Titolo della tesi: Modelli per la gestione, l’efficientamento e la sostenibilità dei grandi impianti di trattamento acque.
La presente tesi di dottorato si pone i seguenti obiettivi principali: sviluppare un modello integrato per la valutazione del ciclo di vita di impianti di depurazione delle acque reflue che comprenda le fasi di costruzione, gestione operativa e smaltimento dei fanghi; applicare tale modello a un caso studio reale con dati da computo metrico; sviluppare e validare due strumenti software dedicati (InfraLCA per la fase di gestione e ConstructLCA PRO 2025 per la fase di costruzione), aggiornando i fattori di emissione in accordo con le fonti scientifiche più recenti (IPCC AR5, Ecoinvent v3.8, mix elettrico nazionale ISPRA/Ecoinvent 2022); condurre un'analisi di sensitività parametrica sistematica per identificare i parametri di maggiore influenza sulle prestazioni ambientali dell'impianto e quantificare l'incertezza associata ai risultati.
Al fine di conseguire tali obiettivi, la tesi è strutturata in otto capitoli. Il Capitolo 2 descrive il modello adottato, con particolare riferimento alle norme ISO 14040/14044, alla metodologia CML 2001 per la valutazione degli impatti e agli strumenti software sviluppati nell'ambito della ricerca, inclusa la revisione critica condotta su di essi. Il Capitolo 3 presenta in dettaglio il caso studio, descrivendo le caratteristiche dell'impianto Acqua Pubblica Sabina S.p.a. (portata di progetto 24.000 m³/d, 75.000 AE), i processi di trattamento adottati e i confini del sistema definiti per l'analisi LCA. Il Capitolo 4 riporta i risultati dell'analisi LCA della fase di gestione operativa per i tre scenari impiantistici analizzati — fanghi attivi convenzionali (Scenario A), sistema MBR (Scenario B) e digestione anaerobica con integrazione fotovoltaica (Scenario C) — con analisi approfondita delle categorie di impatto GWP, AP ed EP. Il Capitolo 5 presenta l'analisi LCA del trattamento e smaltimento dei fanghi per quattro scenari alternativi (discarica, spandimento agronomico, incenerimento con recupero energetico, compostaggio). Il Capitolo 6 riporta i risultati dell'analisi LCA della fase di costruzione, inclusa l'analisi di sensitività rispetto ai fattori di emissione dei materiali.
Il Capitolo 7 costituisce il nucleo interpretativo della tesi: esso presenta la discussione integrata del ciclo di vita completo, con la riconduzione delle tre fasi a un'unica unità funzionale (1 m³ di acqua trattata, vita utile 30 anni) e l'analisi sistematica dei trade-off tra le diverse configurazioni impiantistiche. Il contributo principale della ricerca è rappresentato dalla quantificazione del GWP lifecycle integrato, pari a 0,655 kgCO₂eq/m³ per lo scenario di riferimento con parametri aggiornati e smaltimento fanghi per spandimento agronomico, con la fase di gestione operativa che domina il bilancio (87,2%), seguita dallo smaltimento dei fanghi (8,5%) e dalla costruzione ammortizzata (4,3%). L'analisi di sensitività parametrica sistematica con metodo OAT completa il quadro interpretativo. Infine, il Capitolo 8 sintetizza i principali risultati, descrive i contributi originali della ricerca rispetto allo stato dell'arte, discute i limiti dell'analisi e indica le prospettive di sviluppo futuro.