Riassunto operation management-1

OPERATIONS MANAGEMENT
Riassunto libro “il sistema di produzione delle aziende industriali”
PARTE PRIMA: Il sistema produttivo nelle az. Industriali. Lo stabilimento industriale e le sue componenti.
CAPITOLO 2: LA PIANIFICAZIONE DEL SISTEMA PRODUTTIVO:
1. Le principali opzioni. La scelta prioritaria della individuazione del prodotto e i criteri per la sua progettazione.
L’iter da percorrere per realizzare un impianto industriale o una fabbrica si compone di tre fasi:

Fase della pianificazione(progettazione)

Fase della realizzazione

Fase dell’avvio e dell’esercizio dello stabilimento.
Per progettare un sistema produttivo occorre che vengano operate delle scelte le quali offrano le migliori opportunità di
efficacia o meglio di raggiungimento degli obiettivi d’impresa. Nell’ambito della funione produzione la scelte riguardano:
1. la scelta del processo produttivo,
2. del macchinario,
3. del layout,
4. delle aree e degli edifici,
5. dell’ubicazione
Una corretta pianificazione è requisito essenziale per realizzare un idoneo e remunerativo stabilimento industriale, in
quanto una struttura produttiva inadeguata rischia di compromettere la sopravvivenza dell’impresa nel mercato.
Lo STABILIMENTO INDUSTRIALE: è l’insieme dei mezzi(edifici, macchine, apparecchiature) necessari alla
realizzazione di un processo produttivo e del relativo prodotto. Deve nascere attorno in vista del bene che esso è
delegato a realizzare, al fine di ottimizzare i rendimenti a livello globale e per consentire il raggiungimento di elevati
standard qualitativi e di risposta al cliente.
LO STUDIO DEL PRODOTTO: lo studio del prodotto e del relativo mercato di sbocco con le sue
caratteristiche( dimensione, stabilita, prospettive) sono la base di partenza per la realizzazione di uno stabilimento
industriale dotato dei mezzi necessari per ottenere una posizione di leadership sul mercato.
LA SCELTA DEL PRODOTTO: deriva dall’esperienza di mercato e dall’intuito imprenditoriale ed è condizionata dalle
disponibilità finanziarie dell’imprenditore . Nella definizione e nella conseguente progettazione del prodotto bisogna tener
conto:
o
delle sue caratteristiche funzionali, necessarie per soddisfare le esigenze della clientela
o
dei problemi produttivi, es(semplicità e tempi di realizzazione)
o
degli aspetti commerciali, es (estetica, facilità d’uso): in modo da farlo preferire, a quelli della concorrenza.
N.B. Durante la pianificazione si assiste ad una progressiva riduzione del numero di opzioni disponibili. L’iniziale
mancanza di condizionamenti lascia posto a dei vincoli: la tipologia dei processi adottati, ubicazione territoriale, la
disponibilità di risorse impongono che l’indirizzo delle attività vada verso scelte sempre più definite, selezionate e
approvate.
2.2 LA SCELTA DEL PROCESSOPRODUTTIVO
2.2.1 Processo produttivo e stabilimento industriale. I digrammi tecnologici( qualità delle operazioni, quantità dei flussi,
durata delle fasi)
PROCESSO DI PRODUZIONE O CICLO DI PRODUZIONE: indica la concatenazione di attività successive, coordinate e
integrate che consentono di realizzare il prodotto.
Questo processo scaturisce dall’immissione di determinati input fisici( materie prime, energia e lavoro manuale) ed
intellettuali( conoscenze scientifiche, tecnologiche, know how, informazione) in un appropriato contesto( stabilimento
industriale ) idoneo a permettere la loro combinazione per modificarli secondo procedure tecniche codificate.
Il processo produttivo quindi si realizza immettendo un software(risorse, materie prime, energia) nella struttura “HARD”
costituita dallo stabilimento.
DIAGRAMMA TECNOLOGICO: è la schematizzazione grafica che delinea le operazioni attraverso la quali si realizza il
ciclo produttivo evidenziandone le sequenze e la coordinazione. In pratica si riportano le varie operazioni unendole con
tratti che ne indicano la successione e integrando simboli e indicazioni per agevolarne la comprensione.
SIMBOLI:
= PAUSA/ SOSTA
= QUALSIASI TIPO DI MANIPOLAZIONE O
TRASFORMAZIONE DI MATERIALE
= BUFFER/STOCK/MAGAZZINO
= COLLAUDO/ISPEZIONE
= TRASFERIMENTO
Inoltre aggiungendo all’interno dei simboli i dati quantitativi inerenti ai diversi materiali impiegati( mat. Prime, prod finiti,
semilavorati, scarti, rifiuti…) si ad un DIAGRAMMA TECNOLOGICO QUALITATIVO A UNO QUANTITATIVO.
Il diagramma tecnologico quantitativo può essere a suo volta scomposto in due tipi:

totale si riferisce al volume totale di produzione di stabilimento in un dato intervallo di tempo

unitario si riferisce agli input necessari per produrre un’unità di prodotto
tali diagrammi costituiscono strumento fondamentale per la progettazione degli impianti. Il primo esamina gli aspetti
dimensionali mentre il secondo valuta il rendimento tecnico, in confronto a processi o attrezzature diversi.
Un’ulteriore diagramma è quello dell’indicazione dei tempi( DURATE) necessari allo svolgimento di ogni singola fase
operazionale. La somma di questi va a definire il TEMPO CICLO, vale a dire l’intera durata del ciclo produttivo.
2.2.2 LA CLASSIFICAZIONE DEI PROCESSI PRODUTTIVI
I processi produttivi si possono classificare secondo diversi criteri, in relazione agli aspetti presi in considerazione o
che si desidera evidenziare:

Con riferimento alle ripercussioni ambientali: processi a tecnologie pulite o inquinanti;

Con rif. Al sistema economico in cui operano: appropriati o non appropriati, artigianali o industriali ecc.

In base al prodotto che realizzano: tessile, alimentare, elettronica ecc..

In base alla natura del processo: chimici, biologici, estrattivi, metallurgici, meccanici ecc


Con riferimento al ciclo produttivo si individuano diversi tipi di imprese con un proprio diagramma
di flusso caratteristico:
INDUSTRIE MONOLINEE: solo quelle che utilizzano un’unica materia prima per realizzare un unico
prodotto; in esse la produzione si sviluppa lungo una linea( ES fornaci di calce)
 INDUSTRIE CONVEGENTI O SINTETICHE: Diverse materie prima confluiscono, più o meno direttamente,
in un solo prodotto. Es cantieri navali o edili
 INDUSTRIE DIVERGENTI O ANILITICHE Impiegano un’unica materia prima per realizzare più prodotti ad
ES. Raffinerie petrolifere o le cokerie
 INDUSTRIE CONVERGENTI-DIVERGENTI(O SINTETICO-ANALITICHE): in esse diverse materie prime
confluiscono in un unico intermedio( semilavorato) dal quali si ottengono diversi prodotti . Es imprese
chimiche o industria elettrica che produce elet. Con diverse fonti primarie per ottenere un prodotto
 INDUSTRIE A CICLI MULTIPLI INTRECCIATI: Es industrie meccaniche generiche

Con riferimento al tipo di processo produttivo, si possono effettuare delle categorizzazione tra processi
continui e processi discontinui, quest’ultimi si dividono in processi ripetitivi o intermittenti:
 INDUSTRIE A PROCESSO CONTINUO: in esse l’attività viene svolta ininterrottamente per lunghi
periodi di tempo e non la si può interrompere, trascurando cautele e modalità, senza arrecare danno ai
materiali in lavorazione ed anche all’impianto. Es raffinerie di petrolio, cementifici.
 INDUSTRIE A PROCESSO RIPETITIVO PER GRANDI LOTTI: la produzione avviene per lotti, cioè si
produce un definito numero di unità uguali, per cui su ognuna si ripetono le stesse operazioni
effettuate sulle precedenti. I lotti possono avere dimensioni medio/grandi la produzione non viene
svolta ininterrottamente e l’attività può essere arrestata in qualsiasi momento senza danni ingenti per
materiali o impianti. Es industrie automobili, elettrodomestici.
NB LE DUE TIPOLOGIE PRECENDETI SONO MAKE TO STOCK MENTRE LE SUE SUCCESSIVE SONO
MAKE-TO-ORDER
 INDUSTRIE A PRECESSI INTERMITTENTI PER PICCOLI LOTTI( su commessa)e INDUSTRIE A
PROCESSI INTERMITTENTI PER COMMESSA SINGOLA( o su progetto):
sono quelle che producono per piccoli lotti o su commessa per cui si avvicendano in tempi brevi, varie
lavorazioni. In esse si effettua un dato processo fino alla smaltimento dell’ordine e può accadere che
mai piu si fabbricherà quel prodotto. In ogni caso si tratta di commesse di quantità limitata: infatti se la
commessa si ripeterà più volte si tornerà a parlare di impresa a proc. Ripetitivo. VEDI TABELLE
PAGINA 10 E 11
Ogni criterio sopra elencato può essere a sua volta diviso in altri sottocriteri ed è frequente che
un’impresa abbaia più processi insieme.
2.2.3 PROCESSI PRODUTTIVI RIGIDI E FLESSIBILI: ALLA RICERCA DEL COMPROMESSO
Quando si operi nella medesima categoria di prodotti vi è un certo margine di possibilità tecnica o, con riferimento
concreto all’attuale momento storico, una tendenza sempre piu manifesta al predisporre processi alternativi , in ragione
dei forti sviluppi consentiti dai progressi della tecnologia.
Man mano che ci si avvicina a categorie di prodotto omogenee, tanto maggiore è la tendenza a ridurre la rigidità dei
processi produttivi a favore di un’amplificazione del ventaglio degli algoritmi produttivi possibili.
In definitiva da dinamicità alla produzione, che diviene flessibile, cioè prontamente adattabile alle esigenze e ai desideri
della domanda di mercato, su cui per l’appunto si plasma realizzando la piu stretta compenetrazione oggettiva delle
finalità dell’azienda alle esigenze di mercato.
Quando si opera in situazione di rigidità di processo ogni modificazione di prodotto impone gravose revisioni sia
nell’hardware che nel software: infatti quando si intendano effettuare sostituzioni di prodotti appartenenti a categorie
diverse ovvero si operi in settori tecnologicamente maturi
Nel caso di settori dinamici o non ancora maturi, si presentano maggiori possibilità nella scelta della tipologia del
processo produttivo da adottare, anche perche i miglioramenti sono sempre possibili, vi potrà essere la necessità d
modificare software e hardware ma si tratta di una ristrutturazione, adeguamento, modifica parziale, che non coinvolge
totalmente l’”area produzione” dell’azienda.
Oggi grazie all’informatizzazione dei processi produttivi, c’è la possibilità di ottenere importanti modifiche del prodotto
senza che vi sia una modifica, seppur minima dell’hardware o del software. Principalmente grazie alla possibilità di
dotarsi di nuovi macchinari che pur partendo da uno stesso INPUT, consentono una variazione degli OUTPUT agendo
sul programma a cui le stesse rispondono.
La produzione flessibile è tipica nelle produzioni: a processi intermittenti a piccoli lotti o per commessa singola. Nelle
quali occorre disporre di processi tecnologici ad elevata flessibilità in modo da poter soddisfare un’ampia clientela, le
attrezzature dovranno essere versatili e finalizzate all’assemblaggio o alla produzione della varietà. Pur comportando
alti costi di realizzazione permette di modificare nel tempo le caratteristiche dei prodotti e per tale via avere una vita
economica più duratura. Tale tipo di processo assume un significato di rilievo in presenza di richieste mutevoli e non
pianificabili quali sembrano quelle del mercato attuale.
La produzione rigida è tipica nella produzione a medio-grandi lotti e a flusso continuo. Nelle quali si manifestano
crescenti esigenze di meccanizzazione/automazione della produzione volte ad ottenere elevate quantità di prodotti unite
al raggiungimento della massima efficienza(bassi costi). Il processo rigido infatti comporta alti costi di produzione
associati a bassi costi unitari, portando alla realizzazione di economie di scala e risultando inadatto alla gestione di una
domanda finale variabile e difficilmente prevedibile. Infatti manifesta la sua efficacia in prodotti indifferenziati
La varie modalità di realizzazione di un flusso produttivo sono caratterizzate da due fattori, legati da una proporzionalità
inversa:

