Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
Sommario
2 Analisi preliminare .......................................................................................... 10
2.1 La descrizione del contesto aziendale .......................................................... 11
2.2 Analisi funzionale ed analisi dell’operatività ................................................ 15
2.2.1 Il processo produttivo ............................................................................. 18
2.2.2 La movimentazione dei prodotti ............................................................... 24
2.2.3 La valutazione delle quantità ................................................................... 26
2.2.4 Dimensionamento delle attrezzature e delle macchine enologiche ................ 28
2.3 Analisi ambientale........................................................................................ 42
2.3.1 Temperatura, umidità relativa e velocità dell’aria ....................................... 43
2.3.2 Composizione dell’aria ............................................................................ 47
2.3.3 Livello di illuminamento .......................................................................... 48
2.3.4 Emissione di rumore ............................................................................... 49
2.3.5 Livello di igiene...................................................................................... 53
2.4 Analisi dell’organizzazione degli spazi ......................................................... 56
2.5 Analisi dei fabbisogni energetici................................................................... 60
2.5.1 Energia elettrica (dati aggiornati a dicembre 2008) .................................... 62
2.5.2 Energia termica ..................................................................................... 70
2.5.3 Acqua ................................................................................................... 75
2.6 Analisi dell’impatto ambientale .................................................................... 77
2.6.1 Rifiuti solidi ........................................................................................... 78
2.6.2 Reflui.................................................................................................... 80
2.6.3 Emissioni inquinanti nell’aria.................................................................... 83
2.6.4 Inquinamento acustico............................................................................ 84
2.7 Analisi della sicurezza per gli operatori........................................................ 88
2 Analisi preliminare
Il progettista, per poter affrontare opportunamente un problema complesso come la
progettazione di un edificio, deve possedere specifiche competenze che richiedono idonee
capacità ed appropriate conoscenze. Queste ultime, per quanto estese, non necessariamente
possono coprire particolari ambiti come le produzioni enologiche che richiedono una decisa
specializzazione, così come non possono comprendere le informazioni che caratterizzano il
contesto aziendale in cui si dovrà operare.
Dal confronto e dalla collaborazione fra coloro che possiedono queste conoscenze (il
committente, il responsabile di produzione, l’enologo, …) e il coordinatore di progettazione,
nasce quella che indicheremo come “analisi preliminare”, allo scopo di individuare tutti le
informazioni che possono contribuire al miglioramento dell’efficienza delle soluzioni adottate ed
alla riduzione del rischio di commettere errori sia in sede di sviluppo del progetto che nel corso
di realizzazione delle opere.
Nonostante il termine “preliminare”, questo processo non deve avere una rigida collocazione
temporale ma al contrario deve essere in ogni momento aperto a tutti gli eventuali contributi di
aggiornamento e di aggiustamento. Resta comunque il fatto che sono evidenti i vantaggi di
un’analisi preliminare il più possibile completa ed esauriente fin dall’inizio, in quanto ogni
successivo intervento di variazione, soprattutto se in una fase avanzata dello sviluppo
progettuale, comporta crescenti investimenti in termini di tempo e di risorse.
Tutte le informazioni acquisite possono essere raccolte in modo organico in una relazione,
con il duplice scopo di disporre di un documento che sia facilmente modificabile e che possa
essere messo a disposizione di tutti coloro che dovessero successivamente contribuire a
diverso titolo al progetto.
ing. Maines Fernando
10
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
La struttura di tale relazione potrebbe essere la seguente:
descrizione del contesto aziendale;
descrizione funzionale ed analisi dell’operatività;
analisi ambientale;
analisi dell’organizzazione degli spazi;
analisi dei fabbisogni energetici;
analisi dell’impatto ambientale;
analisi della sicurezza.
2.1 La descrizione del contesto aziendale
Per rappresentare in modo corretto ed esauriente un’azienda che produce vino, qualunque
sia la sua dimensione o le attitudini produttive, molti sono gli aspetti significativi per la
progettazione della cantina che si devono tenere in considerazione.
Ne viene ora proposto un elenco dettagliato:
1. inquadramento generale dell’area interessata dell’edificazione per poterne valutare
l’idoneità della localizzazione:
a. collocazione geografica;
b. inquadramento urbanistico in riferimento a quanto definito nel PRG
comunale relativamente all’area del sito di edificazione (la destinazione
d’uso, i parametri di edificazione, l’eventuale presenza di vincolo
paesaggistico, geologico, idrogeologico, ...). A ciò si deve aggiungere lo
studio delle relazioni spaziali con eventuali edifici esistenti, l’analisi
dell’orientamento, la valutazione degli accessi e della possibilità di future
evoluzioni ed espansioni. Una particolare analisi deve essere effettuata nel
caso di sistemazioni di riqualificazione e di rinnovamento di edifici esistenti o
nel caso di adeguamenti a nuove norme;
c. distribuzione plano-altimetrica;
d. principali caratteristiche morfologiche, geologiche ed idrogeologiche:
i.
tipi di suolo e loro struttura;
ii.
caratteristiche della falda (profondità, escursione, …);
iii.
presenza di eventuali problemi relativi all’instabilità dei terreni, a
particolari comportamenti della falda, ecc..
ing. Maines Fernando
11
Elementi per la progettazione di una cantina
2.
3.
Analisi preliminare
dati climatici relativi a:
a. temperatura con riferimento, in particolare, alla media dei valori minimi del
mese più freddo (normalmente gennaio), alla media dei valori massimi del
mese più caldo (luglio), minima e massima assolute annuali, escursioni
termiche massime;
b. precipitazioni: valori medi annuali per la pioggia e per la neve, periodi di
maggiore piovosità, possibilità e frequenza di grandine; …;
c. umidità relativa: media annuale, estiva ed invernale, valori minimi e relativa
frequenza, possibilità e frequenza di nebbia, …;
d. presenza di venti significativi: frequenza, periodicità, direzione, velocità
media e massima e periodo.
aspetti agronomici e vendemmiali:
a. descrizione dei principali elementi della viticoltura della zona: vitigni coltivati
e relative modalità, principali vini di pregio prodotti presenza di IGT, DOC e
DOCG;
b. indirizzi agronomici aziendali particolarmente significativi:
i.
adozione di criteri di produzione biologica, …;
c. dati sulle uve da vinificare in cantina (compresi eventuali sviluppi previsti a
breve e medio termine), specificando, eventualmente, fra quelle di
produzione interna e quelle conferite da terzi:
i.
ripartizione varietale (ettari coltivati, produzioni per ettaro,
produzioni totali);
ii.
ripartizione degli appezzamenti: estensione e distribuzione;
d.
ing. Maines Fernando
dati vendemmiali:
i.
successione, durata della vendemmia per singolo vitigno. E’
estremamente importante calibrare correttamente i tempi di
raccolta al fine di rispettare la “finestra temporale” corrispondente ai
livelli ottimali di maturazione per ciascun vitigno. A tale riguardo
ottime informazioni sono ricavabili dall’analisi dei dati relativi alle
vendemmie precedenti;
ii.
produttività giornaliera (quantità massima e quantità media di uva
consegnata giornalmente) e ritmo di conferimento orario (quantità
oraria di conferimento medio e quantità oraria di conferimento di
picco). E’ bene ricordare che i ritmi giornalieri e quelli orari possono
variare (anche di molto) a causa di fattori climatici, per le naturali
fluttuazioni nelle produzioni dei singoli appezzamenti, per la
modifica delle superfici produttive e per l’adozione di diverse
tecniche di raccolta;
12
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
iii.
modalità di raccolta (manuale o meccanizzata) e macchine ed
attrezzature utilizzate per il conferimento (tipo, numero, ingombri,
capacità e pesi).
4. aspetti produttivi:
a. indirizzi produttivi:
i.
vini prodotti e relative quantità.
b. forma di commercializzazione e relative caratteristiche organizzative:
i.
tipo e capacità dei sistemi di trasporto e/o di asporto nel caso di
vendita al dettaglio di vino sfuso;
ii.
tipologie e capacità dei contenitori nel caso di vino confezionato e
relativi sistemi di imballaggio.
c. mercati di vendita;
d. eventuali edifici già esistenti in azienda (numero e tipologia, utilizzo,
orientamento, numero piani, superfici, altezze utili, …);
e. manodopera: disponibilità e livelli di qualifica.
Per chiarire meglio la struttura e gli obiettivi della “descrizione del contesto aziendale” se ne
riporta un esempio tratto dalla relazione tecnico-descrittiva di Claudio Sandri e Sonia Sandri a.s. 2001/02.
Il sito produttivo dell’azienda agricola …… verrà edificato nel comune di Faedo
(TN) in località ……. Le pp.ff. interessate dalla costruzione della cantina sono la ...,
la … e la …. Si allegano i relativi estratti della Cartografia Topografica Provinciale,
della cartografia catastale, della cartografia e delle Norme di attuazione del P.R.G.
comunale.
Inquadramento generale: Faedo è adagiato nella parte medio-alta di un
conoide d’origine glaciale, tra la valle dell’Adige e la Val di Cembra in Trentino. Il
conoide, esposto prevalentemente ad ovest, s’innalza dal fondovalle (210 m s.l.m.)
fino a 700 m con un pendio relativamente dolce e costante. In questo conoide sono
state salvaguardate nel loro stato ed uso originario le zone impervie e boschive che
fanno da cornice naturale al vigneto.
Principali caratteristiche morfologiche, geologiche ed idrogeologiche:
l’area viticola in esame evidenzia tre tipologie di suoli. La prima, denominata serie
ing. Maines Fernando
13
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
Faedo, è più frequente nella parte mediano basale e si caratterizza per suoli
mediamente profondi, calcarei, a tessitura franco-sabbiosa con scheletro frequente
negli orizzonti di superficie ed abbondante oltre i 40 cm di profondità. La seconda
tipologia di suolo denominata Coster, presenta suoli moderatamente profondi,
calcarei, ben strutturata, a tessitura franca o franco-sabbiosa, con scheletro
frequente in superficie. La terza serie, laddove sorgerà la futura cantina, è
denominata Palai, si trova nella parte medio-alta del conoide e comprende i suoli
meno profondi ed evoluti che si originano da detriti misti a prevalenza di dolomie;
la tessitura è sabbioso-franca e notevole risulta la quantità di scheletro presente
anche in superficie.
Non sono presenti problemi di instabilità o problemi di natura idrogeologica vista
la profondità della falda. Il conoide infatti corrisponde con una zona di ricarica del
sistema idrico sotterraneo, il cui surplus idrico di falda trova la sua naturale
discarica nel fondovalle. L’escursione media annua della falda è di 1,5 m.
La viticoltura nella zona di Faedo: la parte attualmente investita a vigneto
ammonta a 159,17 ha di cui 155,3 iscritti alla DOC Trentino (97%). In loco operano
78 viticoltori per cui la proprietà media risulta di 2 ha circa, più elevata rispetto ai
valori medi provinciali.
La metà della produzione è vinificata da aziende ubicate sul conoide, mentre la
parte rimanente viene conferita alle Cantine Sociali della zona. La composizione
varietale è assai variegata con la presenza di venti differenti vitigni di cui 11 varietà
bianche (che rappresentano il 58 % della produzione) e 9 varietà a frutto rosso; va
specificato però che i cinque vitigni più coltivati (Chardonnay, Müller Thurgau,
Schiava, Pinot Nero e Traminer) rappresentano oltre l’80% del vigneto.
Dati climatici: Il clima di Faedo può essere considerato di tipo intermedio o di
transizione tra quello prealpino e quello subalpino. Esso presenta la scansione
stagionale tipica delle zone di montagna con una breve estate calda ed un inverno
abbastanza lungo e rigido. Questi i dati significativi (rilevabili anche dai grafici e
dalle tabelle allegati):
media di gennaio: -1°C (con minimi di -19°C e 14 giorni di gelo);
media di luglio: 21°C (con massime di 38°C);
escursione termica massima: 18°C;
umidità relativa media annua: 65,6%;
umidità relativa minima annua: 45%;
piovosità media annua: 900 ÷ 1200 mm concentrata in primavera ed autunno;
precipitazione nevosa media annuale: 256 mm;
frequenza media annua di grandinate: 2 eventi nel periodo luglio-agosto.
