02/03/2022
Servizi a Rete

Innovazione tecnologica e automazione: un’occasione di crescita e sviluppo per i laboratori del servizio idrico integrato

Dal magazine edizione novembre/dicembre

L’esperienza di AcquaLab, il laboratorio del gestore idrico della provincia di Mantova

 

Quanto l’innovazione tecnologica e l’automazione possono influire sull’attività dei laboratori a servizio dei gestori del ciclo idrico integrato? Tanto, ne è un esempio AcquaLab, il laboratorio di AqA, la società che si occupa del servizio idrico integrato in 40 comuni della provincia di Mantova, per un bacino di 305.000 abitanti.

 

Il laboratorio di analisi e l’innovazione

AqA ha scelto di dedicare il 2021 all’innovazione tecnologica di reti e di impianti e, in particolare, del proprio laboratorio di analisi. L’attività continuerà nei prossimi anni: la modernizzazione e l’automazione sono strategie aziendali che la capogruppo Tea sta portando avanti nelle sue società operative a tutti i livelli. AcquaLab è un laboratorio prevalentemente a servizio del ciclo idrico integrato, i campioni analizzati sono principalmente acque destinate al consumo umano e acque di scarico relative al ciclo della depurazione.

La costante verifica dei parametri normati, sia nelle acque distribuite in rete che in quelle scaricate in ambiente, e la tempestiva individuazione delle problematiche legate ai processi di potabilizzazione e di depurazione cui le acque sono sottoposte, sono le principali missioni del laboratorio, con l’obiettivo di mettere in campo interventi tempestivi e mirati per la soluzione dei problemi eventualmente riscontrati.

Il reparto dedicato alle analisi sulle acque di scarico è sempre stato considerato culturalmente un settore meno nobile rispetto a quello dell’acqua potabile, ma risulta a tutti gli effetti strategico nell’ottica della sostenibilità ambientale e dell’impatto dell’attività antropica sull’ecosistema. Il settore delle acque di scarico è quindi un ambito dove le analisi sono ancora estremamente legate alla manualità dell’operatore, che viene impegnato in attività elementari e ripetitive senza un grande valore aggiunto. Per questo AqA ha scelto di investire in tecnologia, per migliorare l’attività tecnica e per dare più spazio di crescita ai tecnici di laboratorio, che così possono impegnarsi in nuovi progetti.

Una serie di operazioni semplici quotidianamente fatte dall’operatore, infatti, possono essere effettuate da strumentazioni tecnologicamente avanzate oggi disponibili sul mercato che vanno a sostituire e, in un certo modo, anche a migliorare, l’attività.

Nell’ultimo anno AcquaLab ha acquistato diversi strumenti e ha messo a budget, per i prossimi anni, altrettanti investimenti relativamente a implementazioni di strumentazioni che andranno ad aumentare il livello di automazione all’interno dell’attività analitica.

Nel 2021 sono stati acquistati alcuni strumenti per aumentare il livello di automazione di alcuni parametri del settore depurazione, la cui messa in esercizio ha avuto l’effetto di liberare ore/uomo che possono essere impiegate in attività a maggior valore aggiunto migliorando le performance dell’attività e diminuendo al minimo i problemi legati all’errore umano. Infatti, le analisi condotte dai robot presenti sul mercato non sono soggette ad errori manuali o di distrazione, che possono invece essere compiuti dall’operatore, e il tempo guadagnato può essere dedicato ad un’attività spesso trascurata all’interno dei laboratori, la valutazione e l’interpretazione del dato analitico.

 

Bilancia termogravimetrica

Il primo acquisto è stata la bilancia termogravimetrica (TGA) per l’analisi dei solidi nelle vasche di ossidazione e nelle acque di scarico, analisi che viene effettuata di routine su tutti gli impianti di depurazione e che fornisce indicazioni importanti relativamente alla capacità di abbattimento degli inquinanti degli impianti stessi. Il nuovo strumento va a sostituire il lavoro dell’operatore, ossia una serie di operazioni manuali (pesata, messa in stufa, attesa del riscaldamento del campione, estrazione dalla stufa, attesa del raffreddamento del campione e di nuovo pesata) che vengono condotte impostando semplicemente la macchina e caricando i filtri all’interno, ottenendo poi un report di valori importabile direttamente sul gestionale del laboratorio.

 

Robot per l’analisi del BOD

Il robot per l’analisi del BOD (richiesta biochimica di ossigeno) sostituisce completamente l’attività dell’operatore legata a diluizione, miscelazione, aggiustamento del pH, dosaggio di reagenti, misura della concentrazione di ossigeno dei vari campioni da analizzare all’inizio e al termine dell’incubazione. L’intervento richiesto dal tecnico, infatti, è solo il caricamento dei campioni, l’impostazione dello strumento e la messa in termostato dei campioni per i 5 giorni necessari all’analisi, mentre con la tecnica precedentemente adottata doveva condurre una serie di operazioni manuali per avere una misura indiretta del parametro.

