Cos’è Water Waste ST?
Il Progetto Water Waste ST © è l’attività primaria della startup CHISS. Riguarda il trattamento di reflui industriali generati da processi con grande impiego di acqua. L’innovazione consiste nell’effettuare questa operazione tramite una sorgente fisica, non invasiva, capace di una azione ST (spazio-tempo) di alcuni minuti anziché degli anni o mesi richiesti dalle attuali tecnologie per il recupero delle capacità delle acque di reinserire ossigeno ed eliminare elementi tossici nocivi quali metalli pesanti ed altri inquinanti che aumentano il valore del COD (Chemical Oxygen Demand). Si tratta della possibilità di realizzare degli impianti scalabili, progettabili a seconda delle situazioni di depurazione delle varie attività
Water Waste ST per la salvaguardia ambientale
Mantenere i nostri fiumi e gli ambienti marini puliti e privi di sostanze tossiche è una delle maggiori sfide globali che la nostra generazione si trova ad affrontare. L’inquinamento delle acque incide profondamente sulla nostra salute, e mette a repentaglio il fragile equilibrio dell’intero ecosistema. Una delle maggiori cause di inquinamento idrico è lo sversamento di acque reflue da parte delle industrie nel sistema fognario e idrico.
La situazione in Italia
La condizione in cui versa l’Italia è critica, come anche certificato dal report “H₂O – la chimica che inquina l’acqua” pubblicato nel 2020 da Legambiente. Anche la Commissione europea è intervenuta aprendo formalmente una procedura di infrazione nei confronti dell’Italia per la violazione della Direttiva europea Acque (2000/60/CE). La CE ha riscontrato, infatti, che solo il 43% dei nostri fiumi è considerato “in buona salute” e che 237 agglomerati (centri urbani o parti di centri urbani) con oltre 2.000 abitanti non dispongono di adeguati sistemi di raccolta e trattamento delle acque di scarico. Le regioni interessate sono 13 (Abruzzo, Calabria, Campania, Friuli-Venezia Giulia, Lazio, Liguria, Lombardia, Marche, Molise, Puglia, Sardegna, Sicilia e Toscana). Ancora oggi in Italia, circa il 25% delle acque di fognatura viene scaricato in mare, nei laghi e nei fiumi, senza essere opportunamente depurato.
Cosa fare?
Secondo gli obblighi presi in sede europea entro il 2027 tutta la rete idrica nazionale deve rientrare nei parametri che permettano di certificare che i mari, i fiumi e i laghi siano “in buona salute”. Sempre secondo il rapporto 2020 di Legambiente “In Italia, dal 2007 al 2017, sono state emesse in totale nei soli corpi idrici e solo dagli impianti industriali ben 5.622 tonnellate di sostanze chimiche riconducibili alle seguenti categorie: metalli pesanti (4.565 tonnellate pari all’81% del totale), altre sostanze organiche (853 tonnellate pari al 15% del totale), sostanze organiche clorurate (192,8 tonnellate pari al 3% del totale) e pesticidi (11,5 tonnellate pari allo 0,2% del totale). Sostanze inquinanti prioritarie, e quindi monitorate dagli organismi di controllo, che vengono costantemente immesse nelle acque attraverso diversi processi produttivi e relativi reflui industriali (…) Non meno impattanti, anche se considerati inquinanti emergenti, sono i prodotti farmaceutici (fitofarmaci e farmaci ad uso umano e veterinario), pesticidi di nuova generazione, additivi plastici industriali, prodotti per la cura personale, nuovi ritardanti di fiamma”.
Il contributo di CH.I.S.S. S.R.L.
Partendo da tale problematica che come dimostrato sopra dai numeri ha una portata gigantesca in termini di rischi per la salute umana e per tutto l’ecosistema, la Chimica Integrata Scienza e Sanità s.r.l. (CH.I.S.S.) ha voluto cercare una soluzione che permetta la purificazione e detossicazione pressoché totale delle acque reflue e che allo stesso tempo abbatta in alcuni casi fino al 90% dei costi di depurazione che le industrie si trovano a sopportare.