Aspetti agronomici e vendemmiali: la superficie totale dell’azienda è di 23 ha
di cui 15,8 vitati. Questi i dati relativi alle singole varietà coltivate:
1
2
vitigno
Lagrein
Pinot Nero
uve rosse
ha kg/ha
3,2 10000
2,9
9000
3
uve bianche
kg
vitigno
ha kg/ha
kg
32000 Chardonnay
3,7
9000 33300
26100 Chardonnay
2,0
8000 16000
(vend. tardiva)
Müller Thurgau 4,0 10000 40000
Le varietà Müller Thurgau e Lagrein sono coltivate su pergola (con sesto
d’impianto 3 x 0,80) mentre Chardonnay e Pinot Nero sono coltivati su cordone
speronato (sesto d’impianto 2 x 0,80).
La vendemmia avviene secondo questa successione:
varietà
1
2
ing. Maines Fernando
Chardonnay
Müller Thurgau
durata
(gg)
5,5
5,5
Produttività dal
al
giorn.
(gg (gg
(kg/gg)
)
)
6300 1°
6°
7200 6° 11°
14
Elementi per la progettazione di una cantina
3
4
5
Analisi preliminare
Pinot Nero
Lagrein
Chardonnay (vend.
tardiva)
3,5
3,5
4
7200 12°
9000 23°
4000 31°
15°
26°
34°
Le operazioni di raccolta vengono eseguite manualmente e per questo si
ricorre all’uso di manodopera esterna (10 lavoratori avventizi). L’uva viene
raccolta in cassoni palletizzati di capacità 250 kg che vengono, una volta pieni,
trasportati in cantina tramite un carropallettes in grado di portare 9 cassoni. Qui
i cassoni, tramite muletto elevatore, vengono scaricati nella tramoggia della
diraspapigiatrice. La dotazione di macchine per la vendemmia è costituita dalle
seguenti macchine:
macchina
n°
1
trattrice
2
2
3
carropallettes
……………
1
modello
…………………
…………………
…………………
dimensione
(m x m x m)
…… x …… x ……
…… x …… x ……
…… x …… x ……
peso
(kg)
………
………
………
Per il ricovero per tutte le macchine e le attrezzature agricole l’azienda
dispone di un ricovero attrezzi, realizzato con struttura portante in legno
lamellare, con superficie di 300 mq, dove vengono immagazzinati anche i
prodotti per la concimazione.
Indirizzi produttivi: i vini prodotti sono tutti a DOC. In particolare il Pinot
Nero ed il Lagrein vengono affinati in barriques mentre una parte dello
Chardonnay viene utilizzato per la produzione di un passito.
Tutto il vino prodotto viene commercializzato in bottiglie da 75 cL ad
esclusione del passito per il quale si utilizzeranno bottiglie da 50 cL. In entrambi i
casi vengono utilizzate confezioni di cartone da 2, 3 o 6 bottiglie movimentate e
immagazzinate su supporti palettizzati e fasciate con film plastico.
La produzione sarà destinata al mercato italiano per il 60% circa, a quello
europeo (soprattutto Germania, Austria, Svizzera e Inghilterra) per il 30% e al
mercato statunitense per il restante 10%.
2.2 Analisi funzionale ed analisi dell’operatività
Affinché il progettista possa operare
con consapevolezza, è necessario favorire
la
comprensione
dei
processi
di
produzione enologica. A tale scopo si potrà
inserire
nella
relazione
preliminare
un’apposita sezione che descriva la
successione delle fasi operative e raccolga
le
informazioni
utili
per
definire
correttamente la logistica1 di cantina. Gli
elementi da tenere in considerazione sono
i seguenti:
lo
sviluppo
del
processo
operativo;
l’organizzazione dei flussi dei
materiali e delle informazioni;
1
Lo studio della logistica ha il compito di assicurare una successione ordinata e logica dei sistemi di produzione al
fine di garantire l’organizzazione razionale dell’intera filiera.
ing. Maines Fernando
15
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
l’organizzazione delle attività di manutenzione per assicurare nel tempo l’efficienza
delle strutture e delle attrezzature;
le procedure per assicurare idonei livelli di igiene soprattutto laddove vi siano attività
a diretto contatto con l’uva, il mosto o il vino;
la sicurezza degli operatori e degli eventuali ospiti accolti in cantina2.
Innanzitutto è fondamentale conoscere lo sviluppo dei diversi processi produttivi
adottati (vinificazione in rosso, vinificazione in bianco, spumantizzazione, …) e per ciascuno di
essi è necessario definire la successione delle funzioni richieste (conferimento, ammostamento,
vinificazione, …). La descrizione di ciascuna funzione può essere migliorata sezionandola in
sottofunzioni con un livello di dettaglio che può giungere fino alle singole operazioni da
svolgere.
Risulterà così più semplice quantificare i fabbisogni di spazio e individuare le relazioni fra le
diverse funzioni. E’ questo il primo passaggio per la definizione dei singoli reparti della cantina
cioè di quegli spazi interni o esterni (eventualmente suddivisi, in senso funzionale e/o spaziale,
in più aree operative), delimitati totalmente o parzialmente da pareti, solai o tettoie, all’interno
del quale vengono svolte una o più fasi operative, fra loro correlate in senso funzionale o
temporale. Inoltre sarà possibile svolgere una prima valutazione dei fabbisogni in termini di
collegamento e di dotazione impiantistica.
Tutte le operazioni di cantina dovranno essere strutturate e organizzate tenendo conto della
primaria esigenza di preservare l’uva, il mosto o il vino da maltrattamenti e dai rischi di subire
ossidazioni incontrollate. Inoltre si dovrà porre attenzione ai materiali adottati che dovranno
essere compatibili con il contatto con alimenti (acciaio inox, gomme alimentari, …) ed avere
una sufficiente inerzia chimica per resistere, ad esempio, all’azione acida del vino o a quella
basica di certi detergenti. Una attenta organizzazione della logistica fin dalle prime fasi della
progettazione renderà anche più semplice l’azione di verifica dei risultati (da attuarsi secondo
le procedure proprie dei sistemi di certificazione della qualità ISO 9002), quando la cantina
diventerà operativa3.
Spesso le cantine si trovano ad operare in contesti territoriali ad alta vocazione turistica.
Questo si traduce, in sede di analisi funzionale, nella necessità di studiare soluzioni idonee per
potenziare la capacità di accogliere, in visita, i sempre più numerosi “enoturisti”. Questa nuova
polifunzionalità delle cantine richiede la presenza di strutture adeguate quali un numero
adeguati di parcheggi (anche per pulman), i percorsi di visita, la sala di degustazione, il punto
vendita e quant’altro possa garantire l’accessibilità ad alcuni o a tutti i reparti della cantina, nel
rispetto delle norme sulla sicurezza e sull’eliminazione delle barriere architettoniche.
2
Le implicazioni relative a tale problema sono così significative che verrà dedicato all’argomento uno specifico
paragrafo (vedi “Analisi della sicurezza per gli operatori”).
3
Il raggiungimento degli obiettivi produttivi prefissati è possibile solo con la collaborazione attiva di tutti gli
operatori di cantina. Si devono prevedere apposite attività di formazione con l’obiettivo di gestire correttamente le
relazioni in azienda, le relazioni con i clienti ed i fornitori. Deve essere inoltre incentivata la partecipazione del
personale alle misure di sicurezza, alla verifica dell’igiene, all’incentivazione del risparmio energetico e alla
preservazione dell’integrità (anche estetica) delle strutture e dell’efficienza delle attrezzature.
ing. Maines Fernando
16
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
Altri obiettivi che fin dall’inizio dell’analisi funzionale devono essere tenuti in considerazione,
sono il risparmio energetico attraverso l’adozione di soluzioni progettuali in grado di favorire la
riduzione dei fabbisogni di energia e la riduzione dell’impatto ambientale (utilizzo del verde
pensile, installazione di impianti fotovoltaici, presenza di ampie finestrature, …). Questo
risultato passa anche attraverso la cura del valore estetico degli edifici e l’armonizzazione delle
soluzioni architettoniche con l’ambiente, che tengano conto delle peculiarità paesaggistiche,
storiche e architettoniche del luogo, anche attraverso la riqualificazione dell’eventuale
patrimonio edilizio esistente4.
*****
Progettare correttamente una cantina è, pertanto, un processo complesso, in quanto
richiede la valutazione ed il controllo di un gran numero di parametri con un elevato grado di
correlazione. Una eccessiva semplificazione così come una schematizzazione approssimativa
possono influenzare negativamente il risultato finale. Particolare attenzione, inoltre, deve
essere rivolta ai parametri a carattere casuale (come ad esempio l’andamento climatico nel
periodo vendemmiale) in grado di indurre effetti imprevedibili.
Nulla deve essere lasciato al caso e nessuna scelta deve essere fatta approssimativamente
nella determinazione di numerosi elementi di progetto (la superficie di ogni reparto, la
posizione ed il dimensionamento delle attrezzature, il numero e la posizione degli accessi, …),
tutti elementi fondamentali per poter rendere massima l’efficacia5, l’efficienza6 e la
flessibilità7 della cantina, compatibilmente con l’esigenza di contenere i costi8 entro limiti
accettabili.
Al termine dell’analisi funzionale sarà possibile abbozzare un prima bozza del progetto con
un dimensionamento di massima delle diverse aree funzionali ed una prima definizione degli
4
A tale riguardo risulta essenziale una precisa conoscenza delle prescrizioni del Piano Regolatore Generale (PRG)
relativamente all’area scelta per l’edificazione, sia per quanto riguarda la destinazione urbanistica che gli eventuali
vincoli presenti.
5
L’efficacia delle strutture e degli impianti si misura attraverso diverse prestazioni operative come la capacità di
favorire adeguate condizioni ambientali o di supportare la corretta esecuzione delle diverse attività di cantina.
6
L’efficienza, consente di ottenere i risultati qualitativi attesi in minor tempo, con minori fabbisogni energetici,
minori consumi d’acqua ed una produzione di rifiuti e di reflui più contenuta.
7
E’ importante raggiungere buoni risultati in termini di efficienza e di efficacia evitando di dare origine ad una
cantina con una strutturazione operativa molto complessa e quindi eccessivamente rigida; infatti la carenza di
flessibilità ostacola eventuali modifiche quantitative o qualitative nello schema produttivo che potrebbero rendersi
necessarie durante la vita di una cantina, determinando costi d’intervento più elevati e maggiori disagi.
8
I costi per la realizzazione di una cantina si possono stimare nel seguente modo:
•
250 ÷ 1000 €/m2 per le strutture (i valori più bassi si riferiscono a edifici prefabbricati fuori terra su
terreni coesi mentre quelli più elevati riguardano realizzazioni in opera con piani interrati in terreni a
portanza ridotta);
•
500 ÷ 1000 €/hL per le attrezzature e le macchine enologiche;
•
maggiorazione del 5 ÷ 8% per le spese di progettazione.
ing. Maines Fernando
17
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
schemi di flusso, dei materiali da utilizzare, delle macchine, degli impianti e delle attrezzature
da adottare. Le ulteriori analisi presentate nelle successive sezioni di questo capitolo
consentiranno la definizione di lay-out più particolareggiati.
Passeremo ora a descrivere un procedimento di lavoro rigoroso ed obiettivo per strutturare
l’analisi funzionale.
