I sistemi di raffreddamento industriali sono componenti vitali in numerosi processi produttivi, essenziali per rimuovere il calore in eccesso e mantenere le temperature operative.
Secondo i documenti di riferimento europei (BREF), le migliori tecniche disponibili, definite con l’acronimo inglese “best available techniques” (BAT), rappresentano il punto di partenza per un approccio integrato e sostenibile, volto a ridurre consumi energetici, emissioni e rischi ambientali.
Cosa sono i Sistemi di Raffreddamento Industriali?
Un impianto di refrigerazione industriale è un sistema progettato per dissipare il calore in eccesso prodotto da qualsiasi macchinario industriale, grazie allo scambio termico con acqua e/o aria, al fine di ridurre la temperatura dell’ambiente di produzione industriale che si surriscalda molto facilmente a causa dell’attività delle macchine. L’obiettivo di questi impianti è quello di riportare le temperature a livelli vicini a quelli ambientali agendo come unità ausiliarie critiche, senza le quali molte industrie (chimica, energetica, metallurgica, alimentare) non potrebbero operare.
L’importanza dell’applicazione di un approccio integrato
L’approccio integrato, basato sull’uso delle migliori tecniche disponibili (BAT), analizza le prestazioni ambientali dei sistemi di raffreddamento considerando tutte le fasi del processo industriale. L’esperienza dimostra, infatti, che l’impatto ambientale di un sistema di raffreddamento dipende in gran parte dalla scelta della configurazione e dalla qualità della progettazione.
Nei nuovi impianti, questo approccio si concentra sulla prevenzione delle emissioni fin dalla fase di progettazione, attraverso soluzioni impiantistiche efficienti, d’avanguardia e supportate da materiali adeguati. Nei sistemi già operativi, invece, la riduzione degli impatti ambientali passa soprattutto dall’ottimizzazione della gestione quotidiana, dal monitoraggio costante e da una manutenzione mirata.
Alcuni dei fattori chiave nella progettazione di un sistema di raffreddamento industriale coincidono con la comprensione delle dinamiche del processo produttivo e delle sue necessità (un’industria chimica e metallurgica avranno esigenze differenti) al quale si aggiungono poi le caratteristiche climatiche del luogo in cui si trova l’azienda, come ad esempio il tasso d’umidità, la disponibilità di acqua o di spazi più o meno grandi. Il clima locale soprattutto è determinante in quanto alte temperature e umidità influenzano direttamente le performance.
Principali tipologie di Sistemi di Raffreddamento
I sistemi di raffreddamento industriali si fondano su principi termodinamici e hanno il compito di facilitare lo scambio di calore tra il processo produttivo e il refrigerante, consentendo al tempo stesso la dispersione nell’ambiente del calore non recuperabile.
Questi impianti possono essere classificati in base al tipo di progettazione e al principio di raffreddamento adottato: con l’utilizzo di acqua, aria oppure una combinazione dei due. Il trasferimento di calore è reso più efficiente grazie agli scambiatori di calore, che convogliano l’energia termica dal processo verso il refrigerante. Quest’ultimo, a sua volta, trasporta il calore accumulato e lo rilascia nell’ambiente.
Nei sistemi a circuito aperto il refrigerante entra in contatto diretto con l’ambiente, mentre nei sistemi a circuito chiuso il fluido di processo scorre all’interno di tubi o serpentine, restando isolato e senza contatto diretto con l’esterno.
Sistemi a Circuito Aperto
- a passaggio unico: ideali per impianti con accesso ad abbondanti risorse idriche;
- a ricircolo (torri di raffreddamento): sfruttano aria e acqua per raffreddare l’impianto. Diffusi in aree senza fonti idriche costanti.
Sistemi a Circuito Chiuso
- a umido: acqua nebulizzata su serpentine raffreddate dall’aria;
- a secco: solo aria per il raffreddamento, adatti a zone con scarsità idrica.
Sistemi Ibridi
Combinano secco e umido, riducendo sia consumo idrico sia formazione di pennacchi visibili (emissioni).
Aspetti ambientai e strategie di mitigazione dei rischi
I sistemi di raffreddamento industriali hanno un impatto ambientale che si manifesta principalmente attraverso il consumo di energia, di acqua e le emissioni associate.
Per quanto riguarda l’energia, i consumi possono essere sia diretti, legati al funzionamento di pompe e ventilatori, sia indiretti, dovuti a configurazioni impiantistiche non ottimali. Le BAT suggeriscono di adottare apparecchiature ad alta efficienza, ridurre le perdite di pressione e ottimizzare lo scambio termico per minimizzare questi consumi.
Un altro aspetto rilevante è l’uso dell’acqua e il rilascio di calore nei corpi idrici. Le strategie di mitigazione puntano a privilegiare sistemi a ricircolo, a incrementare i cicli d’uso e a scegliere siti con adeguata disponibilità idrica quando necessario. Allo stesso tempo, è importante ridurre le emissioni di sostanze chimiche, utilizzando materiali resistenti alla corrosione, metodi alternativi di trattamento dell’acqua e un dosaggio mirato dei biocidi.
Sul fronte delle emissioni atmosferiche, le BAT indicano l’uso di eliminatori di trascinamento per limitare la dispersione di goccioline e contaminanti, mentre per l’inquinamento acustico si raccomandano sistemi a basso rumore e misure fonoassorbenti. Infine, i rischi microbiologici, come la proliferazione della Legionella, possono essere ridotti progettando impianti privi di zone stagnanti, mantenendo una corretta velocità dell’acqua e garantendo pulizia e manutenzione costante.
In sintesi, l’adozione delle migliori tecniche disponibili consente di mitigare i principali rischi ambientali e sanitari, migliorando l’efficienza complessiva dei sistemi e garantendo un funzionamento più sostenibile.
FAQ sui Sistemi di Raffreddamento Industriali
- Perché i sistemi di raffreddamento industriali sono così importanti?
Garantiscono continuità produttiva e prevengono surriscaldamenti che potrebbero danneggiare macchinari e processi. - Qual è il sistema di raffreddamento più efficiente?
Dipende dal sito: l’acqua è più efficiente dell’aria, ma dove è scarsa si preferiscono sistemi a secco o ibridi. - Cosa significa BAT nei sistemi di raffreddamento?
“Best Available Techniques” (migliori tecniche disponibili), ovvero pratiche che riducono impatti ambientali garantendo efficienza e riduzione dei costi a lungo termine. - Quali sono i principali rischi ambientali legati ai sistemi di raffreddamento?
Consumo idrico, emissioni termiche, uso di sostanze chimiche, rumore e proliferazione di batteri come la Legionella. - È possibile ridurre i consumi energetici di un impianto di raffreddamento?
Sì, attraverso pompe e ventilatori ad alta efficienza, riduzione delle perdite di carico e recupero energetico integrato. - I sistemi esistenti possono essere adeguati alle BAT?
Sì, anche senza sostituirli: ottimizzazione, manutenzione e monitoraggio sono passi cruciali.
I sistemi di raffreddamento industriali rappresentano una colonna portante della produzione moderna senza i quali molte categorie di industrie produttive non potrebbero operare. L’applicazione delle BAT consente non solo di migliorare l’efficienza, ma anche di ridurre significativamente impatti ambientali e rischi sanitari.
Un approccio integrato, basato su prevenzione, ottimizzazione, manutenzione e monitoraggio costante, è la chiave per garantire impianti industriali sostenibili, sicuri ed efficienti.