 

Robot per l’analisi del COD

Un’altra analisi, importantissima ma ripetitiva, che è stata automatizzata è quella del COD (richiesta chimica di ossigeno) che, insieme al BOD, viene effettuata di routine su tutti gli ingressi e le uscite di tutti gli impianti di depurazione in gestione ad AqA, attraverso un robot che simula esattamente tutte le azioni effettuate manualmente dall’operatore. Con la nuova macchina vengono sostituite completamente tutte le fasi – l’apertura dei kit per l’analisi, il dosaggio del campione, il mescolamento, il posizionamento nel digestore per la corretta tempistica, la lettura finale all’interno dello spettrofotometro – e ora l’operatore si limita all’inserimento della vial contenente il campione all’interno del robot, ottenendo la restituzione di un report con le concentrazioni del parametro analizzato.

I vantaggi ottenuti con l’utilizzo di questi robot sono molteplici: l’errore umano viene completamente annullato e viene notevolmente ridotto l’impegno di tempo da parte dell’operatore per effettuare le analisi. Gli strumenti, inoltre, sono collegati alla rete per poter essere controllati da remoto, così da dare la possibilità al fornitore – in caso di malfunzionamenti – di effettuare un check da remoto evitando impattanti costi di trasferta per una prima valutazione della problematica. Tutti gli strumenti restituiscono report che possono essere importati direttamente all’interno del gestionale LIMS del laboratorio, evitando errori di trascrizione, oltre naturalmente al fatto che questi macchinari sono concepiti per lavorare overnight, aumentando la capacità analitica degli strumenti e sfruttando le ore notturne e i giorni festivi.

 

Strumento IcGene

Il costante aumento di analisi per verificare la presenza di nuove contaminazioni nelle acque ha favorito l’introduzione di tecniche molecolari avanzate che permettono di avere risultati in tempi brevi e con una buona precisione. Grazie allo strumento per l’analisi biomolecolare rapida è stata affinata la tecnica che prevede l’estrazione del DNA del ceppo da analizzare e la sua successiva amplificazione utilizzando dei primer specifici, ossia brevi sequenze nucleotidiche, che riconoscono determinate sequenze geniche. Tale strumento è stato implementato per diverse analisi come la ricerca di Pseudomonas aeruginosa, di Legionella spp, di Legionella Pneumophila e anche per la ricerca del SARS-Cov-2. Quest’ultima analisi è stata introdotta solo di recente per far fronte all’attuale emergenza epidemiologica: essendo il Covid un virus a RNA, lo strumento prevede una prima conversione del RNA a DNA e successivamente una amplificazione di quest’ultimo.

 

Piano di transizione 4.0

Oltre a tutti i vantaggi elencati, che impattano significativamente sulle performance del laboratorio, questi investimenti sono favoriti anche dalla possibilità di accedere alle agevolazioni fiscali introdotte dal Piano Nazionale di Transizione 4.0.

Un piano che ha come obiettivo ultimo la ripresa economica del paese e delle sue imprese in chiave digitale: tali benefici intendono infatti incentivare lo sviluppo verso il digitale e l’interconnessione. I “beni strumentali” per i quali le imprese possono ottenere agevolazioni sono macchinari e reti informatiche, nonché tutti quei beni acquistati dall’azienda al fine di interconnettere in chiave digitale le persone, le apparecchiature che operano in azienda, i sistemi informatici. In particolare, il credito d’imposta 4.0 (L. 178/2020), evoluzione del precedente Iperammortamento) è un’agevolazione per le imprese che investono in beni strumentali materiali e immateriali, fornendo un credito proporzionale all’investimento effettuato, da utilizzare in compensazione di ogni tributo/imposta pagato con F24.  Rispetto al passato, la normativa del 2021 cambia le percentuali di aliquota e rende i tempi di fruizione dei crediti più rapidi. Nel caso di AcquaLab il miglioramento del processo analitico viene incentivato attraverso il recupero fiscale, che per il 2021 è stato stabilito al 50% del costo sostenuto per l’acquisto dello strumento: in questo modo l’innovazione diventa anche un vantaggio economico per l’azienda.

 

Le macchine prenderanno il posto dell’uomo?

Innovazione non significa delegare le analisi ripetitive completamente alle macchine o rinunciare al controllo umano. Certo, si libera tempo e si liberano risorse, ma la messa a punto richiede conoscenza e impegno: i nuovi strumenti hanno la necessità di essere collaudati, impostati secondo le proprie esigenze, vanno fatte prove di ripetibilità a diverse concentrazioni dei parametri ricercati, i metodi vanno validati prima del loro utilizzo nelle analisi di routine. Non è quindi un’attività semplice o a costo zero, però il risultato è ampiamente ricompensato dalla maggiore produttività in termini di analisi, dall’eliminazione di errori dovuti all’operatore, e dal poter dedicare il personale del laboratorio ad altre attività con maggior valore aggiunto. 

 


 

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