2.2.1 Il processo produttivo
Le operazioni che si possono eseguire in cantina, così come riporta la letteratura specifica,
sono molteplici, da quelle di ambito prettamente enologico, come la fermentazione o le
filtrazioni, a quelle a carattere commerciale come l’imbottigliamento per arrivare infine a quelle
accessorie come le operazioni di pulizia necessarie a garantire adeguati livelli di igiene.
Si propone ora un lungo elenco senza, peraltro, nessuna velleità di essere esaustivi.
conferimento:
o
pesatura e prelievo campioni;
o
lavaggio delle uve e cernita (manuale o meccanica);
o
cernita delle uve (manuale o meccanica);
o
scarico e lavaggio dei contenitori.
appassimento delle uve:
o
selezione dei grappoli;
o
immagazzinamento nella fruttaia;
o
controllo del processo di appassimento;
o
prelievo delle uve appassite.
pre-vinificazione:
o
diraspatura (e allontanamento dei raspi) e/o pigiatura;
o
macerazione a freddo;
o
macerazione pellicolare;
o
macerazione carbonica;
o
sgrondatura del mosto;
o
pressatura uva intera o uva diraspata;
o
ammostamento mediante flash detent;
o
correzioni dell’acidità del mosto;
ing. Maines Fernando
18
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
defecazione statica (raffreddamento ed illimpidimento del mosto per vini
bianchi);
o
chiarifica mediante centrifugazione o flottazione;
o
correzione del tenore zuccherino del mosto con aggiunta di MC e/o MCR
oppure mediante concentrazione (per evaporazione, per osmosi inversa, …);
o
filtrazione del deposito di sedimentazione del mosto;
o
allontanamento delle vinacce e delle fecce, loro allontanamento per lo
stoccaggio temporaneo e successivo conferimento verso la destinazione per
lo smaltimento definitivo.
vinificazione:
o
termo vinificazione;
o
solfitazione del mosto, aggiunta di enzimi pectolitici, di attivanti azotati, ...;
o
inoculo dei lieviti e riscaldamento per favorire l’avvio della fermentazione;
o
controllo della temperatura di fermentazione;
o
rimontaggi e/o follature;
o
salassi;
o
delastage;
o
macrossigenazioni;
o
svinatura e sgrondatura del fermentato;
o
pressatura vinacce fermentate, loro allontanamento per lo stoccaggio
temporaneo e successivo conferimento verso la destinazione per lo
smaltimento definitivo.
stoccaggio:
o
solfitazione post-fermentazione;
o
saturazione vasche;
o
correzioni del vino (dell’acidità, del colore, del grado alcolico, …);
o
chiarifica con coadiuvanti o decantazione statica con refrigerazione;
o
controllo della temperatura di stoccaggio;
o
fermentazione malolattica;
o
microssigenazione;
o
travasi e colmature;
o
filtrazioni sgrossanti;
o
filtrazione delle fecce e loro allontanamento per lo stoccaggio temporaneo;
o
assemblaggi;
o
lavaggio di tank.
affinamento e maturazione nel legno:
o
lavaggio e riempimento di botti e/o barrique;
o
batonnage, travasi e colmature;
o
sanitizzazione e lavaggio delle botti.
o
ing. Maines Fernando
19
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
stabilizzazione e finitura:
o
stabilizzazione fisica e/o microbiologica mediante filtrazione (brillantante e
sterilizzante), centrifugazione o pastorizzazione;
o
demetallizzazione, carbonatizzazione, deproteinizzazione, decalcificazione;
o
stabilizzazione tartarica in continuo o in discontinuo.
imbottigliamento:
o
movimentazione e lavaggio delle bottiglie, riempimento e tappatura.
affinamento e maturazione in bottiglia;
preparazione per l’immissione al consumo:
o
lavaggio esterno delle bottiglie, capsulatura, etichettatura, confezionamento,
immagazzinamento e carico.
operazioni di scarico ed immagazzinamento di tutti i prodotti accessori (bottiglie,
confezioni,…);
operazioni di pulizia delle attrezzature, dei reparti e dei piazzali.
Non tutte le operazioni assumono la stessa importanza; mentre alcune sono sempre
presenti nel processo produttivo (ad esempio la fermentazione o la chiarifica) altre dipendono
dal tipo di vinificazione, dal tipo di prodotto che si vuole ottenere, dalla qualità dell’uva, dal
tipo di commercializzazione o da eventi contingenti che si possono presentare. Perciò ogni
processo di trasformazione dell’uva in vino si avvale di una specifica successione di fasi
operative caratterizzata da una scansione temporale e da specifiche modalità esecutive la cui
definizione dipende essenzialmente dalla tradizione e dall’impostazione data dall’enologo.
Consapevoli che descrivere il processo produttivo di tutti i vini prodotti in cantina può
risultare eccessivamente dispendioso ed anche ripetitivo, il lavoro può essere limitato
raggruppando le vinificazioni in bianco, le vinificazioni in rosso, e le produzioni particolari (vini
rosati, vini passiti, vini novelli, …). L’eventuale produzione di vini spumanti richiede
chiaramente un discorso a parte, soprattutto nel caso del metodo Champenois, che prevede,
dopo la preparazione delle basi spumanti (cuvée), della seguente successione di fasi funzionali:
riempimento delle bottiglie con aggiunta del liqueur de tirage;
tappatura con bidule e tappo corona;
stoccaggio delle bottiglie in posizione coricata in cataste o in cestoni durante la fase
di rifermentazione in bottiglia e per il lungo periodo di stagionatura e affinamento
sulle fecce;
remuage (manuale o meccanico);
congelamento del collo della bottiglia;
sboccatura;
aggiunta del liqueur d’expédition, rabbocco, tappatura;
gabbiettatura, omogeneizzazione, lavaggio esterno e capsulatura;
ing. Maines Fernando
20
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
etichettatura e confezionamento;
fasi di preparazione all’immissione sul mercato viste precedentemente per i vini
fermi.
Per ogni singola operazione si passa ad effettuare una analisi dei carichi di lavoro al fine di
ottenere una stima dei fabbisogni in termini di manodopera, spazio ed attrezzature. Per
ciascuna attività si devono valutare, in particolare, lo svolgimento (successione di operazioni
elementari suddivise in una fase di preparazione, una fase di esecuzione ed una fase di
riordino), il concatenamento, i tempi e la tipologia di intervento, definita in funzione delle
seguenti caratteristiche:
variabilità o ripetitività;
necessità di rispettare, o meno, un ritmo imposto;
necessità, o meno, di una collocazione spaziale fissa.
La complessità di tale analisi cresce in modo esponenziale con la dimensione della cantina,
giungendo a rendere necessario il supporto di consulenti con specifiche competenze nello
studio dell’organizzazione del lavoro secondo criteri di qualità e di efficienza. L’obiettivo è
rappresentato dalla piena occupazione degli operatori garantendo nel contempo buoni livelli di
confort, di sicurezza9 ed di elevati standard ergonomici.
Anche per questa sezione si riporta un esempio di descrizione delle fasi operative
parzialmente tratto dalla tesina di Paul Schweigkofler - a.s. 1995/96.
Südtiroloer St. Magdalener: l’uva Schiava utilizzata per ottenere questo vino
proviene da diversi cloni, ognuno dei quali ha il compito di apportare uno specifico
contributo al gusto ed all’aroma complessivi del vino finito. Le epoche di
maturazione di tali cloni sono abbastanza vicine fra loro, ma in ogni modo si tende
a fare delle vendemmie e delle vinificazioni diversificate, clone per clone.
Le uve selezionate in campo, una volta portate in cantina in cassoni
pallettizzabili, vengono scaricate in un convogliatore dotato di coclea per alimentare
la diraspapigiatrice (del tipo orizzontale a rulli). Da qui il pigiadiraspato cade nei
recipienti di acciaio inox sottostanti che vengono riempiti fino all’80% del loro
volume complessivo. In funzione della qualità e dello stato sanitario dell’uva si può
attuare una solfitazione di dosaggi variabili di SO2. I raspi vengono raccolti e
temporaneamente stoccati in un area apposita nel piazzale di conferimento in
attesa di essere prelevati per essere distribuiti in campo (su superfici non vitate).
La fase fermentativa può essere preceduta da una breve macerazione a freddo a
seconda delle caratteristiche della materia prima. A questo punto si effettua
l’inoculazione dei lieviti selezionati, degli enzimi pectolitici e degli attivanti di
fermentazione. L’estrazione di sostanze e di polifenoli in genere, al fine di ottenere
una colorazione intensa e stabile ed una tannicità morbida e fine, avviene
9
Particolarmente importante risulta la possibilità per gli operatori di operare in coppia
soprattutto nelle situazioni caratterizzate da rischio.
ing. Maines Fernando
21
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
attraverso rimontaggi e l’utilizzo di fermentini con un ridotto rapporto fra altezza e
diametro, assicurando pertanto un’elevata superficie di contatto fra la frazione
liquida e quella solida e, con essa, una maggiore intensità di scambio. La
fermentazione, avviata più velocemente con l’intervento dell’apposito impianto di
termocondizionamento dei vasi vinari, viene mantenuta ad una temperatura di 24 ÷
26°C. Essa continua, fino all’esaurimento totale degli zuccheri presenti, per un
periodo variabile di 10 ÷ 12 giorni.
Con la successiva svinatura si ottiene il vino destinato alla produzione del
“Klassischer St. Magdalener”, mentre il prodotto ottenuto dalla pressatura soffice
delle vinacce vergini (con pressa di tipo pneumatico a membrana e pressioni
progressive da 0 a 0,4 atm) è usato per la produzione di un vino da tavola. Le
vinacce esauste vengono raccolte in cassoni pallettizzabili da stoccare
temporaneamente nel piazzale di conferimento da dove verranno prelevati per il
conferimento in distilleria.
Il vino ottenuto rimane nei recipienti d’acciaio, dove in inverno svolge la
fermentazione
malolattica
mediante
apporto
artificiale
di
calore
e/o
successivamente tramite riscaldamento naturale in funzione dell’andamento
stagionale. In entrambi i casi è indispensabile un accurato controllo dello stato di
riduzione delle fecce, al fine di evitare sapori ed odori indesiderati.
Terminata anche questa seconda fermentazione, il vino subisce un certo periodo
di autochiarifica e di travasi in serbatoi sterilizzati tramite solfitazione. La feccia
ottenuta viene sottoposta a filtrazione con filtro feccia; il filtrato viene recuperato e
aggiunto a quello ottenuto dalla pressatura mentre il residuo è destinato alla
distilleria. Seguono una serie di operazioni tendenti alla stabilizzazione generale del
prodotto. Per prima cosa si può procedere ad una chiarifica utilizzando bentonite e
albumina. Quindi vengono effettuate una stabilizzazione tartarica usando il metodo
discontinuo con inseminazione a raffreddamento lento (-3°C) ed una stabilizzazione
microbiologica. Questa inizia con una filtrazione sgrossante a prepannello ad
alluvionaggio continuo, per concludersi con una filtrazione brillantante su cartoni e
sterilizzante su membrane.
Si arriva così all’imbottigliamento che avviene a freddo mediante riempitrice a
caduta e leggera depressione utilizzando una apposita linea di lavorazione. Le
bottiglie vuote, provenienti dal relativo magazzino, giungono nel reparto di
imbottigliamento dove stazionano temporaneamente per un breve periodo in
un’apposita area prima di essere caricate sulla linea, sterilizzate e riempite.
Le bottiglie ora vengono stoccate orizzontalmente in ceste di ferro zincate e
poste nel magazzino principale per l’affinamento per una durata minima di 3 ÷ 4
mesi, mantenuto ad una temperatura di 13 ÷ 16°C.
Il confezionamento definitivo viene completato in un secondo momento in base
alle richieste del mercato e prevede la capsulatura, l’etichettatura e la messa in
cartone per lo stoccaggio su palettes nel magazzino vendite.