Alcune nozioni: COD e la situazione attuale situazione tecnologica
In via preliminare bisogna chiarire che il tasso di purificazione delle acque da prodotti chimici, metalli pesanti e pesticidi è individuato dalla percentuale di C.O.D. (Chemical Oxygen Demand) nell’acqua. In altri termini, il C.O.D sarebbe la quantità di ossigeno necessaria per la completa ossidazione per via chimica dei composti organici e inorganici presenti nell’acqua. Tale parametro è universalmente utilizzato ed in Italia è previsto, da ultimo, dal D. Lgs.152/06. Secondo detta normativa, alla tabella n.3 dell’Allegato 5, la percentuale massima di C.O.D. che può essere presente nelle acque dolci e salate è uguale o minore a 125 mg/L.
Le tecnologie ad oggi presenti e utilizzate maggiormente da tutti i tipi di industria (siderurgica, farmaceutica, agroalimentare, ecc.) ma anche dalle navi container e da crociera, cha hanno anch’esse un impatto enorme sull’ecosistema marino, difficilmente riescono a rispettare il parametro di C.O.D. 125 mg/L. A ciò si aggiunga che anche qualora ci riescano i depuratori odierni impiegano mesi (i più datati anche anni), a pulire l’acqua, con costi di gestioni altissimi. Se ciò non bastasse, gli attuali sistemi depurativi producono fanghi speciali che hanno a loro volto necessità di essere smaltiti dalle industrie con aggravio dei costi.
La soluzione Water Waste ST
La CH.I.S.S. S.R.L. ha quindi, grazie alle capacità di un team di altissimo livello, sviluppato un sistema innovativo per depurare le acque reflue: Water Waste ST. Il progetto Water Waste ST, infatti, riguarda il trattamento di reflui industriali generati da processi con grande impiego di acqua. L’innovazione consiste nell’effettuare l’operazione di purificazione tramite attuatore a sorgente fisica, non invasiva, capace di una azione ST (spazio-tempo) di alcuni minuti anziché degli anni o mesi richiesti dalle attuali tecnologie per il recupero delle capacità delle acque di reinserire ossigeno ed eliminare elementi tossici nocivi quali metalli pesanti ed altri inquinanti, tramite trasmutazione della particella nociva, che aumentano il valore del COD.
L’attività sperimentale
L’attività sperimentale presso il laboratorio di produzione dell’attuatore spazio/tempo (st), riprodotta nel laboratorio di fisica Argal (Cornaredo, MI) su un elevato grado di COD campionato (massimo valore di scala al fotometro <35.000 ppm) ha fornito risultati sorprendenti. Infatti, l’azione elettro-meccanica del prototipo Water Waste ST con lettura 1 minuto 3 minuti, ha generato campioni che hanno fatto registrare risultati straordinari: tutti i campioni trattati avevano una percentuale di C.O.D. inferiore a quella di 125 mg/l, stabilita per legge. Addirittura il 60% dei campioni hanno dato valori COD inferiori ai 10 mg/l (alcuni 6mg/l). Questi risultati sono impensabili con tecniche di filtrazione, anche le più moderne oggetto di studi e di brevetti. Tali risultati dimostrano come il progetto Water Waste ST, da solo, possa risolvere il problema dell’inquinamento chimico delle acque, non solo in Italia ma in tutta Europa. Infatti, se Water Waste ST venisse installato in coda agli impianti produttivi, prima dei depuratori, verrebbe pressoché azzerato il problema delle acque reflue.
