o persino all’osservanza della normativa. Dobbiamo ottenerli». Attualmente SYMBIOPTIMA sta sperimentando la soluzione completa con aziende di diversi settori. Alcune tecnologie sono già pronte per il mercato, come la piattaforma ERMS, nonché il set di strumenti integrati per le fonti di energia termica e la gestione dei flussi, mentre altri faranno presto il loro ingresso sul mercato.
Parole chiave
SYMBIOPTIMA, produzione intelligente, sostenibilità, energia, rifiuti, riciclaggio, chimica verde, riutilizzo, gestione delle risorse, industria, simbiosi