Tutti i rifiuti prodotti nelle diverse fasi operative vengono raccolti e stoccati in
modo differenziato prima di essere conferiti a discarica.
ing. Maines Fernando
22
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
Il processo produttivo così descritto può essere rappresentato in modo più razionale
mediante strumenti di tipo grafico, in grado di dare al progettista la visione d’insieme del
processo enologico. Il contenuto informativo aumenta proporzionalmente con la ricchezza di
dati (quantità, temperature, umidità, …..) caratteristici di ogni singolo passaggio operativo,
come è possibile rilevare nell’esempio qui sotto riportato.
Vini rossi
Conferimento (in cassoni da 250
kg) Selezione dell’uva
Raspi
Pigiadiraspatura
raccolta, stoccaggio e
conferimento in discarica
Solfitazione (con …..…g/hL)
Macerazione ……
Rimontaggi all’aria
linea riserva
Aggiunta degli enzimi pectolitici
Riscaldamento (a ….°C per … giorni )
Inoculo lieviti
Fermentazione alcolica
(in barrique)
(temperatura max: …… °C )
Rimontaggi (manuali)
Svinatura
linea normale
(in acciaio inox)
Rimontaggi (automatici)
Sgrondatura e
Pressatura (con pressa
Svinatura
di tipo ……………)
……………..
……………..
Vinacce
raccolta, stoccaggio e
conferimento in distilleria
Chiarifica con bentonite
Stabilizzazione tartarica (con refrigerazione a -1, -2 °C)
Filtrazione con filtro ……
Rifiuti
raccolta, stoccaggio e
conferimento in …
Imbottigliamento
Feccia
raccolta, stoccaggio e
conferimento in …
Affinamento in bottiglia
per ….. mesi a … °C
Confezionamento e
vendita
ing. Maines Fernando
23
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
Ogni singola operazione del processo produttivo può essere analizzata più dettagliatamente
schematizzandolo secondo un modello (di cui sotto è possibile vederne un esempio) i cui
elementi fondamentali sono i seguenti:
la “materia prima” (uva, mosto, vino, vinacce vergini, …) che viene sottoposta
all’intervento al fine di modificarne alcune proprietà fisiche o determinate
caratteristiche chimiche o microbiologiche;
eventuali materiali accessori utilizzati per determinare, per indurre o per favorire le
modificazioni desiderate;
opportuni interventi manuali o apporti di energia (meccanica, elettrica o termica);
eventuale fabbisogno di acqua in qualità di fluido operativo (per operazioni di pulizia,
per raffreddare, …);
il prodotto finito che rappresenta il risultato dell’operazione;
eventuali scarti, rifiuti, reflui o sottoprodotti quali vinacce esaurite, feccia, ecc.,
eventualmente riutilizzabili per altri processi produttivi.
acqua per le operazioni di pulizia
vino
pigiadiraspato
lieviti selezionati,
enzimi, …
Fermentazione
alcolica
vinacce
(vino rosso)
reflui
CO2
energia termica
energia elettrica e meccanica
(per il controllo della
temperatura dei serbatoi)
(follature, rimontagli,
ventilazione per
l’allontanamento della CO2)
Il progettista a questo punto, incomincia a disporre, per ogni passaggio operativo, di
sufficienti informazioni per delineare i fabbisogni in termini di attrezzature e di macchine
enologiche, le richieste di apporti energetici e gli interventi da parte degli operatori, elementi
che nel loro insieme consentono di definire il fabbisogno di spazio ed una sua prima
strutturazione.
2.2.2 La movimentazione dei prodotti
Grazie alla precedente analisi è possibile, a questo punto, definire con un sufficiente grado
di dettaglio lo schema delle movimentazioni, rappresentato dalla fitta rete dei flussi (di
prodotti, di materiali, di attrezzature, di operatori, … e di informazioni) fra le diverse aree
produttive e di individuare, in prima approssimazione, le modalità con le quali è opportuno
avvengano tali collegamenti.
E’ importante eseguire questo studio poiché le movimentazioni rappresentano un punto
critico del processo produttivo, in quanto inducono sempre costi aggiuntivi (non apportano mai
valore aggiunto) e tendono a deteriorare il prodotto stesso a seguito di possibili maltrattamenti
e, nel caso di uve, di pigiato, di mosto o di vino, a causa di eventuali contatti prolungati con
l’ossigeno atmosferico.
Di ciascun flusso di materiale e dei relativi stoccaggi10, si devono valutare i seguenti aspetti:
10
Gli stoccaggi possono essere considerati come degli spostamenti a velocità nulla.
ing. Maines Fernando
24
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
le caratteristiche dei prodotti da movimentare: natura, forma, dimensioni, tipo di
imballo, vulnerabilità (fragilità, deperibilità, …);
le quantità e i parametri di flusso (velocità, ritmo, picchi, …);
i percorsi: distanze, dislivelli, regolarità, costanza, pavimentazioni;
i dispositivi utilizzati per la movimentazione ed il relativo fabbisogno di energia;
la tempistica: tempi di spostamento effettivo, tempi di manovra, tempi accessori,
tempi morti.
Diverse sono le soluzioni che si possono adottare, classificabili, da un punto di vista
impiantistico, nelle seguenti 4 tipologie:
movimentazione continua con installazione fissa destinata a materiale sfuso con
traffico regolare a velocità lenta su percorsi fissi. Si possono utilizzare trasportatori a
rulli liberi o motorizzati, coclee, trasportatori pneumatici, vinodotti;
movimentazione continua con installazioni mobili (tubazioni mobili, scivoli,
convogliatori o nastri trasportatori) destinata a materiale sfuso con traffico regolare a
velocità lenta su percorsi fissi tendenzialmente rettilinei;
movimentazione discontinua con installazione fissa (ponti e trave mobile, paranchi,
robot di manipolazione);
movimentazione discontinua con installazione mobile (carrelli elevatori, transpallet),
dedicati a carichi palettizzati con localizzazioni variabili, flussi discontinui su percorsi
sinuosi senza richiesta di velocità costante.
Uno studio equivalente deve essere fatto anche la movimentazione delle persone che
richiede l’individuazione di percorsi dedicati per ridurre il rischi di investimento da parte di
mezzi meccanici (corsie pedonali per gli operatori, percorsi di visita), da evidenziare
opportunamente con specifiche colorazioni delle pavimentazioni.
Non vanno infine dimenticati i flussi delle informazioni che collegano fra loro tutti i reparti
(sia operativi che amministrativi) della cantina. Nel caso di cantine con strutture organizzative
complesse, lo studio di tali reti (rete informatica e reti di comunicazione telefonica) deve
essere effettuato da figure professionali specifiche.
ing. Maines Fernando
25
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
2.2.3 La valutazione delle quantità
L’analisi delle operazioni enologiche presentate precedentemente deve essere completata
con considerazioni di tipo quantitativo, in modo da definire, per ogni passaggio dell’intero
processo produttivo, l’ammontare dei singoli prodotti e dei materiali in gioco.
Solo così si potrà dimensionare in modo corretto le macchine enologiche, le attrezzature, gli
impianti e gli spazi ed evitare, così, improvvisazioni ed approssimazioni nella loro scelta.
La valutazione quantitativa nelle diverse fasi può essere eseguita utilizzando la seguente
tabella riferita a 100 kg di uva conferita.
uva intera
diraspato
pigiato
diraspa-pigiato
raspi
mosto di sgrondo
mosto di pressatura
vinaccia dolce pressata
feccia da chiarifica mosto
volume in fermentazione
vino di svinatura
vinaccia fermentata sgrondata
vino di pressatura
vinaccia fermentata pressata
vino da affinare(**) e/o stoccare
feccia
vino finito
vinificazione in rosso
vinificazione in bianco
100 kg
94 ÷ 97,5 kg
89 ÷ 93 L
87 ÷ 88 L
2,5 ÷ 6 kg
-----
100 kg
94 ÷ 97,5 kg
--------110 ÷ 116 L(*)11
60 ÷ 65 L
16 ÷ 22 kg
7,3 ÷ 7,5 L
7 ÷ 11 kg(***)
68,5 ÷ 76 L
1,5 ÷ 3 L
67 ÷ 73 L
2,5 ÷ 6 kg
60 ÷ 70 L
10 ÷ 16 L
10 ÷ 16 kg(***)
0,5 ÷ 1,5 L
78 ÷ 87 L
----------------63 ÷ 74 L
0,5 ÷ 1,0 L
61 ÷ 72 L
(*) si mettono 80 litri di pigiato per ogni 100 litri di volume;
(**) si deve tener conto che nell’affinamento nel legno si ha una perdita di volume del 3 ÷ 5 % annui in funzione della
dimensione del serbatoio;
(***)di cui 2 ÷ 6 kg di vinaccioli).
I valori riportati sono esemplificativi in quanto possono variare di caso in caso, in funzione
dei vitigni, della qualità delle uve, del grado di maturazione, della dimensione dei serbatoi,
delle modalità esecutive delle singole operazioni, dell’indirizzo produttivo e del tipo di prodotto
finale che si intende ottenere. Tali valori vanno fissati dall’enologo o dal responsabile di
produzione, in base alla propria esperienza per ognuno dei vini prodotti in cantina.
A questo punto è possibile determinare tutte le quantità riferite al totale delle uve conferite
mediamente12 in cantina ad ogni vendemmia.
Un’ulteriore valutazione quantitativa deve essere fatta in base ai dati riguardanti le forme di
commercializzazione (vedi ”Descrizione del contesto aziendale”) al fine di quantificare il
fabbisogno di contenitori (bottiglie, bag in box, …) e di altri materiali come tappi, etichette,
capsule, cartoni per il confezionamento; questi dati, unitamente all’indicazione sulle modalità
di movimentazione e di stoccaggio, risultano indispensabili per poter individuare il fabbisogno
in termini di spazio e di attrezzature per l’immagazzinamento dei materiali accessori e del vino
da commercializzare.
I valori risultanti possono essere riassunti in apposite tabelle, così come riportato nel
seguente esempio (dalla relazione di Claudio Sandri e Sonia Sandri - a.s. 2001/02).
11
In letteratura sono riportati fabbisogni di volume in fermentazione fino a 140 L per la vinificazione in rosso e 85 L
per la vinificazione in bianco, per 100 kg di uva.
12
E’ bene adottare, per le uve conferite in cantina, quantità superiori rispetto ai valori medi, per assicurare un
sufficiente grado di flessibilità all’intero sistema produttivo e la capacità di affrontare eventuali picchi di produzione. Il
sovradimensionamento non deve, però, essere eccessivo in quanto determina un aumento più che proporzionale dei
costi ed una riduzione dei rendimenti delle attrezzature e degli impianti.
ing. Maines Fernando
26
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
Valutazione delle quantità: in base ai dati ed alle considerazioni esposte
nei precedenti paragrafi ed alle rese mediamente riscontrate fino ad ora è possibile
determinare le quantità caratteristiche delle diverse fasi produttive per ogni vino
prodotto così come riportato nelle seguenti tabelle riassuntive.
uva conferita (kg)
diraspa-pigiato (l)
raspi (kg)
volume in
fermentazione (l)
vino di svinatura (l)
vinaccia fermentata
sgrondata (kg)
vino di pressatura (l)
vinaccia pressata
(kg)
vino da stoccare (l)
feccia (l)
vino finito (l)
uva conferita (kg)
diraspato (l)
raspi (kg)
mosto (l)
vinaccia pressata
(kg)
volume in
fermentazione (l)
vino da stoccare (l)
feccia (l)
vino finito (l)
Vinificazione in rosso
Lagrein
Pinot nero
Rese
quantità
Rese
quantità
(%)
(%)
32000
26100
87,0
27840
87,7
22890
4,7
1504
4,0
1044
108,0
34560 109,0
28449
totali
58100
50730
2548
63009
62,0
18,5
19840
5920
63,8
17,8
16652
4646
36492
10566
7,3
9,5
2336
3040
7,3
8,2
1905
2140
4241
5180
69,3
2,1
67,2
22176
672
21504
71,1
1,9
69,2
18557
496
18061
40733
1168
39565
Vinificazione in bianco
Müller Thurgau
Chardonnay
quantità
Rese
quantità
Rese
(%)
(%)
40000
33300
88,0
35200
87,7
29204
3,6
1440
4,0
1332
66,4
26560
61,0
20313
11,1
4440
11,0
3663
totali
73300
64404
2772
46873
8103
71,4
28560
67,2
22378
50938
62,3
1,2
61,1
24920
480
24440
59,0
1,2
57,8
19647
400
19247
44567
880
43687
Rese totali
raspi (kg)
vinacce (kg)
feccia (l)
volume in fermentazione
(l)
volume di stoccaggio (l)
vino finito
numero bottiglie (da 75 cl)
5320
13283
2048
113947
85300
83252
111003
Un’ulteriore valutazione riservata all’enologo, riguarda i tempi effettivi entro cui ogni
operazione di cantina deve essere effettuata per garantire correttezza di esecuzione e qualità
del risultato. Questi valori, necessari come vedremo per il dimensionamento delle macchine e
delle attrezzature enologiche, devono rappresentare i tempi di reale lavorazione, includendo
perciò sia i tempi per le operazioni di pulizia o di manutenzione ordinaria, sia eventuali tempi
ing. Maines Fernando
27
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
morti non fisiologici. Tutto ciò risulta importante soprattutto nei casi di attività che si svolgono
secondo una pressante successione, come durante il periodo di vendemmia e di vinificazione.