Il Team del progetto
A guidare il team di ricercatori che hanno dato vita al progetto è il Dott. Umbro Sciamannini, Amministratore Unico della CH.I.S.S. S.R.L., che ha una lunga esperienza nel settore della ricerca chimica e fisica. Il Dott. Sciamannini, infatti, è stato Direttore della Ricerca presso il Dipartimento di Chimica Organica della Sapienza di Roma e Visiting Professor nel campo delle neuroscienze presso l’Università di Colonia e Stoccarda. Nominato Dirigente presso l’Azienda Ospedaliera “Santa Maria” a Terni, ha successivamente lasciato incarichi pubblici per entrare nel settore privato, dove ha assunto l’incarico di Direttore Aziendale, prima presso la FIS & DM e poi presso la Enproject Medicali s.r.l., dove ha realizzato e commercializzato 12 dispositivi medici ospedalieri e brevettato diverse molecole di sua creazione presso il presso il Chemical abstract inventory service banca dati mondiale presso gli Stati Uniti d’America. Il team di ricercatori è poi composto dal Dott. Ubaldo Mastromatteo, laureato in fisica e per quarant’anni è stato Direttore del settore Ricerca e Sviluppo presso la STMicroelectronics, sviluppando innovative tecnologie nel campo dei sensori, microelettronica e nanotecnologie. Negli anni 2000 ha portato avanti una stretta collaborazione di ricerca con i laboratori di Harvard, Mit e Berkley, nell’ambito di un programma promosso dall’ambasciata italiana presso gli Stati Uniti d’America. A completare il team di ricerca il Dott. Mario Biagioli, Dirigente Biologo presso Azienda Ospedaliera Santa Maria Terni e Direttore del Laboratorio di analisi chimiche e batteriologiche.
Lo start-up è poi coadiuvata dall’Assistenza di Gabriele Pace, Programmatore Microsoft.NET framework 2.0, e dal supporto legale fornito dall`Avv. Jacopo Percario iscritto presso il foro di Roma.
La Startup innovativa la sua tecnologia e la concorrenza
La CH.I.S.S. S.R.L. ha una posizione di mercato molto forte perché si inserisce in un contesto concorrenziale in cui la sua tecnologia non ha eguali. Infatti, la CH.I.S.S. S.R.L. può conseguire una posizione di vantaggio rispetto ai suoi concorrenti all’interno del settore offrendo una tecnologia che offre risultati migliori, ad un prezzo inferiore, ma con una marginalità di guadagno superiore al livello massimo che il settore della depurazione chimica può offrire.
Il potenziale Mercato di Water Waste ST
In termini generali, e solo a titolo esemplificativo per meglio comprendere la portata della porzione di mercato in cui la CH.I.S.S. S.R.L. si inserisce, le società che hanno necessità dell’impianto Water Waste ST sono: Impianti depurazione acque reflue (N. 17897), Impianti smaltimento rifiuti speciali (N. 10813), Impianti smaltimento rifiuti urbani (N. 6463), Industria produzione plastica (N. 99094), Industria conciaria (N. 12005), Industria delle vernici (N.6006).
In base ai dati forniti dall’ISTAT (anno 2018), i costi attuali annuali per lo smaltimento e la depurazione delle acque reflue sono i seguenti, calcolati in base al consumo medio, grandezza media e tipo di attività industriale:
1) Laboratori Analisi Chimiche 1 milione EUR
2) Depuratori per reflui speciali 2,5 milioni EUR
3) Industria della plastica 3 milioni anno EUR
4) Industria delle vernici e solventi 5,5 milioni EUR
5) Industria petrolifera 10 milioni EUR
I costi medi di cui sopra non variano significativamente in base alle società che si occupano di depurazione chimico/biologica. Si deve segnalare, infatti, che l’impianto di ultima generazione che può essere considerato in concorrenza con quello sviluppato dalla CH.I.S.S. S.R.L. è il progetto Captive System del Politecnico di Milano. Tuttavia, esso sviluppa una tecnologia diversa ontologicamente e non innovativa. Infatti, benché quest’ultima riesca a diminuire la presenza di elementi chimici nell’acqua, non si avvicina nemmeno ai risultati che si riesce ad ottenere con l’impianto Water Waste ST, non abbatte i costi per le industrie e soprattutto non risolve il problema dei fanghi speciali che hanno poi necessità di essere smaltiti. Le altre società che operano nel settore della depurazione, non possono competere con la CH.I.S.S. S.R.L. per arretratezze tecnologiche, scarsità di successo nella depurazione e costi elevatissimi a carico delle aziende.