il numero di prodotti nell’unità di tempo(capacità produttiva)

l’ampiezza della gamma di tipologica di produzioni diverse realizzate
Un processo con una vasta tipologia di beni comporta capacità produttiva limitata, mentre un processo rigido comporta
alta capacità produttiva di uno o pochi tipi di prodotto.
Ogni prodotto e ogni mercato fanno propendere le scelto verso uno o l’altro estremo, è certo che a motivo degli ingenti
costi di impianto relativi a processi di produzione flessibili, la soluzione del trade off TRA FLESSIBILITA’ ED
ECONOMICITA’ deve essere ricercata in una strategia del tipo “ Rigido finche possibile, flessibile finché necessario”, cosi
da non grava l’impresa di costi inutili non ricompensati.
2.3 LA SCELTA DELMACCHINARIO
Secondo la classificazione ingegneristica delle macchine:
in generale si parla di strumenti che comprendono macchine vere e proprie e apparecchi:
Macchine sono quegli strumenti nei quali è in gioco, con funzione prevalente il lavoro meccanico(leve, motori, macchine utensili
Apparecchi in tutti gli altri casi(forni, saldatrici, computer)
Secondo questa distinzione le macchine si distinguono in quattro tipi:



le macchine motrici(o motori). In esse una qualsivoglia forma di energia(elettrica, termica, idraulica) viene trasformata i
lavoro meccanico. Si hanno motori elettrici, termici, eolici ecc…
le macchine generatrici(o generatori. Sono macchine che compiono l’operazione inversa dei motori. Nei generatori è il lavoro
meccanico che viene trasformato in altra forma di energia. Es Dinamo e alternatori i quali trasformano energia meccanica in
elettrica.
Le macchine operatrici. Le quali utilizzato il lavoro meccanico fornito da una macchina motrice e sono
congegnate ed attrezzate per eseguire operazioni richieste dalle attività industriali, artigianali, agricole.. sono le macchina più
diffuse e adatte alla lavorazione di metalli e altri materiali naturali. Sono utilizzate nelle imprese tessili, della carta e nella
produzione di manufatti
Le macchine trasmettitrici/trasformatrici o convertitrici. Esse comprendono tutte le macchina inserite tra due altre di genere
diverso, per esempio tra una motrice e una operatrice, e hanno la prerogativa di presentare a questa ultima il lavoro meccanico
nella forma più idonea ad essere sfruttato. Esempio riduttori di velocità, trasmissioni tra ingranaggi, catene, cinghie.
Nella prassi viene inteso come macchina un qualsiasi congegno, dispositivo, apparecchio in grado di svolgere una specifica azione o
più azioni diverse, facilitando il lavoro manuale o addirittura sostituendo l’uomo in tali operazioni o anche in quelli di coordinamento o di
controllo.
Nella prospettiva dell’evoluzione e di introduzione di nuove macchine nel mondo aziendale nascono dei particolari
concetti che definiscono i periodi tecnologici:
MECCANIZZAZIONE: si intende la sostituzione del lavoro manuale con quello di macchine che operano sotto diretto
controllo dell’uomo
Le prime macchina sono state realizzate essenzialmente per esigenze tecnologiche. Es rulli e carri hanno permesso lo
spostamento di materiali pesanti
In un secondo tempo, si è compreso che le macchina aumentavano anche la rapidità del lavoro, che risultava meno
costoso: al fattore tecnologico si è affiancato quello economico, il cui peso è andato crescendo nel tempo fino a
prevalere per primo.
In quest’ottica si è sostituito anche il pesante, costoso e quantitativamente limitato lavoro muscolare
MOTORIZZAZIONE:vale a dire la sostituzione del lavoro animato con quello inanimato, ha permesso di aumentare
fortemente la produzione a condizioni economicamente vantaggiose
In alcune industrie è stata realizzata la meccanizzazione integrale degli impianti, cioè non limitata alle sole operazioni di
trasformazione, ma estesa a tutte le attività che ne sono suscettibili(es. trasporti interni)
AUTOMATIZZAZIONE: rappresenta una fase più avanzata della meccanizzazione, ottenuta introducendo nelle
macchine automatismi, cioè dispositivi che reagendo a variazioni di determinate grandezza( peso, livello, pressione)
comandano operazioni prestabilite, che si compiono da sé senza intervento di un manovratore. Esempio galleggiante, il
quale permette o esclude meccanicamente l’afflusso di liquidi, e ne mantiene costante il livello nel recipiente
Il grado di una macchina può essere più o meno elevato fino al livello totale: in tal caso compie da se tutte le operazione,
ma la sequenza e le modalità di queste sono comunque prestabilite ed avvengono senza modificazioni se non interviene
l’addetto che assiste e corregge gli eventuali errori .
AUTOMAZIONE: quando anche le funzioni di controllo e di decisione sono svolte dalla macchina, che funziona senza
l’assistenza dell’uomo ed è in grado di auto correggersi
Ad esempio se il numero degli scarti supera il numero stabilito(limite economicamente accettato), la macchina può
segnalare il fatto o anche arrestarsi in attesa dell’intervento dell’addetto; ad un livello più elevato si ha addirittura
l’individuazione e l’eliminazione automatica della cause di cattivo funzionamento.
Procedendo in questo senso, si raggiungono livelli di automazione sempre più spinti, in cui la macchina è in grado di
rilevare e di adattarsi a diverse situazioni, eseguendo, tra quelli che ha in memoria, il programma più conveniente( robot
di 2 generazione) fino a generare automaticamente procedure più opportune per conseguire lo scopo desiderato(robot di
3 generazione).
Il principio sul quale si fonda l’automazione è quello dei feed back. Consiste nel rilevare tramite sensori gli eventi della
lavorazione, attraverso il controllo di grandezza significativamente inerenti al prodotto o processo. Le informazioni
vengono trasmesse ad un elaboratore che le confronta con i rispettivi riferimenti in memoria, fornendo segnali che
intervengono sul processo regolando in modo da ridurre la differenza tra il risultato della lavorazione e quello desiderato.
La reazione del sistema segue il rilevamento della variata situazione.
In un impianto automatico si possono rilevare tre parti distinte:



i dispositivi di rilevamento che ricevono e trasmettono informazioni;
un organo centrale che riceve ed elabora queste acquisizioni prendendo le opportune decisioni ed impartendo
ordini;
gli operatori periferici che ricevono questi comandi e li eseguono.
L’automazione rappresenta una nuova rivoluzione nel modo di produrre, in quanto non presenta l’incoveniente degli
errori umani dovuti a stanchezza, affaticamento e condizioni ambientali ostili, traducendosi in vantaggi tecnici ed
economici. L’automazione offre il vantaggio di ottenere prodotti migliori ed a costi notevolmente inferiori rispetto a quelli
ottenibili in sua assenza o a livelli di impiego piu bassi. Infatti costituisce una scelta obbligata, pena l’estromissione dal
mercato da parte della concorrenza.
L’obiettivo futuro sarà quello di giungere a macchina in grado di svolgere tutte le varie funzioni in modo automatizzato,
cosi da costituire un sistema totale che collega tutte le variabili, ottimizzando i risultati.
I problemi che una più estesa automazione pone all’uomo sono di carattere:



tecnico: riguardano la progettazione, la realizzazione, il funzionamento e la manutenzione dei sistemi sempre
più sofisticati e complessi per la gamma e la flessibilità delle loro funzioni. Tenendo presente la necessità di
revisione dei procedimenti e di riprogettazione dei prodotti per renderli atti alle nuove tecnologie di lavorazione
imposte dall’automazione.
Economico: i problemi dei forti investimenti richiesti, da ammortizzare in tempi limitati per la rapidità con cui si
evolvono i processi di automazione, e l’esigenza di ampliare i mercati per assorbire la produzione crescente
Sociale: Si traduce in necessità di riqualificazione professionale : ciò impone di provvedere per tempo a
preparare le future leve di lavoratori, costituite prevalentemente da tecnici.L’aumentata produttività può
comportare la costrizione dei posti di lavoro o una più elevata produzione con orari lavorativi ridotti, ciò
maggiore disponibilità di beni e di tempo libero per grandi masse.
Macchine generatrici e macchine speciali
Esistono diversi criteri per classificare le macchine:

il settore in cui operano(macchine agricole..)

l’energia che impiegano(elettriche…)

le funzioni che svolgono(motrici…)

il grado di integrazione(automatiche..)
In senso più generale si possono classificare in un due tipi fondamentali:

macchine generiche: sono quelle in grado di compiere diverse operazioni su pezzi diversi per forma,
dimensioni, funzioni a cui sono destinati, natura del materiali che li costituisce. Sono strumenti che per la loro
flessibilità hanno un largo mercato, sono prodotte in serie e hanno un costo basso di acquisto. Da una
lavorazione ad un’ altra è necessario un lungo tempo di adattamento della macchina alla nuova lavorazione,
con relativi periodo improduttivi, queste macchine inoltre richiedono mano d’opera qualificata, e offrono basse
prestazioni in confronto a quelle dell’altro tipo: in definitiva COSTI D’ESERCIZIO ALT. processi intermittenti su
progetto o modello

macchine speciali: vengono progettate e costruite per uno scopo specifico, possono effettuare una o piu
operazioni su uno o piu pezzi uguali o poco diversi da loro. Esse vengono prodotte su commessa, sono molto
complesse e dotate di automazione alquanto spinta con elevata capacità produttiva. Hanno bassi costi
d’esercizio e alti costi d’acquisto. processi intermittenti per grandi/medi lotti o a flusso continuo
Criteri da tener presente nella scelta delle macchine
All’interno di una fabbrica solo un tipo di queste macchine saranno ospitate che per tipologia sono compatibili con la
produzione attuata.
Per valutare una macchina bisogna attenersi a diversi criteri:
Il primo connesso al rendimento economico della macchina, cioè alla sua produttività; alla possibilità di ottenere prodotti
di qualità alti a sconfiggere la concorrenza; all’agevolezza della conversione; alle esigenze di turni per il suo
funzionamento
In termini generali per la scelta del macchinario occorre tener presenti alcuni fattori tra cui i principali sono:

prezzo di acquisto e installazione

tempo richiesto per l’installazione e l’avviamento della macchina

qualità della produzione ottenibile

produzione oraria

tipo di garanzia e assistenza fornita

durata prevista della vita utile

consumi energetici ed altri consumi

flessibilità e tempi di adattamento macchina per cambio lavorazioni

mano d’opera richiesta e livello di qualificazione
E’ possibile operare una scelta sul numero di macchine, secondo due casi:
 macchine di produzione oraria fissa, pertanto il volume prodotto nell’unità di tempo dipende solo dalle
caratteristiche del prodotto
 Strumenti che hanno la capacità produttiva oraria molto varia, (forni, essiccatoi, mulini) i quali possono avere
dimensioni e capacità produttive orarie molto differenti
In questo caso possiamo scegliere se scegliere un’unica macchina: ne segue il fatto che ci siano minori costi di acquisto
e di esercizio, ridotte esigenze di spazio ma si ha lo svantaggio che se quest’unica si guasta, tutta la produzione rimane
ferma e del resto anche al ridursi della produzione i costi di esercizio rimangono costanti. Conseguenze opposte con a
seconda scelta.
2.4 LA SCELTA DEI LAYOUT
Definizioni e obiettivi
Per layout di uno stabilimento industriale si intende la sua disposizione planimetrica o spaziale. Tale disposizione può riguardare
l’intero stabilimento o solo una parte. Da ciò deriva la distinzione tra layout generali e speciali
Il problema della corretta pianificazione del layout è molto importante e riguarda problemi di natura economica e tecnica.
L’obiettivo generale del layout è quello di trovare la disposizione ottimale per l’economia dell’impresa e, riferito al processo produttivo
quello che minimizza costi di lavorazione tenendo presente che le operazioni che più contano sono quelle che portano un aumento del
valore del prodotto.
I principali obiettivi del layout sono:
 Riduzione dei costi di trasporto interni: questa è una tipica operazione non redditizia in quanto non causa un aumento del
valore del prodotto, quindi costi eliminabili in piu possibile.La riduzione dei costi si ottiene diminuendo il numero degli
spostamenti, le distanze da percorrere e il personale addetto ed adottando i mezzi di trasporto più idonei allo scopo
 Riduzione al minimo dei materiali immagazzinati: se i reparti sono distanti, per garantire la continuità del lavoro occorre
realizzare magazzini intermedi(oneri eliminabili);
 migliore sfruttamento dello spazio: ciò può essere ottenuto evitando la destinazione di spazi a magazzini e a trasporti
evitabili
 migliori condizioni di lavoro: si realizza tenendo conto della compatibilità delle lavorazioni, adottando soluzione che tendono
alla migliore sicurezza, ad incrementare i confortpuò serviz
 eliminazione degli investimenti di capitali non necessari: es una macchina messa in una posizione opportuna può servire
per due lavorazioni ed evita l’acquisto di una seconda.
Le occasioni di studio del layout si presentano nel caso della progettazione di un novo impianto, ma anche nella
riprogettazione in seguito a :

variazione qualitativa e quantitativa della produzione

ristrutturazione di impianti obsoleti

costi eccessivi( a volte imputati ad alti costi di materie prime, inefficienza della mano d’opera mentre sono dovuti a un
errore di layout)

elevato numero di infortuni

necessità di migliorare gli ambienti di lavoro
NB il layout totale o parziale deve essere oggetto di un continuo ripensamento per raggiungere la massima efficienza
Criteri generali di progettazione dei layout di stabilimento
Numerosi sono i fattori che contribuiscono ad indirizzare le scelte di layout verso una soluzione piuttosto che un’altra,
assumono particolare rilievo: il tipo di processo che si vuole realizzare, il prodotto e il relativo mercato di sbocco e altri
fattori come il livello di automazione, la dimensione produttiva ecc.
In sede di pianificazione del layout esistono, indipendentemente dalle specifiche produzioni o dalle modalità produttive
adottate, alcuni criteri di ordine generale la cui validità è del tutto svincolata dalla analisi delle peculiarità di ciascuna
situazione.
Si focalizza l’attenzione sui criteri di pianificazione che trascendono dalla considerazione delle peculiarità tipiche di ogni
produzione.
1) Si impone la separazione tra i locali destinati alle attività amministrative, ricreative e ristorative da quelli adibiti
ad attività produttive( con rumori, vibrazioni ed esalazioni) che mal si conciliano con attività che richiedono
concentrazione o relax
2) Separazione tra i reparti produttivi e le zone adibite allo stoccaggio(di mat prime, semilav, e prod fin) con lo
scopo di evitare il coinvolgimento di quote rilevanti di capitale circolanti in eventi dannosi(incendi, crolli, fughe di
sostanze corrosive) più probabili nei reparti produttivi
Eventuali lavorazioni con sostanze pericolose o tossiche devono essere rigorosamente separate dalle altre, fino a
giungere in locali sotterranei o bunkers.
4) Necessità di addensare le funzioni che realizzano interscambi frequenti o impiegano i medesimi inputs
le possibilità di movimentazione interna devono essere attentamente considerate, pena il verificarsi di situazioni di
inefficienza e di pericolosità.
In dipendenza dalla tipologia di stabilimento, occorrerò predisporre apposite isole pedonali, al fine di limitare al massimo
le interferenze; particolare attenzione deve essere posta nella predisposizione di curve ad ampio raggio e di zone di
manovra nel casi di un massivo impiego di mezzi su gomma( camion)
L’evoluzione tecnologica sta innescando modificazioni profonde anche nei criteri adottati per la pianificazione del layout
negli stabilimenti. I continui scambi di informazioni con fornitori e mercato,uniti all’importanza di alcune funzioni(logistica)
e a strategie opportune, hanno consentito di giungere alla quasi totale scomparsa dei magazzini, sostituiti da moli di
carico e scarico dei beni ad inizio e fine lavorazione.
Il crescete grado di flessibilità dei macchinari impiegati, in grado di mutare il tipo di lavorazione(software) lasciando
immutata la struttura fisica(hardware) consentono di ridurre i problemi di pianificazione dimensionale nel lungo periodo, a
ciò si aggiunge la possibilità di utilizzare simulazioni tridimensionali del ciclo produttivo sia nel suo complesso che
all’interno di ciascun reparto (CAD computer aided design, CAM computer aided manufacturing, CAE computer aided
engineering)
La diminuzione di manodopera associata a questi fenomeni riduce la necessità di strutture ausiliarie di supporto alle
maestranze.
I criteri di massima enunciati in fase di pianificazione restano validi in casi di ristrutturazione: una attenta analisi
costi/benefici dei casi singoli può propendere verso una soluzione di abbandono o ricostruzione piuttosto che verso una
costosa modificazione dell’intera struttura produttiva.
Lo studio di una disposizione pianimetrica di uno stabilimento da costruire o da modificare attraversa tre fasi:




scelta del tipo e delle caratteristiche del sito su cui erigere il nuovo stabilimento ovvero degli spazi da occupare
per le modificazioni
elaborazione di una planimetria generale di massima che assegni ad ogni reparto la forma e le dimensioni più
adatte nonché il posizionamento delle principali macchine, dei mezzi di trasporto interni, dei servizi ecc.
elaborazione di una serie di planimetrie particolareggiate(es di reparto) ove si posizioni ogni macchina, gli
operai ad esse addetti, lo spazio per i prodotti in lavorazione ovvero riservato alle diverse tipologie di servizi
ausiliari
descrizione analitica del tracciato planimetrico ovvero normazione delle procedure funzionali al layout, da
seguire da parte dei dipendenti che dovranno essere istruiti in ragione della loro funzione.
Per poter assegnare gli spazi a ciascuna funzione è necessario conoscere i flussi di materiali. Infatti al fine di evitare colli di
bottiglia, quindi possibili ingorghi causati da tempi ciclo differenti è necessario effettuare uno studio approfondito per fare in
modo che la produzione proceda senza soste. Normalmente i layout si visualizzano con modelli planimetrici del tipo “ a
plastico” o “su piano” ricorrendo a sagome in scala, o su particolari programmi informatici. Prima di giungere a decisioni
definitive si sviluppano generalmente diversi progetti e la scelta cadrà sulla pianta e sul progetto che maggiormente offra le
migliori garanzie di realizzabilità, economicità, affidabilità, flessibilità ed elsticità.
Cicli produttivi e relativi layout
I layout speciali relativi al processo produttivo possono essere:




layout per prodotto o in linea oppure a catena: questo layout è tipico di imprese a flusso continuo o ripetitivo
dove si hanno produzioni di grande serie con sequenze di operazioni sempre uguali, vale a dire che si ripetono
costantemente nel tempo. Questo layout è anche detto “in linea” perche la stabilità nel tempo della produzione
permette di individuare una traiettoria fissa del prodotto in lavorazione, quindi varie stazioni(costituita da
macchine e uomini) si trovano in serie l’una dopo l’altra. Si tratta di una layout molto rigido che ben si presta
all’utilizzazione di macchine speciali ad elevato grado di automazione. Tale tipo di layout consente alti livelli di
produzione a discapito di una elevata flessibilità, può resa ulteriormente efficace ricorrendo a magazzini in linea
che consentono di superare eventuali sfasamenti di flussi e per migliorare la flessibilità è possibile introdurre
macchine versatili e adattabili che permettono varianti del prodotto unico.
layout per processo o funzionale oppure per reparto: questo layout è di processi intermittenti(su
commessa). In questi casi non è possibile individuare una traiettoria fissa del prodotto in lavorazione in quanto
questa varia da una commessa all’altra e si richiede quindi una maggiore flessibilità. Nella disposizione a
reparto le macchine aventi la stessa funzione vengono riunite insieme in un gruppi specializzati(reparti), che
eseguono solamente operazioni dello stesso tipo, a cui è addetto personale avete una qualifica compatibile con
le lavorazioni stesse. Questa eterogeneità deve ricercare l disposizione ottimale dei reparti per ottenere la
massima funzionalità. Questi reparti sono in grado di eseguire operazioni tanto più diverse quanto maggiore è
la flessibilità delle macchine e del personale. Questa forma di layout è l’esatto opposto rispetto a quella in
linea . Con questa diposizione non essendo fissa la sequenza vi è rilevante attività di trasferimento dei materiali
che possono passare piu volte allo stesso reparto e che si attua ricorrendo a mezzi di movimentazione
universali e scarsamente specializzati.Le giacenze, i momenti di fermo, l’attività di programmazione, di controllo
e di amministrazione risultano moto rilevanti e rappresentano l’onere da pagare per aver una disposizione
planimetrica estremamente flessibile
layout a punto fisso: tipico del prodotto intermittente su modello, ad esempio cantieri navali ed edili. In questo
tipo di layout macchinari, uomini, attrezzature e materiali convergono tutti sul punto di lavoro fisso. E’ difficile in
ragione della natura del prodotto realizzare layout piu efficaci. Anche se ultimamente per l’edilizia è stato
possibile introdurre la prefabbricazione in aziende distinte ricorrendo a uno dei layout precedenti.
layout di tipo misto accanto alle configurazioni estreme di layout rispettivamente la massima capacità
produttiva( layout in linea), alla massima flessibilità(per reparti), alla realizzabilità tecnologica (layout a punto
fisso) si possono prospettare soluzioni intermedie.
Tra le disposizioni planimetriche intermedie si menzionano:
 il layout a isole(group technology) è un ibrido tra il layout in linea e il layout a reparti, sono spinti alla
scelta di questo tipo di layout sia i processi continui in linea in ragione della necessità di adeguare i
prodotti alle pretenziose richieste di mercato sia i processi intermittenti a reparto per ragioni di
economicità, in quanto la flessibilità non sempre è in grado di ripagare la minore capacità produttiva. In
tale layout macchine con funzioni diverse vengono aggregate in gruppi(isole) e disposte secondo la
sequenza delle operazioni elementari previste all’interno di fasi complesse che costituiscono il ciclo
produttivo, all’interno di ciascun gruppo le macchine(aventi diverse funz) sono disposte in linea per
eseguire la serie di operazioni elementari relative a quella fase. I semilavorati si trasferiscono al
secondo gruppo per essere sottoposti alle operazioni elementari di quel gruppo (seconda fase), i
materiali continuano a passare da un gruppo attenendosi alla sequenza prevista all’altro fino alla
realizzazione del prodotto finito. Con tale layout si mantengono all’interno dei gruppi i caratteri di
specializzazione e della produttività della disposizione in linea nonche alcuni vantaggi della
disposizione per reparti. Il ricorso a tale layout è attuabile solo nei casi in cui, dovendosi realizzare piu
cicli per piu prodotti ovvero dotare di varianti di rilievo un ciclo per un solo prodotto, è possibile
frazionare in fasi tecnologicamente simili i diversi cicli, in modo da ottenere volumi produttivi di rilievo e
bilanciamento delle capacità produttive di lavoro nelle isole;
 il layout a reparti in linea: in cui reparti di macchine analoghe per funzione sono posti in successione
in relazione alle fasi del ciclo produttivo. Il vantaggio è una più rispondente programmazione dei flussi
potendosi procedere a compattare semilavorati provenienti da cicli di prodotto differenti;
 il layout con funzionamento a cicli intermittenti: si realizza quando la linea si fraziona in tronconi e
quindi fatta funzionare ad intermittenza per cicli e prodotti differenti. In questo modo i tronconi di linea
conservano l’alta produttività di questa disposizione planimetrica ma con l’aggiunta di flessibilità tipica
del layout per reparti
I vantaggi del layout in linea sono:

basso costo per la movimentazione di materiali

breve tempo complessivo di produzione per unità

ridotte scorte di lavorazione


superficie occupata minima

controlli di produzione semplificati

possibilità di applicare metodi di incentivazione di gruppo
possibilità di alta automazione e quindi modesto livello di preparazione richiesto dagli addetti i
vantaggi del layout per reparti sono:

elevata flessibilità

elevata utilizzazione delle macchine e quindi minori investimenti in esse

notevole specializzazione dei capi ed efficaci controlli, soprattutto su lavorazioni complesse


possibilità di applicare metodi di incentivazione individuale(ogni individuo è responsabile del prodotto che esce
dalla sua macchina)
buone possibilità di ovviare ad avarie del macchinario( mentre nel layout in linea blocca il processo)
La scelta del layout non verrà attuata in base ai vantaggi tipici ma in base al tipo di processo(ripetitivo o intermittente).
Per ogni tipo di layout esiste un problema fondamentale da risolvere:

layout a catena: il problema fondamentale è quello del bilanciamento della linea: consiste nel conferire uguale
capacità produttiva alle varie stazioni ed allo scopo si debbono ripartire i compiti ed i mezzi in modo che il
tempo richiesto per l’esecuzione del lavoro affidato ad ogni stazione(tempo ciclo) sia uguale per tutta la
linea(per evitare colli di bottiglia).
Se si tratta di un una linea ad alta automazione senza intervento dell’uomo non è possibile intervenire e il
bilanciamento deve essere realizzato gia nella fase di progettazione
Se invece il tempo ciclo è influenzato dal fattore umano si ha piu elasticità e si può intervenire ridistribuendo la
manodopera e compiti in modo da alleggerire le stazione piu gravate. Mediante cronometraggio si determina il
tempo ciclo. Al crescere della velocità di trasporto si ridurranno i tempo ma aumenteranno gli errori e quindi gli
scarti e anche le unità da finire “fuori linea” a costi elevati. Per evitare tal inconveniente occorre rallentare la
velocita del mezzo di trasporto.
Per evitare ingorghi e tempi d’attesa causati dal fatto che il tempo ciclo è difficilmente costante, occorre
predisporre degli stoccaggi intermedi tra le varie stazioni(di dimensioni minime) in modo da assorbire le piccole
variazioni dei tempi di esecuzione. Senza rendere totalmente indipendenti le stazioni senò si cambierebbe
tipologia di layout

Per il layout per processo invece il problema fondamentale è quello di realizzare la disposizione migliore dei
reparti al fine di ridurre al minimo il costo di trasporti interni, se il costo del lavoro non è influenzato da luogo in
cui sono svolte, il costo totale del processo dipende sostanzialmente dai trasporti.
Il costo di trasporto dipende dalla distanza percorsa, che risulta essere la sommatoria delle distanze tra le varie
coppie di reparti interessati per la frequenza dei trasporti tra ognuna di esse. Perciò occorre rendere minimo
questo percorso totale.
Allo scopo si comincia:
1. rilevando la frequenza con cui avvengono i trasporti ed evidenziando i reparti tra i quali avviene il maggior
numero di trasporti
2. con tali informazioni, si realizza uno schema a rete in cui i nodi rappresentano i reparti e le maglie le linee
di flusso dei materiali. In tale schema si cerca di porre adiacenti i reparti in cui risulta elevato il numero di
trasporti, attraverso successive lavorazioni si giunge alla disposizione ottimale.
3. Si sostituisce uno schema a rete con uno schema del’impianto a blocchi(1:50)
4. Infine si costruisce un plastico con modellini in scala in modo da giungere ad avere una visione
tridimensionale dell’impianto(oggi è agevolata tale operazione tramite CAD che oltre alla visione in 3D
permette di provare diversi spostamenti ottimizzando la collocazione dei reparti)
Lo studio dei metodi di lavoro e dei tempi di lavoro
Strettamente connesse con il layout è lo studio del lavoro, cioè lo studio dei metodi e dei tempi. Esso offre un
sostanziale contributo per aumentare la produttività( rapporto tra beni prodotti e quantità di risorse impiegate)
Lo studio dei tempi deve sempre seguire quello dei metodi e consiste nel determinare mediante cronometraggio il tempo
standard necessario per eseguire un dato compito da parte di un operaio.
Per condurre questa analisi è necessario scindere ogni fase del processo in tutte le operazioni elementari che la
compongono, sino ad arrivre allo studio dei movimenti compiuti dalle persone.
Le operazioni elementari attraverso le quali si realizza una lavorazione sono riconducibili a 5 tipi:

operazioni di lavorazione vera e propria(stessi simboli del diagramma di flusso)

operazioni di trasporto

operazioni di ispezione e di controllo

operazione di immagazzinaggio

operazione di tempi di attesa o ritardo
Definita la fase del processo che si intende esaminare, si individuano le diverse operazioni elementari di cui si compone,
ripartendole secondo la classificazione indicata e compilando schemi di flusso che evidenziano il numero e la natura
delle operazioni per ogni tipo, i relativi tempi richiesti(in secondi) e le distanze percorse(metri), nonché i valori totali
risultanti dalle somme dei precedenti.
Tali schemi vengono riveduti criticamente dall’analista attraverso una serie di domande relative ad ogni operazione
elementare. Egli esamina poi le motivazioni e le possibili alternative fino a giungere ad individuare e a proporre un nuovo
procedimento che meglio utilizza le risorse aumentando la produttività del sistema.
Scelta degli edifici e delle aree
Nel layout speciale legato al problema dell’opportuna configurazione del processo produttivo è quello della scelta della
forma planimetrica da dare agli edifici e delle aree destinate ad ospitare le strutture dello stabilimento.
Gli edifici sono destinati ad ospitare le varie macchine e apparecchiature necessarie al processo produttivo, ma anche i
materiali, la manodopera e il personale ne deriva che il loro assetto distributivo e la loro configurazione deve risultare
funzionale a questi fattori.
Gli edifici industriali devono rispondere a tre condizioni di esigenze generali:

consentire e favorire la produzione in modo che essa si attui a costi il piu possibile contenuti

essere flessibili cioè permettere le trasformazioni e gli ampliamenti che si rendessero necessari nel tempo

creare un ambiente di lavoro adatto al personale anche per migliorarne il rendimento.
La disposizione dello stabilimento assumerà la configurazione più appropriata alla specifica situazione imposta oltre che
dalla disposizione planimetrica conseguente alla tipologia del processo adottato anche dall’esigenza di ospitare
all’interno di esso mezzi di processi, personale e le attività di supporto(ricerca…)
Le forme che si rivengono piu frequentemente sono a U,I,E,F, oppure a quadrato o rettangolo, ma anche a piu poli
distaccati anche su livelli diversi.
Si definisce grado di utilizzazione della superficie il rapporto tra l’area occupata dalle macchine e l’area totale necessaria
per poter eseguire la lavorazione. Tale rapporto di solito è fra lo 0,2 e 0,4
Per quando riguarda gli edifici c’è una prima scelta da operare tra edifici a un piano o a più piani.
I vantaggi degli edifici ad un piano a parità di volume:

minor costo della costruzione

facilità di espansione

maggiore capacità portante del pavimento

maggiore utilizzazione dell’area coperta

facilità di trasporti

minori vibrazioni

facilità di illuminazione naturale

maggiore sicurezza nel casi di incendi, esplosioni ecc.
Svantaggi degli edifici ad un piano:


minore utilizzazione del terreno

impossibilità di usufruire della gravità per i trasporti interni
maggiore costo per il condizionamento dei locali(maggiore estensione maggiore dispersione tali
vantaggi sono gli svantaggi mentre gli svantaggi sono i vantaggi negli edifici a piu piani.
La tendenza attuale è di costruire a solo un piano perche gli stabilimenti tramite il decentramento si localizzano fuori dai
centri abitati dove il costo del terreno è inferiore quindi il primo svantaggio non è esageratamente rilevante.
Locazione: vantaggio: permette di scindere il rischio di impresa e permette maggiore disponibilità di fondi che possono
esser destinati ad investimenti
Svantaggio: difficoltà dell’adattamento di un edificio alle proprie esigenze produttive.
Nella fase di progettazione è fondamentale la considerazione di un eventuale allargamento dell’attività produttiva sia in
senso orizzontale( maggiore capacità produttiva) sia in senso verticale( esecuzione di piu fasi di produzione). A tal
proposito si impone di predisporre elevati livelli di elasticità, in linea di larga massima è opportuno che l’area disponibile
sia almeno 5 volte superiore di quella coperta dallo stabilimento. Al presente bisogna evitare di ingombrare le aree
adibite ad ampliamenti in quando potranno provocare gravi problemi in futuro.
A seguito di un ampliamento è necessario ridimensionare le divisioni operative ma anche dimensionare le strutture
amministrative e di supporto considerando l’aggravio di attività gestionali oltre all’aumento del capitale umano. Non
dovrà limitarsi a predisporre ampi spazi liberi intorno ai vari blocchi ma dovrà realizzare tutte le infrastrutture(tubazioni,
viarie) in modo che esse non creino interferenze al momento di ristrutturazioni o ampliamenti.
Le regole di massima enunciate portano alla realizzazione di impianti suddivisi in blocchi, con le funzioni omogenee e
specifiche , in vista dell’ottimizzazione dell’efficienza globale.
Scelta dell’ubicazione dello stabilimento
L’ubicazione costituisce una scelta di importanza fondamentale, in quanto l’entità delle risorse profuse nella fasi di
impianto è di cosi rilevante impegno che un’eventuale ricollocazione dello stesso in un altro sito è impensabile in breve
periodo.
La localizzazione: vale a dire optare per il luogo dove, per uanto dipende da esso, si riducono al minimo i costi di
produzione, di distribuzione e di vendita, e si massimizza il volume di quest’ultima, in modo da ottenere il massimo
profitto.
Vari fattori influenzano questa scelta e si possono classificare in diversi modi.
Secondo la tipologia dei condizionamenti posti alle scelte ubicative:
naturali: esprimono la dipendenza di ciascun tipo di lavorazione della configurazione del territorio e dalle risorse naturali
dell’ambiente esterno; ciascun sito infatti possiede peculiari ricchezze e connotazioni adatte o meno a supportare
determinate produzioni. Le fasi che portano all’analisi secondo gli aspetti naturali sono:
1) il punto di partenza di qualsiasi progetto è una attenta selezione di tutti quei luoghi in possesso dei requisiti
naturali legati alla realizzazione del processo produttivo futuro; si tratta di ricercare su una piana topografica la
piu idonea combinazione di fattori naturali necessari per la specifica produzion.
2) Dal confronto tra necessità del ciclo produttivo e caratteristiche oggettive scaturisce un primo elenco di possibili
siti
Tale scelta rappresenta la prima fase dell’intero processo decisionale per individuare la collocazione ottima.
Alcun esempi di vincoli naturali sono: necessità di abbondanti quantità d’acqua, tipi di clima, disponibilità di tipo di
materiali o rocce.
Artificiali: riguardano tutti quei fattori che, pur influenzando le scelte ubicative, non risultano direttamente riconducibili alle
caratteristiche naturali del sito. La loro origine è riconducibile all’attività umana, capace di provocare profonde
modificazioni nell’ambiente.
Le ubicazioni individuate tramite lo studio dei condizionamenti naturali devono essere approfondite tramite lo studio
sull’antropicizzazione del territorio, sulla presenza di infrastrutture stradati, presenza di vincoli edificativi. Ciò consentirà
una visione complessiva e non più parziale, dei possibili vantaggi e svantaggi direttamente riconducibili a ciascuna delle
operazioni esaminate.
Una componente artificiale capace di influenzare pesantemente le scelte è rappresentata dai vincoli legislativi ovvero
agevolazioni fiscali concesse dallo stato.
I fattori che influenzano la localizzazione possono essere classificati ulteriormente in base alla loro natura:



fattori di ordine tecnico: necessità di presupposti tecnici per realizzare l’attività produttiva(es impensabile centra
idroelettrica dove non c’è acqua
fattori di ordine economico:
fattori di ordine finanziario: riguarda l’ammontare delle disponibilità monetarie complessive che può risultare
inadeguata alla costruzione degli impianti in un certo luogo per varie motivazioni( elevati costi del sito, tasse
elevate.
La scelta della localizzazione va operata a livelli: Provincia, paese/città, luogo/terreno, regione, stato, continente
Tra i vari fattori che influiscono sull’ubicazione degli stabilimenti i piu importanti sono
 Distanza dai mercati di approvvigionamento: in quanto influisce direttamente sui costi di trasporto dei materiali
impiegati nella lavorazione, inoltre la vicinanza ai mercati favorisce i rapporti tra clienti e fornitori con scambio di
conoscenze che arrecano vantaggi ad entrambi
 Distanza dai mercati di sbocco: minori costi di trasporto dei prodotti sui mercati e per realizzare una rete di
depositi per la distribuzione
 Disponibilità di manodopera: ci sono luoghi che offrono disponibilità di fattore umano qualificato ed istruito
 Livello dei salari: questo a peso a livello di nazione o continente
 Fattori politico-sociale: riguarda gli aspetti di tranquillità e della stabilità che possono venire a mancare nel caso
di forti tensioni, compromettendo l’attività d’impresa
 Pressione fiscale: si possono avere nei vari casi agevolazioni fiscali per le aziende che vi si localizzano
 Disponibilità di energia: poter disporre di energia in quantità sufficiente, costante e a prezzi equilibrati
 Disponibilità di acqua: l’acqua deve essere di buona qualità disponibile in quantità costante e sufficiente per le
esigenze dello stabilimento
 Rete di trasporti e comunicazione efficiente: e’ necessaria la presenza di infrastrutture come strade, porti,
aereoporti
 Fattori ambientali: clima, l‘esposizione, la luce, la natura del terreno, la sismicità ecc..
 Vari: vicinanza ai centri, disponibilità di spazio e di abitazioni, il costo delle aree ecc…
Il problema dell’ubicazione si pone in fase di progetto e di realizzazione dell’impianto ma va anche soggetto a revisione
ogni volta che si verifichino importanti variazioni della produzione.
Per la soluzione al problema dell’ubicazione sono state proposte diverse teorie e modelli matematici come quella di
WEBER, che si pone l’obiettivo di minimizzare i costi. Si opera come segue:
1) si cerca di individuare tutti i fatti che hanno un’incidenza significativa sulla localizzazione dell’industria
2) si ordinano questi fattori in funzione della loro importanza decrescente(viene attribuito un peso a ciascun
valore)
3) si considera il problema dal punto di vista del primo fattore trascurando tutti gli altri. Si affronta quindi il secondo
fattore e risolvendo il problema si potrà verificare l’opportunità di apportare o meno una correzione alla
localizzazione individuata in base al fattore precedentemente considerato. In questo modo si procede per tutti i
fattori apportando eventuali correzioni fino alla soluzione finale.
Weber parte dal concetto che il fattore che ha maggior peso è il costo dei trasporti e occorre quindi localizzare l’impianto
dove tali costi sono minori. Weber considera come secondo fattore l’agglomerato che comporta notevoli vantaggi quali
condividere costi per alcuni servizi; al crescere dell’agglomerato le economie aumentano ma ad un certo punto
decrescono e subentrano le diseconomie da agglomerato. Si tratta quindi di valutare quali sono i vantaggi ottenibili
dall’agglomerato e vede se questi superano o meno i costi aggiuntivi che occorrono a sostenere per trasferire lo
stabilimento.
CAPITOLO 3 DUE RILEVANTI TEMATICHE ATTINENTI AGLI STABILIMENTI INDUSTRIALI
La vita dello stabilimento industriale e la necessità di mantenere l’efficienza tecnico-economica
Col passar del tempo lo stabilimento invecchia e diminuisce la sua efficienza economica, cioè il reddito che può produrre
Il problema va esaminato sotto due punti di vista: l’invecchiamento fisico e l’invecchiamento tecnologicoeconomico(obsolescenza).
L’invecchiamento fisico: è dovuto a cause interne, cioè al logorio dei mezzi produttivi, infatti tanto piu è tanto piu rapido
quanto piu intensa è l’attività. Le parti piu sollecitate sono le prime ad usurarsi o a guastarsi: per mantenere in efficienza lo
stabilimento bisognerà sostituirle. Tali sostituzioni comportano costi d’acquisto, costi per il personale che esegue
l’intervento e costi per l’inattività dell’impianto durante l’operazione.
La frequenza e l’entità delle sostituzioni andrò aumentando con il tempo, imponendo costi crescenti fino a rendere
economicamente preferibile la sostituzione dei diversi macchinari o attrezzature con altre nuove. A questo punto si dice
che gli impianti hanno raggiunto il termine della loro vita fisica.
L’obsolescenza è dovuta a cause esterne, cioè l’innovazione che a portato a realizzare macchinari e attrezzature, in tutto o
in parte, tecnologicamente piu avanzati, in grado di dare la stessa produzione a costi inferiori. Il rapporto tra i costi che si
sostengono con un impianto nuovo(A) e quelli che comporta l’impianto in esercizio(B) fornisce un indice dell’efficienza
economia relativa a quest’ultimo. All’inizio il rapporto A/B vale 1 in quanto essendosi adottato l’impianto piu avanzato al
momento, con il tempo A diminuirà di valore .
IGO=100* (B-A*)/B
Dove A* è il macchinario sottoposto ad ammortamento. Ci
sono due alternative :
 sostituire le singole parti dell’impianto con altre piu aggiornate
 sostituzione dell’intero bene quando la sua vita tecnica o vita utile è terminata
In genere termina prima la vita utile rispetto la vita fisica, è quindi necessario, nel piano di ammortamento far coincidere il
periodo di recupero del capitale investito con il termine della vita utile.
I fondi destinati all’ammortamento non compaiono in bilancio quindi non sono soggetti ad imposizioni fiscali. Per alcuni
settori sono ammessi piani ammortamento di breve durata, come strumento per stimolare l’innovazione e mantenere
all’avanguardia tecnologica gli strumenti di produzione delle industrie del settore.
L’obsolescenza riguarda anche i prodotti e i processi, infatti deve può essere dovuta:

al miglioramento delle caratteristiche funzionali

al piu basso prezzo dei beni

anche a semplici fatti di moda
In ogni caso bisogna rispondere ai mutamenti di mercato e convertire gli impianti alle nuove produzioni.
L’innovazione cioè l’utilizzazione economica di un’invenzione, può toccare gli impianti, i processi e i prodotti.
Per quanto riguarda l’innovazione di un prodotto, il quale deve rispondere a determinate attese dei consumatori: cioè
deve assolvere certe funzioni ordinate secondo una scala gerarchica di importanza: genere, classe, tipo o marca.
All’interno dei generi si hanno diverse classi, per ognuna delle quali è evidenziabile la funzione primaria che le
caratterizza accanto ad altre di minor importanza dal soddisfacimento delle quali si propongono ai clienti diverse marche
o tipi.
Tra generi diversi di prodotti non c’è concorrenza mentre tra marche si e fortissima. Circostanza particolari possono
indurre esigenze reali a esaltare ‘importanza della seconda funziona tanto da renderla primaria, originando cosi una
nuova classi di prodotti la cui vita sarà condizionata dal perdurare delle esigenze che l’hanno motivata.
Spesso l’esaltazione di una funzione secondaria avviene per soddisfare esigenze indotte ai consumatori tramite apposite
campagne pubblicitarie.
Quindi l’innovazione dei prodotti può aversi a vari livelli: genere, classe o marca, giungendo alla banale variazione del
modo di presentare in forma nuova, per taglia confezione ecc.. Aspetto esteriore che non ne migliori le prestazioni ma ne
abbassi i costi.
CAPITOLO 4- TRATTAMENTO DEI MATERIALI
Per trattamento dei materiali si intende il complesso delle operazioni attinenti il trasporto e l’immagazzinaggio di tutte le
sostanze, dalle materie prime ai prodotti finiti, siano esse solide, liquide o gassose, all’interno dello stabilimento.
Il problema riguarda il fatto che non aggiungono valore al prodotto ma ne aumentano il costo, e la soluzione è mirata a
ridurre al minimo indispensabile l’entità di tali operazioni.
I trasporti interni
La riduzione dei costi per la movimentazione interna non deve essere il maggiore obiettivo, ma deve essere perseguita
congiuntamente ad altri risultati( riduzione fatica lavoratori, miglioramento sicurezza e confort, flessibilità del sistema.
Utili rapporti sono quelli tra:
numero di operazioni di trasporto e numero di operazioni di trasformazione
tra numero di ore di manodopera richiesta dal trasporto e numero di ore di manodopera richiesta per la lavorazione.
Fondamentali strumenti per la realizzazione di un efficiente sistema di trasporti sono:

mezzi tecnici di trasporto
Il problema consiste nell’individuare quali sono i mezzi di trasporto piu idonei nelle varie situazioni, ciascuna
caratterizzata da numerosi e specifici elementi peculiari: struttura dello stabilimento, disponibilità di spazi, tipi di
lavorazioni e impianti … Oltre alla scelta dei mezzi idonei si dovrà valutare la loro capcità di trasporto ed il loro numero in
relazione alle dimensioni dei flussi di materiali.
Trasporto di materiali solidi
I materiali solidi possono essere costituiti da pezzi singoli di consistenti dimensioni o da particelle di varie grandezze allo
stato sciolto o in opportuni contenitori
A funzionamento meccanico(monorotaia a carrellini, nastritrasportatori
Trasporti continui fissi
A gravità, pneumatici(scivoli a rulli
A ruote libere(gru, trattori,muletti)
Trasporti discontinui( meccanici e manuali)
Su rotaie locomotori, montacarichi
I sistemi continui sono impianti per lo piu fissi che trasferiscono in continuità i materiali lungo traiettorie prestabilite che
non ammettono variazioni di percorso al di fuori di quelle insite dal sistema. Il movimento può avvenire ad opera di parti
meccaniche motorizzate, della gravitò, di sistemi reumatici in pressione o depressione.
I sistemi continui ben si presentano all’automazione ma hanno modesta flessibilità. Essi trovano impiego elettivo nei
processi continui e ripetitivi dove il mezzo di trasporto si fonde d diventa parte integrante dell’impianto diretto di
produzione(macchine a trasferta).
I trasportatori continui vengono utilizzati nei casi in cui i cicli di produzione i flussi di materiali sono prefissati e regolari e
le quantità trasportate sono abbastanza elevate in modo da giustificare gli ingenti investimenti richiesti, compensati
dall’alta efficienze tecnica dei mezzi e dai ridotti costi d’esercizio.
I trasporti discontinui vengono utilizzati quando è richiesta una maggiore flessibilità nei trasporti. Possono essere
meccanici o manuali. Il grado di libertà nei percorsi può essere totale(mezzi a ruote libere) o limitato a servire una
determinata area(mezzi su rotaie). Queste attrezzature possono essere telecomandate( impulsi giungono via filo) oppure
radiocomandate( gli impulsi giungono senza fili). Sono anche disponibili macchine si tipo misto cioè a ruote libere ma
che mediante sensori possono percorrere traiettorie fisse opportunatamente predisposte.
Trasporto di materiali fluidi(liquidi o aeriformi)
I materiali fluidi allo stato sciolto vengono trasferiti all’interno di tubazioni ponendoli in movimento con pompe(liquidi) o
compressori(aeriformi).
Le pompe agiscono:


per aspirazione: asportano l’aria contenuta all’interno di una tubatura immersa in un liquido su cui grava la
pressione atmosferica la quale spinge il liquido nella tubazione
per compressione: possono essere alternative(cilindro con stantuffo a tenuta che si muove alternativamente al
suo interno), rotative, a membrana ecc. ciascun tipo offre prestazioni diverse e la sua scelta dipende dalle
specifiche esigenze poste dall’impiego
i compressori possono essere a pistone funzionanti in modo analogo alle pompe alternative) o rotativi( turbocompressori
assiali e centrifughi).
Nei turbo compressori assiali l’aeriforme viene aspirato da un lato e compresso da quello opposto per effetto della
rotazione di un’elica(girante) all’interno di un cilindro. In pratica l’elica formata da un disco e palette fissato sull’asse
centrale. Il fluido passa attraverso delle fenditure formate da una corona di palette fissate(diffusore)
I compressori centrifughi, il flusso è perpendicolare all’asse di rotazione. Essi danno grandi portate ma modeste
pressioni, caratteristiche opposte hanno i compressoni a stantuffo.
I magazzini industriali
Il magazzino è il luogo dove si depositano, per periodi variabili, materiali destinati alla lavorazione e alla vendita o al
servizio di un’industria.
In relazione alla destinazione dei materiali in essi contenuti si distinguono:

magazzini per materie prima: che a loro volta si differenziano in macazzini di scorte(a lunga giacenza) e
magazzini di produzione(periodi di giacenza giornalieri)

magazzini per semilavorati

magazzini per prodotti finiti
il magazzino ha la funzione di polmone, cioè conferire elasticità ai tempi richiesti per le varie attività e di permettere la
continuità dei processi produttivi e distribuitivi.
La conservazione dei prodotti comporta oneri e non aumenta il valore. Si dice che il magazzino migliore sia quelli che
non esiste ma in realtà è impossibile; bisogna quindi rendere il meno oneroso possibile tale servizio adottando le migliori
soluzioni tecniche ed organizzando al massimo le attività al fine di ridurre al minimo i volumi dei materiali e i tempi di
deposito.
Magazzini viaggianti: nel caso di piccole quantitò(semilavorati) si può ricorrere al deposito di materiali negli stessi locali
di lavorazione e vengono anche utilizzati allo scopo i mezzi di trasporto continui
Quando i movimenti e le giacenza i materiali sono gestiti da un’appostia ammnistrazione autonoma si tratta di magazzini
altrimenti sono depositi.
La struttura del magazzino dipende dalla natura dei materiali, dalle modalità di stoccaggio, dalla disponibilità di superficie
ecc
Le dimensioni: sono determinate dalle quantità di deposito ma si consiglia di non occupare piu di 1/3 della superficie
totale dello stabilimento.


Indice di saturazione superficiale: rapporto tra superficie occupata dai materiali immagazzinati e superficie
totale del magazzino
Indice di saturazione volumetrica: rapporto tra volume occupato dai materiali e volume totale del magazzino.
Per quanto riguarda la locazione dei magazzini: essi vanno inseriti lungo le linee di flusso dei materiali evitando
l’aumento inutile di costi di trasporto.
I liquidi vengono contenuti in cisterne di acciaio cilindriche, interrate o fuori dalla terra
Per idrocarburi leggeri e altamente volatili(gpl) si usano serbatoi chiusi, sferici, in acciaio, di spessore adeguato a
reggere la pressione di alcune atmosfere che ci può essere all’interno;
gli aeriformi vengono immagazzinati in gasometri(cisterne in acciaio con tetto mobile a tenuta) o in campane di grandi
volumi
l’immagazzinamento di fluidi infiammabili deve avvenire nel rispetto della normativa specifica.
CAPITOLO 5 IL SERVIZIO DI APPROVVIGIONAMENTO E TRATTAMENTO DELL’ACQUA PER L’INDUSTRIA
L’acqua riveste un ruolo di primo piano in ogni tipo di industria. Spesso è uno dei fattori determinanti nella
localizzazione degli impianti e presupposto per l’ottenimento di un certo prodotto o un determinato processo. I problemi
relativi all’acqua in uno stabilimento si pongono sia nell’approvvigionamento che nel trattamento delle acque, oltre che
nella depurazione delle acque di rifiuto.
Secondo gli economisti classici Smith e Ricardo l’acqua è un bene non economico, da ripudiare per 3
ragioni: l’acqua è un fattore della produzione sempre piu scarso
richiede rilevanti costi di trattamento per portarla alle caratteristiche che lo specifico tipo di produzione
richiede molte legislazioni prevedono che l’acqua residuata dal processo venga restituita all’ambiente
depurata.
Le utilizzazioni dell’acqua nell’industria



L’acqua trova impiego nell’industria in diversi usi, i quali dipendono dalla tipologia di materie e processi
adottati e dai prodotti ottenuti. In particolare può essere utilizzata per una o piu delle seguenti funzioni:
materia prima: se tratta di acqua ch viene immessa nei prodotti finiti;
agente di fabbricazione o di processo: si ha quando essa è impegnata direttamente nel processo
produttivo. Può trattarsi di acqua di diluizione, di reazione, di lavaggio e risciacquo, di estrazione ecc;

mezzo di raffreddamento: l’acqua impegnata a questo fine ha per scopo la dispersione del calore generato
nei processi produttivi. A volte viene utilizzata acqua marina anche se corrode gli impianti, la corrosione è
meno onerosa di un incendio causato dal surriscaldamento degli impianti;

mezzo di riscaldamento: l’acqua calda a bassa o media temperatura viene utilizzata per accelerare alcune
funzioni, per sterilizzare o pastorizzare. Trova impiego anche nel caso di acque fredde nel raffreddamento
degli ambienti di lavoro;