I valori dei tempi effettivi saranno espressi con diverse unità di misura a seconda che si
tratti di macchine che lavorano in modo continuo o discontinuo. Nel primo caso, come per le
diraspa-pigiatrici la misura viene fatta in ore al giorno, mentre nel secondo, se si pensa ad
esempio ad una pressa pneumatica, si deve adottare il numero di cicli eseguiti al giorno
(avendo comunque ben definito la durata in ore del singolo ciclo).
2.2.4 Dimensionamento delle attrezzature e delle macchine enologiche
La definizione delle fasi operative e la valutazione delle quantità “in gioco” descritte nei
precedenti paragrafi consentono di formulare appropriate valutazioni per la scelta delle
macchine e delle attrezzature da adottare per affiancare o sostituire gli operatori nello
svolgimento delle operazioni di cantina.
Molteplici sono stati i vantaggi indotti dalla meccanizzazione fra i quali ricordiamo:
un netto miglioramento delle condizioni di lavoro degli operatori in quanto si è ridotta
la fatica elevando nel contempo il livello qualitativo dell’intervento umano;
una riduzione del fabbisogno di manodopera la quale ormai rappresenta un fattore
critico a causa dell’elevato costo e della difficoltà di reperire addetti con sufficiente
motivazione ed adeguata preparazione;
una maggiore tempestività di intervento, una migliore precisione esecutiva con
conseguente innalzamento dei livelli qualitativi dei risultati;
il perfezionamento delle tecniche di produzione.
Non mancano le conseguenze negative legate alla meccanizzazione quali l’aumento dei
fabbisogni energetici, i rischi per la salute e la sicurezza degli operatori ed un maggior impatto
ambientale.
Tutti questi aspetti devono essere tenuti in considerazione per evitare errori di valutazione
nella scelta e nel dimensionamento delle attrezzature e delle macchine che potrebbero causare
una riduzione dei benefici, l’insorgere di difficoltà nel corretto svolgimento delle operazioni
produttivo, l’aumento dei costi di esercizio o, peggio ancora, una riduzione della qualità del
prodotto finale.
Un possibile “modus operandi” prevede tre passaggi:
ing. Maines Fernando
28
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
l’individuazione delle macchine e delle attrezzature necessarie, la loro tipologia e le
principali caratteristiche richieste;
la determinazione per ciascuna macchina delle capacità operative minime
indispensabili;
la scelta dei coefficienti di sovradimensionamento ed il calcolo delle capacità
operative effettive.
L’individuazione delle macchine e della loro tipologia è evidentemente compito
dell’enologo che opererà le sue scelte in funzione delle caratteristiche delle uva da vinificare,
dei livelli qualitativi e quantitativi delle produzioni, delle tecniche produttive adottate e della
quantità e della qualità della manodopera a disposizione.
E’ un compito tutt’altro che semplice, anche per il gran numero di tipologie di macchine e di
modelli che il mercato propone e di cui proviamo, di seguito, a presentarne un elenco
(necessariamente parziale):
pesa e stazione di campionamento;
tavole vibranti e nastri per la cernita manuale dell’uva e linee per la cernita
automatica dell’uva;
attrezzature per il lavaggio dell’uva;
con pianali di ribaltamento dei carri uva, dispositivi per il ribaltamento dei cassoni,
linea per lo scarico ed il lavaggio dei cassoni;
tramogge di scarico con convogliatori a coclea o a nastro;
pigiadiraspatrici o diraspapigiatrici (orizzontali o verticali), diraspatrici , pigiatrici;
aspiratori convogliatori e trituratori per i raspi;
criomaceratori;
concentratori termici sotto vuoto e concentratori ad osmosi inversa;
svinatori, sgrondatori e estrattore vinaccioli;
presse:
o
torchi con vite verticale,
o
orizzontali meccaniche;
o
orizzontali pneumatiche a membrana.
impianti per l’esplosione cellulare e per il flash detent;
vasche e serbatoi di refrigerazione, scambiatori a tubi concentrici o a piastre;
fermentini orizzontali o verticali;
impianti per la termovinificazione;
separatori centrifughi a dischi conici;
impianti di flottazione;
stazioni e centraline di solfitazione e solfitometri;
serbatoi di stoccaggio in acciaio, in legno, in cemento armato ed in vetroresina;
macro e microossigenatori;
refrigeratori in continuo per la stabilizzazione tartarica a freddo;
impianti per la stabilizzazione tartatica mediante elettrodialisi;
lavabarriques;
pastorizzazione a piastre o a tunnel;
ing. Maines Fernando
29
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
filtri:
o
o
filtri pressa e filtri feccia;
filtri a camera di pressione (a dischi verticali, a dischi orizzontali, filtri a
candela, a moduli di filtrazione);
o
filtri rotativi sottovuoto;
o
filtri a membrana;
o
filtri tangenziali;
o
filtri a spazzole rotanti.
linea di imbottigliamento:
o
sistema
di
alimentazione
delle
bottiglie
vuote:
depalletizzatore,
decassettatrice;
o
lavabottiglie, sciacquatici, soffiatrici;
o
riempitici: a sifone, per gravità, per depressione, a contropressione o
isobariche;
o
tappatrici (per tappi di sughero, a vite, o a corona), gabbiettatrici,
capsulatrici, rullatici;
o
etichettatrici rotative ad incollaggio umido, etichettatrici per etichette
autoadesive;
o
formatrici di scatole, confezionatrici, incassettatrice;
o
imballatrici, pallettizzatori e avvolgitrici dei carichi pallettizzati.
macchine per la preparazione di vini spumante:
o
autoclavi;
o
girapalletts per il remuage meccanico;
o
vasche per il congelamento del
deposito feccioso;
o
macchine
per
la
sboccatura,
il
dosaggio del liqueur d’expédition e la
messa a livello;
o
tappatrice,
gabiettatrice
e
capsulatrice;
o
agitatrice.
pompe:
o
volumetriche alternative: a pistoni o a
membrana;
o
volumetriche
rotative:
a
vite
eccentrica (Mohno), a lobi, a rotore
ellittico, peristaltiche, a pistoni rotanti,
a girante deformabile;
o
centrifughe
e
centrifughe
autoadescanti.
idropulitrici;
dispositivi di movimentazione:
o
carrelli elevatori e transpallet;
o
nastri trasportatori a rulli liberi o motorizzati, trasportatori pneumatici;
o
coclee di raccordo o di estrazione;
o
tubazioni mobili, vinodotti;
o
convogliatori
o
ponti e trave mobile, paranchi, robot di manipolazione
o
agitatori estraibili.
Molti sono i parametri necessari per descrivere il funzionamento di una macchina, per
valutarne il corretto inserimento nel processo produttivo13, per individuare la giusta
collocazione in funzione dell’organizzazione spaziale dei reparti e per comprendere le corrette
correlazioni di prossimità con le altre attrezzature. Eccone un breve elenco:
13
Una scelta errata della macchina o un errore di dimensionamento si traducono inevitabilmente in un aumento dei
tempi morti per una non piena occupazione degli operatori e/o delle macchine e per la necessità di dover gestire
sovrapposizioni fra diverse operazioni soprattutto nei periodi di più febbrile attività.
ing. Maines Fernando
30
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
produttore, marca e modello;
dimensioni (lunghezza, larghezza, altezza):
è necessario fare riferimento ai valori relativi
alla configurazione di maggiore ingombro
(ad esempio con macchina aperta per
effettuare le operazioni di manutenzione) in
modo da rendere facilmente eseguibile ogni
operazione di controllo e di verifica. Bisogna
inoltre aggiungere la richiesta di spazio per
consentire le operazioni di montaggio e di
smontaggio14, per la movimentazione ed il
posizionamento di attrezzature accessorie
(pompe, tubazioni, …), e per una mobilità
comoda e sicura degli operatori;
peso e modalità di appoggio a terra o alle
pareti;
fabbisogni energetici:
o
tipo di energia;
o
modalità di alimentazione;
o
potenza assorbita;
o
consumi
specifici
e
consumi
assoluti;
o
rendimento di riferimento.
fabbisogni di collegamento con impianti per la fornitura di acqua calda e/o fredda, di
vapore, diaria compressa, di gas tecnici e relativi parametri (temperature, pressioni,
grado di purezza, …);
capacità operativa (espressa il kg/ora, hL/ora, m3/ora, pezzi/ora, hL/ciclo, kg/ciclo,
m3/ciclo) riferita a condizioni reali di funzionamento che tengano perciò conto dei
tempi accessori (tempi di preparazione, di assistenza, di manutenzione, di lavaggio,
…) e dei tempi morti15. Nel caso di macchine operanti in rigida successione (come nel
caso delle linee di imbottigliamento) si deve prendere in considerazione il segmento
più lento16;
prodotti in entra e prodotti in uscita e relativi punti e modalità di alimentazione e di
allontanamento;
quantità di eventuali reflui o residui di produzione da allontanare e relative modalità
di smaltimento;
relazioni di prossimità con altre macchine o attrezzature;
materiali adottati;
modalità di lavaggio e di sanitizzazione;
particolari esigenze di collocazione;
particolari esigenze in termini di variabili ambientali (temperatura, umidità relativa,
ventilazione, …);
modalità di montaggio e di messa in servizio;
punti e modalità di comando, di controllo e di regolazione;
richiesta di manutenzione ordinaria (sistematica, preventiva e correttiva), modalità di
esecuzione, periodicità e punti di accesso. La manutenzione è essenziale per
assicurare il mantenimento nel tempo dell’efficienza e dei livelli di produzione e, nel
contempo, una riduzione dei costi di gestione, non solo per le macchine ma anche
per impianti e strutture della cantina;
servizio di assistenza post vendita;
livelli di rumore;
14
A tale proposito è bene ricordare che l’organizzazione degli spazi e delle strutture deve consentire nel corso della
vita della cantina lo spostamento, l’allontanamento o l’arrivo di attrezzature e di macchine anche di dimensioni
rilevanti.
15
I valori forniti dai produttori si riferiscono a macchine o attrezzature operanti in condizioni ideali.
16
In questo caso è importante organizzare il sistema inserendo moduli o collegamenti “tampone” in grado di
assorbire le differenze di produttività e di gestire anche le situazioni di blocco accidentale temporaneo.
ing. Maines Fernando
31
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
costo.