Prezzi indicativi impianti scalabili Water Waste ST
In tale contesto di mercato, la CH.I.S.S. s.r.l. è riuscita come detto a sviluppare una tecnologia innovativa, a prezzi concorrenziali che vengono illustrati di seguito:
1) Per un’attività che in media genera 1 tonnellata di reflui al giorno, comparabile a quanto produce un’industria alimentare, cereale o frumenti agricoli, il costo di produzione per l’impianto WaterWaste è di €.18.000, a cui si aggiunge il costo di installazione di €600. Il prezzo di vendita stimata è di €.56.000-64.000, con un risparmio per l’azienda acquirente di circa il 90%, a cui si deve aggiungere la possibilità di riutilizzare le acque per l’irrigazione integrando pienamente le istanze di economia circolare.
2) Per un’attività che in media genera 1100 litri di reflui al giorno, comparabile a quanto produce un Laboratori analisi chimica, il costo di produzione per l’impianto WaterWaste è di €.26.000, a cui si aggiunge il costo di installazione di €600. Il prezzo di vendita stimata è di €.80.000-120.000, con un risparmio per l’azienda acquirente di circa il 90%.
3) Per un’attività che in media genera 2 tonnellate di reflui al giorno, comparabile a quanto produce un’industria di vernici e solventi, il costo di produzione per l’impianto WaterWaste è di €.40.000, a cui si aggiunge il costo di installazione di €.2.000. Il prezzo di vendita stimata è di €.150.000-180.000, con un risparmio per l’azienda acquirente di circa il 95%.
4) Per un’attività che in media genera dalle 4 alle 6 tonnellate di reflui al giorno, comparabile a quanto produce un’industria della plastica, il costo di produzione per l’impianto WaterWaste è di €.65.000, a cui si aggiunge il costo di installazione di €3.500. Il prezzo di vendita stimata è di €.300.000-350.000, con un risparmio per l’azienda acquirente di circa il 90%.
5) Per un’attività che in media genera 10 tonnellate di reflui al giorno, comparabile a quanto produce un’industria petrolifera, il costo di produzione per l’impianto WaterWaste è di €.200.000, a cui si aggiunge il costo di installazione di €3.0.000. Il prezzo di vendita stimata è di €.1.250.000, con un risparmio per l’azienda acquirente di circa l`89%.
6) Per un’attività che in media genera dalle 40 alle 50 tonnellate di reflui al giorno, comparabile a quanto producono i Depuratori per reflui speciali, il costo di produzione per l’impianto Water Waste ST è di €.125.000, a cui si aggiunge il costo di installazione di €.25.000. Il prezzo di vendita stimata è di €.800.000, con un risparmio per l’azienda acquirente di circa il 90%. Si segnala che la differenza di prezzo per questo tipo di impianti è dovuta per la minor necessità di depurazione dei reflui.
Come si può notare, il costo di produzione varia a seconda della portata delle acque reflue che devono essere depurate. Il costo di fabbrica si intende per singolo dispositivo.
Innovazione e vantaggi
L’innovazione della start-up CH.I.S.S. S.R.L. è dunque evidente. Il risparmio per le aziende è quasi in ogni settore del 90%, il margine di guadagno sul singolo dispositivo è del 300% e i costi di installazione dell’attuatore sono bassi. Non vi è sul mercato alcuna società che può competere con la tecnologia Water Waste ST. Non esiste una tecnologia che riesce a ridurre il quantitativo di elementi chimici nocivi presenti nell’acqua come quella come quella sviluppata dalla CH.I.S.S. S.R.L..
In ultima analisi, il depuratore Water Waste ST è già stato e testato, quindi non vi sono alcune difficoltà tecniche in quanto sono tutte superate e i test condotti dimostrano l’assoluta riuscita dell’innovazione.
Ultimo dato rilevante è che tramite il progetto Water Waste ST si realizzano tutti gli obiettivi ambientali prescritti dalle norme di legge italiane ed europee e apre ad una nuova strada di depuratori di acque reflue che possono essere sviluppati non solo per purificare le acque da elementi chimici, ma anche da microplastiche. Infatti, la tecnologia utilizzata permetterà, attraverso studi di laboratorio che si stanno portando avanti, di intercettare anche altri elementi inquinanti che potranno essere eliminati da Water Waste ST.