produzione di vapore: il vapore rappresenta un fluido economico utilizzabile nei motori termici
servizi antincendio: l’acqua è il mezzo piu economico in questo impiego, per lo spegnimento di
combustibili solidi, quando siano scongiurabili pericoli di cortocircuiti;
servizi generali, sociali e di igiene: si tratta di acqua potabile.
Gli approvvigionamento di acqua da parte dell’industria.
Sono i mari, i vari tipi di corsi d’acqua, i laghi, le acqua sotterranee e gli acquedotti urbani.
Il problema dell’approvvigionamento va riguardato sotto un punto di vista qualitativo e quantitativo:
per quanto attiene agli impieghi di mensa, alcuni tipi di industrie alimentari e servizi di fabbrica per l’igiene personale,
l’acqua richiesta è quella potabile, prelevata dagli acquedotti urbani. L’acqua potabile è quella che presenta tutti i requisiti
per essere idonea all’alimentazione umana.
Per tutte le altre utilizzazioni, per le quali si parla di acqua industriale, per ragioni di crescente carenza per il
soddisfacimento dei bisogni civili nonche di elevatezza delle quantità richieste e del costo, l’industria deve provvedere
autonomamente al soddisfacimento delle proprie necessità facendo ricorso alle altre fonti.
In generale:
o
l’acqua di mare ha una salinità elevata. Il 90% del sale è cloruro di sodio e c’è una scarsa presenza di anidride
carbonica ed il PH è compreso tra 8 e 8.3
o
le acque dei fiumi e dei corsi d’acqua sono caratterizzate da forti variazioni nella tipologia di Sali minerali
disciolti e nel quantitativo delle sostanze solide in sospensione
o
le acque del lago presentano le stesse caratteristiche dei fiumi, ma si differenziano per una bassa presenza di
materie in sospensione
o
per il prelievo delle acque dolci superficiali bisogna costruire adatte opere di presa, che assicurano la
deviazione di un quantitativo d’acqua necessario al fabbisogno della produzione. Tali vasche e grigliature
offriranno una prima filtrazione dei materiali in sospensione
o
le acque sotterranee sono generalmente caratterizzate da una minore variabilità nel tempo dei loro caratteri,
presentano costante temperatura, composizione dei Sali disciolti e assenza di sostanze organiche.
Uno dei problemi è l’esaurimento o l’inquinamento della falda freatica( per raggiungerla occorre realizzare pozzi in modo
da renderle sfruttabili).
Raramente le acque salmastre trovano impiego nell’industria, anche se è possibile ottenere acqua dolce da esse tramite
alcune tecniche di dissalazione.
La dissalazione delle acque
I sistemi di dissalazione fino ad ora messi a punto possono rientrare i due categorie:
tecniche che operano l’estrazione dei Sali dalle acque salate o salmastre: i sistemi di questo tipo risultano piu economici
anche se motivi di ordine tecnologico hanno favorito quelli della seconda specie;
tecniche che separano l’acqua dolce dalla soluzione salina.
Tipologia di processi di dissalazione:
ELETRODIALISI
Tecnologie di estrazione dei Sali
dalla soluzione salina
SCAMBIO IONICO
EVAPORAZIONE(multiflash, solare)
A) basate su un cambiamento di stato
CONGELAMENTO
Tecnologie di separazione dell’acqua
dolce dalla soluzione salina
ESTRAZIONE CON SOLVENTI
B) senza cambiamento di stato
OSMOSI INVERSA
Elettrodialisi: vantaggioso nel caso di una concentrazione salina molto bassa. E’ un processo che permette
l’allontanamento dei Sali dalle soluzioni saline grazie all’impiego alternato di membrane cationiche e anioniche poste
all’interno di una vasca e consententi il passaggio dei soli ioni positivi(na+) e dei soli ioni negativi(cl-). Al termine che
nello scomparto in cui è avvenuto il fenomeno l’acqua sarà dissalata mentre negli scomparti adiacenti si sarà arricchita o
di solo sodio o di solo cloro.
Scambio ionico: l’uso di resine scambiatrici di ioni, assai pratico nella demineralizzazione di acqua a bassissimo
contenuto salino. Il processo, che impiega resine anioniche e cationiche, consiste nel far passare l’acqua salata
attraverso una resina cationica( o acida) che fissa il catione sodio(na+) e successivamente l’acqua priva di sodio su
resina anionica(o basica) che fissa lo ione cloro(cl-). Dopo questo ulteriore passggio l’acqua risulta pura e può essere
impiegata da industrie farmaceutiche o nella prod. Di vapore.
Evaporazione: i processi che utilizzano tale principio non sono influenzati dalla concentrazione salina dell’acqua grezza
e guadagnano in economicità se si effettua il recupero del calore. Il piu diffuso processo di questa tipologie quello a
espansione multipla o multiflash. In fase di funzionamento l’acqua salata di provenienza marina viene preriscaldata
passando all’interno di una serpentina posta a contatto con il vapore, che si trova nella prima camera di flashing.
Quest’acqua viene fatta passare nella serpentina della 2^ camera successivamente nella terza e cosi via(fino a 40
camere) riscaldandosi ulteriormente per effetto del vapore a temperatura piu elevata in ogni stanza. Infine l’acqua grezza
che ormai ha recuperato il massimo del calore possibile viene ulteriormente portata alla temperatura massima di
processo(90°), per effetto del calore esterno(da una raffineria di petrolio es). A questo punto l’acqua grezza viene
introdotta alla base della camera di flashing in cui è stato praticato un vuoto parziale al fine di consentire l’evaporazione
esplosiva di quota parte dell’acqua. Questa specie di esplosione, che si realizza lontano dalle pareti, evita la corrosione e
le incrostazioni e i Sali responsabili delle incrostazioni scivolno sul fondo della camera sotto forma di fanghiglia. Il vapore
si condensa sulla superficie della serpentina cedendo il calore all’acqua grezza che passa al suo interno. L’acqua dolce
condensata viene recuperata. La soluzione salina (ormai piu concentrata) passa alla camera successiva dove è stato
effettuato un vuoto maggiore per cui essa evapora ancora andandosi a condensare sulla serpentina che trasposta
l’acqua grezza in corso di ulteriore preriscaldamento. Anche in questo caso l’acqua dolce salina si recupera. Il processo
continua attraverso le successive camere dove si effettuano depressioni sempre piu spinte per far evaporare una
salamoia sempre piu concentrata e avente una temperatura gradatamente decrescente. Infine l’acqua dolce ottenuta si
recupera e si avvia alle utilizzazioni per cui è richiesta mentre la salamoia concentrata viene utilizzata per ottenere sale.
Ovviamente sia il calore della salamoia che dell’acqua viene utilizzato per preriscaldare l’acqua grezza in entrata.
Congelamento: il processo, non è influenzato dal grado di salinità, ma presenta l’inconveniente nel costo di produzione
e somministrazione della frigoria che è maggiore rispetto a quello di prod e somministrazione di una caloria. Il processo
è quindi economicamente conveniente se si dispone di freddo industriale e di calore di scarto per sciogliere il ghiaccio.
Esso si basa sul principio secondo cui l’acqua salata gelando separa il ghiaccio puro. Una della maggiori difficoltà sta
nell’ottenere ghiaccio esente da sale in quanto tende ad aderire alla superficie dei cristalli di ghiaccio.
Estrazione a solventi: il principio si bsa sul fatto che alcuni solventi organici sono in grado di estrarre dalle soluzioni
saline acqua pure entro un terminato intervallo di temperatura, e di mettere in libertà tale acqua ad una temperatura
diversa. Il calore potrà essere recuperato per rendere piu economico il processo. L’acqua che si ottiene non è molto
pura.
Osmosi inversa: è un fenomeno naturale che si manifesta quando due soluzioni dello stesso solvente(acqua) a
differente concentrazione salina vengono messe a contatto tramite una membrana permeabile al solvente ma non al
soluto. Tale membrana funge da filtro. Se si pongono tali acque in due scomparti separati da una membrana
semipermeabile e lo scomparto in cui è contenuta la soluzione salina si sottopone ad una pressione superiore a quella
osmotica, si ottiene il passaggio dell’acqua dissalata nello scomparto dell’acqua dolce: si produce cioè acqua dolce. La
membrana è l’elemento fondamentale dell’impianto. Essa è costituita da acetato di cellulosa e deve essere in grado di
resistere a pressioni diverse volte superiori a quella osmotica
Considerazioni sul costo dell’acqua: i principali elementi di costo in un impianto di dissalazione sono rappresentati
dalle seguenti voci: costo dell’impianto, oneri sul capitale, costi per l’energia, altri costi di funzionamento, costo del
lavoro, spese generali e di amministrazione.
Essi dipendono generalmente, per entità e tipologia, dal sistema di dissalazione impiegato, dalla tipologia di acqua
grezza da dissalare. L’ammontare complessivo di tali voci di solito porta il costo unitario dell’acqua prodotto a valori
superiori a quelli che si imputano all’ac2ua dolce ottenibili da fonti convenzionali. Tale valutazione non sempre è corretta
perche oltre al costo unitario per accedere alle fonti convenzionali è necessario tenere conto dei costi delle opere
pubbliche di captazione, sistemazione, raccolta e trasporto dell’acqua. Si riducono notevolmente i costi dell’acqua
dissalata se si dispone di calore di recupero. Ad esempio negli impianti termoelettrici si riducono i costi utilizzando il
calore proveniente dallo scarico delle turbine, o realizzando impianti a prod. Multipla si ripartiscono i costi tra piu
prodotti, di cui uno è l’acqua dissalata. Le previsioni future sono a favore dei metodi non convenzionali in ragione della
rarefazione delle fonti di acqua di buona qualità e per lo sviluppo della tecnologia nella dissalazione.
Le dimensioni aziendali, le materie prime di partenza, i processi adottati, la tipologia dei prodotti e le caratteristiche
qualitative degli stessi sono tutti fattori che incidono notevolmente sul fabbisogno di acqua da parte dell’industria
Inconvenienti e requisiti delle acque industriali.
Qualità dell’acqua: sono richieste in base all’uso, specifiche caratteristiche biologiche, fisiche e chimiche. Indicazioni
generali che ben si adattano a qualsiasi condizione d’uso:



la presenza di sostanze acide quali anidride carbonica, idrogeno solforato ecc o anche ossigeno, cloruri e
solfati alcalini è causa di corrosione delle tubazioni e delle apparecchiature.
Le incrostazioni si manifestano quando l’acqua, sottoposta a variazioni termiche o produzione di valore,
deposita silicato(di calcio, di magnesio ecc..) che possono compromettere tutto il funzionamento dell’impianto
idrico delle acqua calde.
Acque contenenti colonie di alghe, funghi o altri microorganismi ovvero sostanze organiche o inorganiche sono
responsabili del deposito di fanghi che a lungo andare possono ostruire tubazioni e orifizi di valvole
I trattamenti delle acque industriali
Poiché le acque naturali raramente possiedono i requisiti richiesti dai processi industriali, è necessario sottoporle a
trattamenti i quali dipendono sia dalle caratteristiche fisiche, chimiche e batteriologiche dell’acqua disponibile sia da
caratteri che essa deve avere in relazione alle esigenze di una specifica produzione.
Le principali operazioni che l’industria deve porre in atto prima dell’impiego delle acque sono:
trattamenti fisici:
1) ELIMINAZIONE DELLA TORBIDITA’(decantazione, coagulazione e filtrazione)
L’eliminazione della torbidità si effettua attraverso tre fasi:
la decantazione o sedimentazione dei corpi sospesi si ottiene rallentando la velocità dell’acqua in vasche apposite in
modo che le particelle di maggiori dimensioni si depositino sul fondo spontaneamente.
Per facilitare e velocizzare la sedimentazione si ricorre alla coagulazione: si aggiungono piccole unità di adatte sostanze
dette coagulanti(Sali di alluminio/ferro) che danno luogo a precipitati gelatinosi delle micro sostanze(batteri, argilla,
sostanze colloidali per cui sarebbero necessari anni prima della sedimentazione spontanea).
Quindi si esegue la filtrazione operata attraverso dei filtri lenti costituiti da vasche di grandi dimensioni presentanti sul
fondo uno strato di circa 0,5-1 m di sabbie fini e successivi strati di sabbie e ghiaie di maggiori dimensioni e quindi tubi
forati per raccogliere e convogliare l’acqua che filtra verso il fondo della vasca(esistono sistemi di filtraggio a pressione)
2) AERAZIONE: consiste nel favorire il contatto tra aria e acqua, si realizza spruzzando l’acqua in una torre in
controcorrente con aria ovvero sottoponendo l’acqua ad un percorso accidentato. Lo scopo è quello di favorire,
l’eliminazione dell’idrogeno solforato e dell’anidride carbonica ovvero di precipitare per ossidazione alcuni
composti in soluzione. In quest’ultimo caso si parla di deferrizzazione e demanganizzazione che si ottiene
dal’ossidazione di ferro e magnesio trasformandoli da sostanze solubili a composti poco solubili e quindi
precipitabili.
3) La decolorazione e deodorazione delle acque si effettua ricorrendo al passaggio attraverso carboni
attiviti(carbone di legna trattato con reattivi chimici) i quali hanno la proprietà di trattenere le sostanze
responsabili di tali inconvenienti.
4) La degasazione fisica può realizzarsi con metodiche diverse: per riscaldamento, per vuoto o con un sistema
combinato. Lo scopo è quello di eliminare dall’acqua i gas considerati indesiderati al processo industriale,
soprattutto ossigeno, anidride carbonica, azoto e idrogeno solforato
5) La distillazione ..(vedi demineralizzazione)
La degasazione chimica: è un trattamento complementare a quella fisica ed ha come obiettivo l’eliminazione delle tracce
di ossigeno ancora presenti nell’acqua. Il metodo piu idoneo è l’utilizzo di idrato di idrazina operando a 50-60 gradi.
La sterilizzazione, clorazione e disinfestazione è un’operazione che si esegue quando si necessita di acqua potabile. Il
trattamento viene realizzato impiegando cloro gassoso(clorazione) e in qualche caso con radiazioni ultraviolette, ozono e
Sali d’argento. Per eliminare il sapore e odore sgradevole derivante dal cloro e quando siano presenti alghe, si può far
passare l’acqua su carbone attivo.
L’addolcimento, cioè l’eliminazione parziale o totale di durezza, è un’operazione di fondamentale importanza per gli
impieghi industriali delle acque, in considerazione degli inconvenienti che provoca per la formazione di incrostazioni,
principalmente di carbonati alcalino ferrosi, ma anche solfati e silicati. L’eliminazione della “durezza temporanea “ si
realizza per semplice riscaldamento dell’acqua mentre nel caso di “durezza permanente” si ricorre ad altri procedimenti:


“calce-soda”(il piu antico) consiste nell’aggiunta di calce e di soda che causano la precipitazione del calcio
e del magnesio.
Il metodo piu recente invece ricorre alle resine a scambio ionico.
La dealgicizzazione(simile alla sterilizzazione) si effettua impiegando cloro o suoi derivati e utilizzando serbatoi dipinti di
pitture antivegetative contenenti sostanze tossiche per le forme viventi(es rame)
La demineralizzazione può attuarsi sia per scambio ionico sia per distillazione. Il primo metodo è utilizzato per acque a
bassa salinità, in quando i costi di rigenerazione sono direttamente proporzionali alla concentrazione salina mentre il
secondo per acqua ad alto tenore di Sali.
Le acque di rifiuto e la loro depurazione
Uno dei problemi di peso nelle industrie è quello dello smaltimento delle acque di rifiuto derivanti dal “metabolismo
industriale”.
Il sistema adottato in passato per liberarsi delle sostanze era di disperderle nell’ambiente e si utilizzavano le capacità
auto depurative dell’ambiente. A seguito del moltiplicarsi delle industrie a partire dagli anni 70 in tutti i paese industriali è
stata dettata una normativa rivolta a definire gli standards a cui debbono essere portate le acque residue delle
lavorazioni industriali per poter essere cedute all’ambiente da cui sono state prelevate.
In sostanza prima di liberarsi delle acque di rifiuto, le imprese devono sottoporle a trattamenti artificiali al fine di ridurr,
neutralizzare e distruggere il carico inquinante.
Condizione preliminare è la conoscenza da parte delle imprese della natura, del tipo e del grado di inquinamento delle
acque di risulta, in modo da predisporre i trattamenti piu idonei ed economici ai fini del rispetto dei limiti imposti dalla
legge.
Parametri da rispettare per lo smaltimento:






solidi sospesi(impediscono la penetrazione della luce nelle acque danneggiando la vita animale e vegetale;
depositandosi sul fondo non permettono di depositare uova)
pH(valori bassi di pH comportano corrosione ed impediscono la vita sotto il 6)
temperatura( le acque residue calde quando vengono immesse nei corsi d’acqua modificano la temperatura del
corpo ricevente che può divenire inadatto alla vita della flora e della fauna stanziale)
BOD(indice del grado di inquinamento da sostanze organiche eliminabili per mezzo di trattamenti biologiciBiogical Oxigen Demand esprime la quantità di ossigeno utilizzata da una popolazione di microrganismi per
demolire il materiale biodegradabile)
COD(indice del grado di inquinamento da sostanze organiche biodegradabili, non biodegradabili e inorganiche
purche ossidabili- Chemical Oxigen Demand esprime la quantità di ossigeno che un litro d’acqua richiede per
ossidare le sostanze presenti al suo interno)
Azoto ammoniacale e nitrico( ammoniaca può derivare da scarichi industriali )
La determinazione quantitativa dei parametri elencati avviene in laboratori esterni, privati o pubblici.
A questa fase conoscitiva consegue la necessità di provvedere in concreto a rimuovere gli inquinanti pesanti nelle acque
di scarico. Si tratta di specifici trattamenti dipendenti dalla natura, dalla tipologia, dalla qualità e dalla quantità degli
inquinanti che possono essere:
o
materiali solidi grossolani, sospesi e fini sospesi
o
oli liberi o emulsionanti
o
sostanze organiche non naturali solubili
o
inquinanti inorganici
o
acidi e basi forti
o
calore(industrie che impiegano calore):
per quanto riguarda il calore i sistemi per ridurre la temperatura dell’acqua di scarico, per riportarla in ciclo come acqua
di raffreddamento possono rientrare in due categorie:
 sistemi in cui vi è un solo passaggio dell’acqua a raffreddare attraverso le unità di raffreddamento e dalle quali
esce come acqua di scarico(cioè senza essere riutilizzata)
 sistemi a riutilizzo ciclico (totale o parziale). A loro volta possono essere aperti( se il calore viene eliminato a
spese dell’evaporazione nell’atmosfera di una parte dell’acqua stessa) O CHIUSI(se il calore viene smaltito in
particolari scambiatori termici in cui non esiste contatto diretto tra acqua ed aria).
Per l’eliminazione degli altri inquinanti occorrono apposite operazioni che possono essere raggruppate in: trattamenti
fisici, chimici e biologici.
TRATTAMENTI FISICI:
 grigliatura: ha lo scopo di eliminare i corpi galleggianti e sospesi, per mezzo di apposite griglie a maglie
 disoleatura: si effettua in vasche speciali, per derbordatura degli olii galleggianti. Gli olii possono essere
recuperati o utilizzati come combustibili
 desabbiatura: riguarda solidi pesanti. L’eliminazione si rende necessaria perche i solidi possono agire come
abrasivi delle parti meccaniche degli impianti di depurazione. Si effettua in canali de sabbiatori rallentando la
velocità dell’acqua
 sedimentazione: con essa si separano i solidi in sospensione sfruttando la loro maggiore densità rispetto alle
acqua di rifiuto. Si esegue la decantazione a flusso orizzontale o verticale sul fondo dei quali si depositano i
fanghi
 flottazione: nel caso della acque di rifiuto per flottazione si intende l’operazione attraverso la quale si portano a
galleggiamento i solidi sospesi. Rendendo la massa di tali solidi piu leggera dell’acqua di rifiuto.
 Filtrazione: si procede a questa operazione allorquando si richieda un’acqua di effluenza priva di sostanze
solide. Si realizza in vasche filtranti a sabbia
 Adsorbimento: si ricorre a quanto procedimento quando nelle acque residue sono disciolte sostanze organiche
che è difficile rimuovere con normali trattamenti biologici. Viene impiegata farina fossile che consente di
trattenere nei pori del materiale assorbente la sostanza organica da eliminare. Il materiale assorbente viene
rinnovato o rigenerato;
 elettrodialisi ed osmosi inversa: tali tecniche sono relative rispettivamente a Sali e a Sali e sostanze organiche.
Si sfrutta una membrana semipermeabile.
TRATTAMENTI CHIMICI:
 neutralizzazione: le acque di rifiuto possono presentarsi con un pH che si discosta da quello consentito per lo
scarico nelle acque pubbliche(intorno al 7). Il problema che si presenta è neutralizzare gli scarichi fino a portarli
ai valori necessari, cioè si ottiene impiegando appositi reattivi
 coagulazione: quando le acque contengono colloidi che non sedimentano, non flottano, ne si separano per
filtrazione si ricorre all’aggiunta di agglomeranti che , ad adatti pH, coagulano le accennate sostanze.
 scambio ionico: il trattamento si basa sulla capacità di alcuni composti naturali o artificiali di scambiare in
maniera reversibile gli ioni in essi contenuti con quelli della soluzione da trattare. E’ un processo depurativo
costoso l’impiego si attua quando il valore dei metalli da recuperare sia di tutto rilievo ovvero la tossicità degli
ioni è elevata e la legislazione severa
 precipitazione: si utilizza questo trattamento quando le acque contengano in soluzione Sali metallici che è
possibile trasformare chimicamente in maniera economica in composti a bassa solubilità, i quali precipitati e
recuperati come fanghi tramite processi di sedimentazione e flottazione.
 ossidazione chimica: il trattamento delle acque si sostanzia nell’impiego di ozono ovvero cloro. Il cloro è piu
economico e ha la funzione di sterilizzare da germi patogeni presenti in acque che si desiderano esenti da
sapori e odori anomali
TRATTAMENTI BIOLOGICI, adatti ad effluenti contenenti sostanze organiche biodegradabili
La biossidazione che in natura avviene lentamente può essere riprodotta in ambito di depurazione a condizioni di tempo
accelerate, concentrate in uno spazio limitato e controllato.
Processi aerobici: si basano sull’azione esercitata da alcuni microrganismi che in presenza di aria ed in opportune
condizioni di lavoro convertono il materiale organico contenuto nei reflui in anidride carbonica, acqua , nuove cellule
microbiche , energia, sostanze organiche indissolubili.
I metodi classici di biossidazione:
fanghi attivi: un’acqua contenente sostanze organiche forma un fango avente la consistenza dell’humus. Questo fango,
detto attivo, una volta separato del liquido in cui si è formato, è in grado di provocare una pronta bi ossidazione delle
sostanze organiche biodegradabili contenute in qualsiasi altro effluente. Il trattamento viene effettuato in vasche
costituite in modo da creare una buona aerazione dell’acqua, dopo un certo periodo si separa per sedimentazione.
letti percolatori: si tratta di letti contenuti in vasche e costituiti da ammassi di materiali attraverso cui passa il flusso d’aria
necessario ai microorganismi per la biodegradazione. Con il passare del tempo membrane gelatinose costituite da
colonie di batteri consentono la degradazione delle sostanze organiche biodegradabili. Attraverso un meccanismo
complesso il fango prodotto è trascinato in fondo alla vasca per poi essere separato dalle acque depurate in vasche
disposte a valle del letto di percolazione
Processi anaerobici si basano sul principio che le sostanze organiche contenute in un’acqua reflua fuori dal contatto
dell’aria si decompongono biologicamente per opera dei batteri anaerobici. Essi producono principalmente anidride
carbonica, metano, azoto e idrogeno solforato.
La decomposizione avviene in due fasi:
1) Si ha la decomposizione della sostanza organica biodegradabile (BOD) essenzialmente ad acido acetico
2) Tale acido è trasformato in metano ed anidride carbonica .
I processi anaerobici sono piu lenti a causa della piu bassa energia sviluppata dai batteri metanigeni, si può ottenere una
riduzione della durata riscaldando i reflui a 45° circa, utilizzando il metano ottenuto mediante il processo. Oltre al metano
il vantaggio è la ridotta quantità di fanghi.
Il problema dello smaltimento è un problema complesso che deve essere risolto localmente nell’ambito delle leggi vigenti
e secondo le più opportune misure prospettabili in relazione all’esigenza della tutela del territorio. Il costo di depurazione
è molto elevato perche questo spesso ci sono smaltimenti irregolari oppure sono costituiti degli impianti consortili.