Tutti questi parametri, sebbene con peso diverso, partecipano alla definizione del rapporto
qualità – prezzo, la cui determinazione deve esser fatta secondo metodiche oggettive e
rigorose. Definito un elenco delle caratteristiche principali (corrispondenza alle esigenze
definite in sede di analisi preliminare, validità del servizio di assistenza post vendita, facilità di
utilizzo, facilità di manutenzione, rispetto della qualità delle materie prime, efficacia delle
sanitizzazioni), si definisce per ciascuna un peso. La valutazione di ciascuna macchina sarà
proporzionale al valore ottenuto sommando il voto (da 1 a n) dato a ciascun parametro
moltiplicato per il corrispondente peso. Tale somma sarà infine messa in relazione con il
prezzo.
*****
Per il dimensionamento delle attrezzature enologiche si deve in primo luogo determinare
la capacità operativa minima indispensabile (riferita all’unità di tempo o al singolo ciclo)
definita come la minima potenzialità lavorativa che una macchina deve avere per poter
svolgere il proprio compito nel tempo utile a sua disposizione, lavorando ininterrottamente al
massimo della propria potenzialità. Tale grandezza si ottiene facendo il rapporto fra i due
seguenti valori:
la quantità di materia (uva, mosto, vino, raspi, vinacce, bottiglie, …), espressa in
chilogrammi, litri o numero pezzi da elaborare giornalmente nelle condizioni “di
picco”17. Nel caso di filiere produttive diversificate che utilizzano la medesima
macchina, si deve fare riferimento al flusso più intenso (quantità giornaliera di
picco);
tempo massimo di funzionamento in un giorno, espresso in ore o in cicli al netto di
tutti i tempi morti dovuti ad attività di manutenzione ordinaria, di preparazione, di
regolazione e per eseguire le operazioni di lavaggio e sanitizzazione (tempi di
riordino).
Questo calcolo non è sempre risolutivo, in particolare qualora il flusso di materia presenta
notevoli variazioni di intensità nel corso della giornata. In tal caso la determinazione della
capacità operativa minima indispensabile deriva direttamente dalla rilevazione dei flussi orari
massimi registrati nel corso del’intero periodo produttivo.
Per la determinazione della capacità operativa effettiva si apporta al valore della capacità
operativa minima indispensabile una maggiorazione. Quest’ultimo passaggio consente di
perseguire i seguenti obbiettivi:
17
Per la definizione di queste quantità si deve tener conto anche delle previsioni sull’evoluzione futura (a breve, a
medio e a lungo termine)delle produzioni.
ing. Maines Fernando
32
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
garantire maggiore flessibilità in risposta ad eventi inattesi come una maggiore
produzione di uve, uno svolgimento non regolare nel conferimento o comunque
situazioni non prevedibili legate ad eventi contingenti (andamento atmosferico
avverso nel periodo di vendemmia, necessità di intervenire con operazioni di
manutenzione straordinaria, …);
ridurre il fabbisogno di manodopera; infatti macchine ed attrezzature con maggiori
potenzialità svolgono il loro compito in tempi minori consentendo all’operatore di
dedicarsi ad altre attività. Tutto ciò è ancora più vero se all’aumento di capacità
operativa è associato un elevato indice di automazione;
garantire una maggiore sicurezza operativa in quanto si evita di far lavorare la
macchina al massimo delle sue potenzialità; questo però non basta per assicurare
un’elevata tolleranza ai guasti che richiederebbe di suddividere la capacità operativa
effettiva su due (o più) macchine in modo da assicurare lo svolgimento
dell’operazione anche in caso di guasto o di rottura di una di esse, soprattutto in una
fase importante ed impegnativa come la vinificazione.
E’ importante sottolineare che questi risultati hanno come contropartita un aumento più che
proporzionale dei costi di acquisto, maggiori consumi di energia ed una maggiore richiesta di
potenza elettrica installata, un maggior fabbisogno di spazio, minori rendimenti di
funzionamento ed un aumento dei tempi morti e dei tempi accessori.
La maggiorazione da apportare si può esprimere attraverso un coefficiente numerico
(coefficiente di sovradimensionamento) maggiore di 1 che moltiplicato per la capacità
operativa minima indispensabile determina la capacità operativa effettiva. La determinazione di
tali coefficienti non risponde a regole precise ed assolute; sarà compito del responsabile di
cantina operare la scelta considerando i seguenti fattori:
tipo di macchina o di attrezzatura;
entità delle produzioni ed indirizzi produttivi;
disponibilità di manodopera, organizzazione e modalità di conferimento;
impostazione produttiva e organizzativa della cantina;
disponibilità economica.
I coefficienti di sovradimensionamento variano generalmente da 1,5 fino a 2,5
(eccezionalmente si arriva a 4). I valori minimi sono caratteristici delle cantine con buona
disponibilità di manodopera (sia dal punto di vista quantitativo che qualitativo) e con elevata
produzione suddivisa in poche tipologie di vino, che consentono il frazionamento della capacità
operativa effettiva su più macchine garantendo in tal modo una ridotta vulnerabilità ai guasti. I
valori più elevati, soprattutto nel caso di dimensionamento delle macchine utilizzate per la fase
ing. Maines Fernando
33
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
della vinificazione sono invece destinati alle piccole18 cantine con ridotta disponibilità di
manodopera (aziende agricole e viticole a conduzione famigliare) e piccola produzione
frazionata su diversi tipi di vino.
Risultati analoghi si poteva ottenere sovradimensionando fin dall’inizio la quantità massima
di uva conferita giornalmente utilizzando un coefficiente compreso fra 1,5 e 2,5.
L’apparente mancanza di rigore, in particolare nella determinazione del coefficiente di
sovradimensionamento e perciò dell’intero processo di dimensionamento, potrebbe far apparire
il metodo appena descritto approssimativo e farraginoso. La sua importanza ed utilità sta
invece proprio nel fatto di rendere la scelta ed il dimensionamento delle macchine un momento
di riflessione consapevole, scevro da improvvisazione o mera imitazione e perciò sicuramente
più efficace e corretto.
Vediamone un esempio relativo ad una diraspa-pigiatrice.
L’analisi dei dati di vendemmia ha messo in evidenza una quantità massima di
uva conferibile al giorno di 9000 kg, mentre il tempo effettivo giornaliero a
disposizione della macchina è di 5,5 ore. Perciò la capacità operativa minima
indispensabile è di 1637 kg/h (9000 kg / 5,5 h). L’analisi dell’organizzazione del
processo di vinificazione, ha evidenziato la necessità di una maggiorazione piuttosto
consistente e quindi si sceglie un coefficiente di sovradimensionamento pari a 2. La
capacità operativa effettiva risulta di 3274 kg/h (1637 kg/h x 2), valore arrotondato
a 3300 kg/h.
*****
Un discorso più articolato deve essere fatto per la determinazione del fabbisogno effettivo di
volume per la fermentazione e lo stoccaggio e per il relativo frazionamento.
La fermentazione e lo stoccaggio sono due fasi operative strettamente correlate da un punto
di vista spaziale in quanto spesso occupano aree adiacenti se non addirittura coincidenti.
Pertanto non sempre è possibile tracciarne una netta separazione in particolare qualora i
fermentini utilizzati per i vini rossi vengano usati per il successivo stoccaggio, purché la loro
collocazione lo consenta. Ancor più frequentemente i serbatoi di stoccaggio sono utilizzati per
la fermentazione dei vini bianchi.
Anche per questo motivo risulta molto difficile mettere a punto un procedimento di validità
generale per determinare un corretto ed efficace frazionamento del volume di fermentazione e
di stoccaggio in quanto sono molti i fattori che possono influire.
In generale le capacità dei serbatoi e dei fermentino da adottare dipendono dai seguenti
fattori:
18
In base alla produzione le cantine possono essere classificate nel seguente modo:
piccole cantine: produzione minore di 1000 hL di vino;
medie cantine: produzione compresa fra 1000 e 5000 hL;
grandi cantine: produzione maggiore di 5000 hL.
ing. Maines Fernando
34
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
il numero di vini prodotti: un elevato numero di vini diversi (soprattutto se
ottenuti da vinificazioni in purezza) ed un’ampia variabilità nelle quantità prodotte
obbligano ad adottare un elevato numero di fermentini e di contenitori per lo
stoccaggio, di capacità molto diversificata;
la quantità di vino prodotto: se da un lato le grandi quantità consentono un
frazionamento più semplice e razionale, di contro una grande diversificazione
quantitativa fra i diversi vini prodotti (come nel caso di vinificazioni separate per uve
selezionate in base alla qualità o all’appezzamento di provenienza) determinano un
frazionamento sempre più disomogeneo, molto spinto e difficilmente razionalizzabile;
la successione di conferimento e i tempi di fermentazione: da questi parametri
dipende la possibilità di riutilizzo dei fermentini che risulta possibile solo nel caso di
brevi periodi di permanenza sulle vinacce per i vini rossi. Dal confronto del numero di
giorni di macerazione sulle bucce adottato per ogni vino con la successione di
conferimento e la durata della vendemmia delle uve da vinificare in rosso è possibile
verificare la possibilità di riutilizzo dei fermentini e, di conseguenza, al relativo
fabbisogno di capacità volumetrica minima indispensabile. Nel caso invece di
fermentazioni con lunghi periodi di permanenza sulle vinacce o comunque di durata
maggiore rispetto al periodo di conferimento delle uva da vinificare in rosso, il
fabbisogno di capacità volumetrica minima indispensabile dei fermentini coincide con
il volume totale di fermentazione individuato nella precedente analisi delle quantità;
la gestione dei travasi: sono determinanti il numero di travasi che verranno
effettuati e le relative modalità esecutive(tipologie e potenzialità delle pompe, utilizzo
di tubazioni fisse o mobili, …);
la gestione delle colmature: la necessità di garantire il completo riempimento dei
vasi vinari o delle botti è essenziale durante tutta la fase di stoccaggio al fine di
evitare un prolungato contatto del vino con l’aria e le conseguenti ossidazioni.
Diverse possono essere le strategie per la gestione delle colmature:
o l’utilizzo di gas inerte (principalmente azoto,
CO2, oppure argon) per saturare il volume
non occupato dal vino spiazzando in tal modo
l’aria; risulta necessario in questo caso
munire la cantina di un apposito impianto o
dell’attrezzatura per l’eventuale produzione,
lo stoccaggio e la distribuzione del gas
tecnico;
o l’adozione di una serie di serbatoi di tipo
“sempre pieno”, uno per ciascun vino
presente nel reparto di stoccaggio, dove
sistemare gli eventuali resti e da dove
prelevare il vino necessario per le colmature.
Per
questi
volumi
di
compensazione
normalmente sono sufficienti serbatoi con
capacità di 10 ÷ 50 hL, per un totale pari al
10 ÷ 15 % del volume complessivo di
stoccaggio del singolo vino;
la capacità delle cisterne utilizzate per il trasferimento del prodotto finale nel caso di
vino commercializzato sfuso oppure la produttività giornaliera (o del singolo turno)
dell’impianto di imbottigliamento.
Queste strategie sono solo apparentemente in contrapposizione poiché il loro
contemporaneo utilizzo potrebbe rappresentare una soluzione ottimale per tutte le possibili
situazioni che si possono presentare nella gestione dello stoccaggio dei vini in una cantina. In
alternativa diventa necessario disporre di una numerosa serie di contenitori dalle capacità più
svariate per garantire comunque serbatoi sempre pieni con il risultato di rendere più
complesse, poco razionali e poco efficienti tutte le operazioni di travaso. Si devono escludere a
priori, soprattutto per i vini di qualità medio-alta, l’adozione sistematica di colmature mediante
l’aggiunta di altro vino con caratteristiche il più simili possibile e in quantità percentualmente
poco significante per non modificare, se non marginalmente, le peculiarità del vino originario,
ing. Maines Fernando
35
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
anche perché incompatibile con l’obbligo di compilazione rigorosa dei registri di vinificazione e
di carico-scarico.
Premesso tutto questo si passa ora a descrivere lo sviluppo del dimensionamento
incominciando dal volume di fermentazione.
Innanzitutto si prendono in considerazione tutti i dati relativi allo svolgimento delle
fermentazioni. In una apposita tabella si possono riportare, per ogni singolo vino prodotto
(secondo la successione con cui le relative uve vengono vendemmiate e conferite), la quantità
di uva conferita al giorno, il tipo di fermentazione, il fabbisogno di volume, il tipo di serbatoio,
la durata di permanenza nel fermentino (periodo che precede la svinatura per i vini rossi o che
precede il primo travaso per i vini bianchi).
Prese come valori di riferimento le massime quantità conferite in un giorno che dovranno
subire lo stesso processo di vinificazione, ne viene calcolato il corrispondente fabbisogno di
volume di fermentazione che, con i dovuti arrotondamenti, rappresenta il valore di riferimento
(volume di fermentazione giornaliero) ed il punto di partenza per le seguenti considerazioni:
si determina il modulo di base per i fermentini (inteso come la capacità del serbatoio
standard) in base a considerazioni di tipo progettuale (dimensioni e conseguenti
fabbisogni di spazio e di altezza libera, carichi prodotti sui solai, ...), di tipo
economico (capacità maggiori hanno un costo per unità di volume minore, …) e di
tipo enologico (entità degli scambi termici dipendono dal volume e dalla forma, ….).
Se possibile è opportuno far coincidere il modulo di base con il volume di
fermentazione giornaliero o un suo sottomultiplo oppure, più raramente, con un
multiplo (vista la possibilità di aggiungere dell’ulteriore mosto nei giorni
immediatamente successivi). Per questo motivo risulta particolarmente opportuno
favorire l’uniformità delle produzioni con un’organizzazione delle operazioni di
vendemmia e di conferimento in grado di rendere costante la quantità di uva
conferita al giorno. Si deve intervenire sul numero di operatori e/o il numero di ore
destinate alla vendemmia per compensare le variazioni di produttività oraria di
raccolta dovute alla diversa giacitura plano-altimetrica degli appezzamenti, alle
caratteristiche di ciascun vitigno, alle differenti forme di allevamento, all’andamento
stagionale ed alle diverse scelta agronomiche adottate;
i valori dei volumi di fermentazione ottenuti secondo la tabella presentata
precedentemente (vedi paragrafo “La valutazione delle quantità”), tengono già conto
dell’aumento di volume causato dalla tumultuosa produzione di CO2, aumento che
varia a seconda del tipo di vinificazione (in rosso o in bianco) e dal modo di
conduzione della fermentazione (uso di rimontaggi o follature, loro frequenza e
modalità di esecuzione, controllo della temperatura e relativi valori, …);
nel caso della fermentazione non è necessario garantire la colmatura; in tal modo è
possibile utilizzare lo stesso fermentino per quantità diverse con il solo limite, nel
caso di serbatoi termocondizionati, di mantenere il livello di riempimento al di sopra
della tasca con lo scambiatore;
ing. Maines Fernando
36
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
nel caso sia stata verificata la possibilità di riutilizzo dei fermentini per più
fermentazioni si cercherà di adeguare il modulo di base al fabbisogno del maggior
numero di vini possibile, anche per il solo obiettivo di rendere il più omogenea
possibile la dotazione di vinificatori;
per eventuali partite da vinificare in piccole quantità si possono adottare piccoli
fermentini ad hoc dando preferenza comunque a volumi corrispondenti con
sottomultipli del modulo di base;
a parità di uva conferita il fabbisogno di volume di vinificazione è maggiore per le
vinificazioni in rosso per la presenza delle vinacce. Ne risulta che da due fermentini
di uguale volume al momento della svinatura si ottiene una maggior quantità di vino
bianco rispetto ad uno rosso. Per garantire una maggior uniformità nel volume dei
serbatoi per lo stoccaggio risulta opportuno verificare la possibilità di adottare per le
vinificazioni in bianco ed in rosso moduli di base secondo un rapporto pari a 0,7 ÷
0,8. Anche per questo risulterebbe conveniente organizzare le operazioni di
vendemmia in modo di conferire giornalmente uguali quantità di uva destinata alle
vinificazioni in rosso e di uve da vinificare in bianco;
nel caso dei mosti da vinificare in bianco, la fermentazione viene spesso preceduta
da una decantazione statica a freddo. Il mosto proveniente dalla pressatura viene
raffreddato ed immesso in un serbatoio coibentato dove permane per 12 ÷ 24 ore al
termine delle quali il mosto viene travasato nel serbatoio dove verrà condotta la
fermentazione19. Si deve perciò prevedere un numero sufficiente di serbatoi
coibentati e/o termocondizionati di capacità totale pari alla produzione giornaliera di
mosti da chiarificare. Generalmente, per rendere più veloce il processo di
illimpidimento, si utilizzano serbatoi con una ridotta altezza rispetto al diametro; ciò
non toglie che al termine delle fasi di chiarifica questi serbatoi possano essere
utilizzati per la fermentazione dei mosti bianchi e, successivamente, per lo
stoccaggio dei vini finiti;
i costi crescono con il grado di frazionamento dato che al diminuire delle dimensioni
del serbatoio cresce la quantità di acciaio utilizzato per hL di capacità, così come
cresce l’incidenza del costo ad hL degli accessori, la cui dotazione è praticamente
indipendente dal volume del serbatoio.
Per quanto invece riguarda il volume di stoccaggio, l’elemento fondamentale sul quale
organizzare il frazionamento è rappresentato dalla necessità di garantire sempre il completo
riempimento dei serbatoi o delle botti. Essendo opportuno correlare i volumi al modulo di base
utilizzato per la fermentazione, si dovrà individuare la serie di volumi a scalare, sottomultipli
del modulo di base al fine di facilitare e razionalizzare tutte le operazioni di travaso. Il
frazionamento sarà completato individuando per ciascun vino il volume di almeno un serbatoio
19
Le fecce di chiarifica saranno raccolte in apposita vasca o serbatoio in attesa di essere sottoposti a filtrazione
(generalmente con filtro sottovuoto rotativo), di essere conferiti in distilleria o, nel peggiore dei casi, di essere
conferita in discarica per rifiuti speciali.
ing. Maines Fernando
37
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
del tipo “sempre pieno” per garantire un sufficiente volume di compensazione nella gestione
delle colmature. Non va dimenticato che per lo stoccaggio si possono utilizzare gli stessi
serbatoi utilizzati per la fermentazione, purché la loro dislocazione lo renda opportuno.
Quanto visto fino ad ora per il volume di stoccaggio vale qualunque sia il tipo di serbatoi
utilizzati (acciaio inox, legno, cemento armato o vetroresina). Si differenzia il caso, per la
maggiore semplicità, dello stoccaggio nelle barrique e nei tonneau a causa del loro volume
piccolo e costante. Infatti non si presentano i problemi per la gestione di resti e delle colmature
(solo una sola botte non sarà perfettamente piena) e molto semplice sarà la determinazione
del corretto frazionamento che si ottiene con una semplice operazione di divisione del volume
totale per 225 per le barrique o per 500 per le tonneau. Il valore ottenuto deve essere
moltiplicato per il numero di anni di permanenza nelle botti, nel caso di periodi di stoccaggio
superiori a i 12 mesi (come spesso accade per i vini rossi di prestigio sottoposti a lunghi
affinamenti nel legno).
Ulteriori serbatoi possono essere aggiunti per i seguenti motivi:
garantire lo stoccaggio in caso di annate caratterizzate da maggiori produzioni di uva
o comunque per gestire situazioni impreviste;
gestione dei travasi: è necessario garantire la presenza di almeno un serbatoio per
ciascuna capienza presente in cantina;
serbatoi o vasche poste sotto la pressa per raccogliere separatamente la frazione di
sgrondo e di prima pressatura rispetto alla frazione ottenuta con i valori più alti di
pressione;
stoccaggio temporaneo di piccole partite in una serie di serbatoi di capacità
contenuta (10 ÷ 15 ÷ 20 hL).
A supporto di quanto descritto si riporta un esempio (dati tratti dalla relazione di Clementi
M., Filagrana A. e Urbani E. - a.s. 2003/04).
Valutazione del fabbisogno di volume per i serbatoi e relativo
frazionamento.
Per poter effettuare il dimensionamento dei serbatoi vanno preventivamente
effettuate alcune valutazioni quantitative, che sono riportate nelle seguenti tabelle:
vitigno
Chardonnay
Müller Thurgau
Pinot nero
Sauvignon
Traminer
Nosiola
Lagrein
Schiava
Chardonnay v.t.
Eiswein (Traminer, Müller
Thurgau, Riesling,
Sauvignon, Chardonnay)
ing. Maines Fernando
uva
uva
successione
durata
tipo
conferita conferita
vendemmia
fermen.
totale
al giorno vinificaz.
(gg)
(gg)
(kg)
(kg)
1°
2°
3°
4°
5°
7°
8°
9°
10°
11°
12°
13°
14°
21°
22°
23°
26°
27°
36°
105°
24300
33000
28050
18000
21700
25200
29500
20800
7700
4000
12800
11500
13600
13600
5800
14400
13650
11200
6800
12000
9700
12600
12600
10800
10800
7900
12000
8800
7700
4000
bianco
10-12
bianco
10-12
rosso
10-12
bianco
10-12
bianco
10-12
bianco
10-12
rosso
6-8
rosso
6-8
bianco
bianco
10-12
8-10
38
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
Dai valori relativi alla vendemmia è ora possibile ricavare le grandezze in gioco
relativamente ai fabbisogni di volume per la fermentazione e per lo stoccaggio.
volume
volume
di
di
tipo serbatoio
tipo serbatoio
vino
stoccag.
fermen.
(hL)
(hL)
172 serbatoi verticale
Chardonnay
182 serbatoi
verticale
termocondizionati in
in acciaio inox
acciaio inox
Müller Thurgau
248 serbatoi
verticale
232 serbatoi verticale
termocondizionati in
in acciaio inox
acciaio inox
200 serbatoi verticale
Pinot Nero
309 fermentini
verticale
tronco-conico
in
in acciaio inox
acciaio inox
(47) (barrique e botti)
Sauvignon
Traminer
Nosiola
Lagrein
Schiava
Chardonnay v.t.
Icewine
135 serbatoi
verticale
termocondizionati in
acciaio inox
163 serbatoi
verticale
termocondizionati in
acciaio inox
189 serbatoi
verticale
termocondizionati in
acciaio inox
256 vasche in cemento
rivestite con resine
epossidiche
66 fermentino verticale
tronco-conico
in
acciaio inox
229 vasche in cemento
rivestite con resine
epossidiche
58 serbatoi
verticale
termocondizionati in
acciaio inox
30 serbatoi
verticale
termocondizionati in
acciaio inox
128 serbatoi verticale
in acciaio inox
151 serbatoi verticale
in acciaio inox
177 serbatoi verticale
in acciaio inox
169 vasca in cemento
armato
43 serbatoi verticale
in acciaio inox e
barrique e botti
149 vasca in cemento
armato
53 serbatoi verticale
in acciaio inox
30 serbatoi verticale
in acciaio inox
Come è possibile rilevare dai dati, la quantità di uva conferita giornalmente è
variabile con valori massimi di 13600 kg per le uve bianche (Müller Thurgau) e di
14400 kg per le uve rosse (Pinot Nero). A questi valori corrispondono in
fermentazione rispettivamente 102 hL per i bianchi e 158,4 hL per i rossi. Si
possono abbastanza tranquillamente arrotondare i due valori rispettivamente a 100
hL e a 150 hL. Le particolari condizioni che caratterizzano la struttura della cantina
e le metodologie di intervento, consigliano la scelta di un modulo base da 100 hL.
Tale modulo verrà poi supportato da vasi di dimensioni inferiori (60 e 50 hL) per la
fermentazione. Inoltre, si è deciso di preservare alcune vasche in cemento armato
in modo da poter destinare due vasche di 300 e 250 hL per la fermentazione di
parte del Lagrein (256 hL) e della Schiava (229 hL).
In base a tali premesse risulta un fabbisogno di serbatoi per la fermentazione
suddiviso secondo la tabella di seguito riportata:
ing. Maines Fernando
39
Elementi per la progettazione di una cantina
vino
Chardonnay
Müller Thurgau
Pinot Nero
Sauvignon
durata e
volume
succession
di
e
giorno
fermen.
vendemmia
(hL)
(gg; da. a..)
2 (1°-2°)
182
Lagrein
1B100
1
3B100
10-12
2°
100
2B100
1
1B100
10-12
3 (3°-5°)
248
3°
100
4B100
1
2B100
10-12
4°
100
5B100
1
4B100
10-12
5°
50
1B50
1
2B50
10-12
2 (7°-8°)
309
7°
100
--------
--------
1R100
15
7°
60
--------
--------
1R60
15
8°
100
--------
--------
2R100
15
8°
60
--------
--------
2R60
15
2 (9°-10°)
135
2 (11°-12°)
1(55°)
1
6B100
10-12
50
1B50
1
3B50
10-12
100
5B100
1
7B100
10-12
12°
100
8B100
1
5B100
10-12
189
13°
100
9B100
1
8B100
10-12
14°
100
10B100
1
9B100
10-12
--------
1R70
15
66
23°
Icewine
5B100
163
1 (23°)
1 (36°)
100
11°
2 (13°-14°)
Chardonnay
(v.t.)
ferm.
travasato
e/o
svinato
dopo (gg)
100
10°
Nosiola
chiarif.
travasato
e/o
svinato
dopo (gg)
1°
9°
Traminer
Analisi preliminare
70
--------
58
36°
100
1B100
1
10B100
1B50
1
2B50
10-12
30
55°
50
8-10
Riassumendo le esigenze della cantina sono di 10 serbatoi verticali
termocondizionati in acciaio da 100 hL (1B100 ÷ 10B100), 3 serbatoi verticali
termocondizionati in acciaio da 50 hL (1B50 ÷ 3B50), 2 fermentini verticali troncoconici in acciaio inox da 100 hL (1R100, 2R100), 2 fermentini verticali tronco-conici in
acciaio inox da 60 hL (1R60, 2R60), 1 fermentino tronco-conico in acciaio inox da 70
hL (1R70) e 1 serbatoio verticale termocondizionato in acciaio inox da 100 hL. A
questi viene aggiunto un serbatoio da 100 hL munito di microssigenatore (3R100)
utilizzato unicamente per la sosta temporanea del vino nell’esecuzione giornaliera
dei delestages. Per i delestages sui vini rossi in vasche di cemento (Lagrein e
Schiava), si utilizzano altre vasche di cemento presenti in cantina e dalle capacità di
170 e 150 hL.
Per quanto riguarda, invece, il dimensionamento dei vasi di stoccaggio,
considerando come moduli fondamentali gli stessi previsti per la fermentazione, si
riporta la suddivisione dei vasi nella tabelle che segue:
ing. Maines Fernando
40
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
volume di
frazionamento serbatoi
stoccaggio
(hL)
172 100 hL(*) + 50 hL(*) + 30 hL (sp)
Chardonnay
Müller Thurgau
247 100 hL(*) + 100 hL(*) + 40 hL + 15 hL (sp)
Pinot Nero
153 100 hL(*) + 50 hL + 10 hL (sp)
47 21 barriques da 225 l
Sauvignon
128 100 hL(*) + 30 hL (sp)
Traminer
151 100 hL(*) + 50 hL(*) + 10 hL (sp)
Nosiola
177 100 hL(*) + 70 hL(*) + 15 hL (sp)
Lagrein
169 170 hL (vasca in c.a.)
43 20 barriques da 225 l
Schiava
149 150 hL (vasca in c.a.)
Chardonnay (v.t.)
53 50 hL(*) + 10 hL (sp)
Icewine
30 25 hL + 10 hL (sp)
(*) si tratta dei fermentini utilizzati nella precedente fase di vinificazione
Analizzando la tabella si arriva a definire un fabbisogno effettivo di volume per lo
stoccaggio costituito da 6 fermentini da 100 hL utilizzati per i vini bianchi, 1
fermentino da 100 hL utilizzato per i vini rossi, 1 vasca in cemento da 150 hL, 1
vasca in cemento da 170 hL, 1 fermentino da 70 hL utilizzato per i vini rossi, 4
serbatoi da 50 hL (di cui 3 fermentini utilizzati per i vini bianchi), 1 serbatoio da 40
hL, 1 serbatoio da 25 hL ed una serie di serbatoi minori del tipo “sempre pieno” (2
serbatoi da 30 hL, 2 serbatoi da 15 hL e 4 serbatoi da 10 hL). Saranno inoltre
presenti due ulteriori serbatoi (uno da 100 hL ed 1 da 60 hL) per facilitare le
operazioni di travaso. A questi si aggiungono infine 41 barrique.
A questo punto sono disponibili tutti i dati e le informazioni necessarie per operare la scelta
della tipologia e del modello più opportuno per ciascuna macchina ed attrezzatura necessaria
secondo criteri e giustificazioni che spettano al committente o al responsabile della produzione
e che naturalmente esulano dagli scopi di questo scritto. Ciò consentirà ai progettisti di
determinare alcuni elementi fondamentali per una definizione più puntuale del progetto:
il fabbisogno di spazio e di altezza libera per consentire una collocazione corretta
delle macchine e delle attrezzature ed una sufficiente manovrabilità per gli operatori,
per le attrezzature e per i materiali;
i carichi di esercizio che gravano sui solai per consentire un corretto
dimensionamento delle strutture portanti;
i consumi energetici, il fabbisogno di potenza elettrica da installare ed il fabbisogno
di acqua.
Pertanto risulta particolarmente utile riassumere in una apposita tabella (come nell’esempio
che segue tratto dalla relazione di Carli E. e Sartori M. – a.s. 2001/2002) i dati più significativi
relativi alle macchine come il modello e la marca, la capacità operativa (che deve
rappresentare un arrotondamento per eccesso della capacità operativa effettiva
precedentemente ottenuta), gli ingombri, il peso, la potenza assorbita, i consumi ed il periodo
di utilizzo.
tipologia
Pressa
Diraspapigiatrice
Aspira raspi
marca
e
modello
………
………
ing. Maines Fernando
………
dimensioni
(cm)
peso
(kg)
periodo di
utilizzo
4950 l
8 ÷ 10 t/h
potenza
assorbita
(kW)
10,5
2,3
435x178x224
210x80x122
7200
300
sett, ott, gen
sett, ott, gen
950 kg/h
2
60x180x50
100
sett, ott, gen
n°
capacità
operativa
1
1
1
41
Elementi per la progettazione di una cantina
Vinificatori
Vinificatori
Vinificatori
Vinificatori
Serbatoi
Serbatoi
Serbatoi
Serbatoi
Barriques
Botti
Botti
Pompa Mohno
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
3
6
1
1
3
1
4
3
218
4
4
3
Filtro rotativo
Filtro a cartoni
Tramoggia a
nastro
……….
……….
………
………
………
1
1
1
60 hL
50 hL
45 hL
30 hL
50 hL
30 hL
20 hL
10 hL
225 l
15 hL
10 hL
10 hL /h 3
bar
15 hL/h
20 hL/h
8000 kg/h
Analisi preliminare
1,2
1,2
1,2
1,2
3
160x160x350
160x160x300
150x150x300
150x150x250
160x160x300
150x150x250
130x130x240
130x130x200
90x70x120
200x320x95
200x180x90
160x78x140
380
350
340
320
350
320
300
180
60
250
200
150
5
2,5
1
80x180x160
120x60x80
500x150x120
550
120
240
tutto
tutto
tutto
tutto
tutto
tutto
tutto
tutto
tutto
tutto
tutto
tutto
l’anno
l’anno
l’anno
l’anno
l’anno
l’anno
l’anno
l’anno
l’anno
l’anno
l’anno
l’anno
sett, ott
tutto l’anno
sett, ott, gen
………
………
2.3 Analisi ambientale
Si costruisce un edificio prima di tutto per creare ambienti protetti dagli agenti atmosferici
ed in grado di attenuare gli effetti di temperature esterne troppo alte o troppo basse. Ciò non
significa che all’interno di un edificio sia facile instaurare condizioni costanti nel tempo;
l’isolamento, infatti, non è mai totale e si risente comunque delle variazioni delle condizioni
esterne. Inoltre le condizioni ambientali in condizioni di confinamento possono subire
perturbazioni prodotte delle diverse attività svolte.
La necessità di garantire soddisfacenti condizioni di lavoro agli operatori e di assicurare un
ambiente favorevole allo svolgimento delle operazioni produttive, rendono fondamentale
l’individuazione e lo studio delle variabili ambientali pertinenti e come queste variano nel
tempo. Nel caso di una cantina i fattori che consentono di descrivere le condizioni ambientali
dei diversi reparti sono molti, mentre quelli che con le loro variazioni possono effettivamente
influire sulla qualità del vino prodotto e sulla qualità del lavoro svolto dagli operatori20 sono:
la temperatura;
l’umidità relativa dell’aria;
la velocità di movimento dell’aria;
la composizione dell’aria;
il livello di illuminamento;
il livello di rumorosità.
Per compensare le variazioni climatiche dell’ambiente esterno e contrastare le cause di
perturbazione connesse all’attività svolte all’interno è possibile intervenire mediante specifici
impianti e/o attraverso un corretto dimensionamento delle strutture dell’edificio (pareti e
copertura). Entrambe le strategie possono garantire valori ottimali per tutte le variabili
ambientali e la loro costanza nel tempo. Tuttavia tale obbiettivo, oltre che decisamente
ambizioso, risulta estremamente antieconomico in quanto richiede notevoli investimenti iniziali
per garantire prestazioni particolarmente elevate (di isolamento termico, acustico, …)
dell’edificio e/o una consistente spesa energetica per il continuo intervento degli impianti di
termoregolazione, di climatizzazione e di illuminamento.
20
Un paramento non secondario per misurare l’efficacia di una cantina è il comfort degli operatori intendendo con
tale termine “lo star bene fisicamente in un ambiente grazie all’assenza di disturbi connessi a fattori ambientali”.
ing. Maines Fernando
42
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
Un approccio responsabile prevede un’analisi differenziata per ciascun area operativa al fine
di determinare le grandezze fisiche il cui controllo sia significativo, i rispettivi intervalli di
variabilità consentita e le eventuali escursioni tollerate per brevi periodi di tempo.
In cantina il problema è complicato ulteriormente dal fatto che le condizioni ambientali
ottimali per il vino possono non coincidere con quelle per gli operatori. In tali casi si dovranno
adottare soluzioni e strategie diverse in funzione del grado di coinvolgimento della manodopera
presente, dei livelli qualitativi delle produzioni e della possibilità di investire in impianti e in
tecnologie.
2.3.1 Temperatura, umidità relativa e velocità dell’aria
La temperatura che si instaura in un edificio dipende principalmente dai diversi apporti di
calore in atto e dal comportamento delle strutture edili che lo compongono in relazione agli
scambi termici.
Gli apporti di calore sono soprattutto dovuti a:
irraggiamento solare;
calore emesso indirettamente da attrezzature, da macchine, da impianti che operano
all’interno dell’edificio stesso o da reazioni chimiche come nel caso delle
fermentazioni;
calore prodotto (o sottratto) dall’eventuale impianto di termoregolazione nel caso si
sia accertato che il bilancio termico presenta un deficit (o un eccesso).
Tali contributi sono estremamente variabili e ciò determina un continuo mutamento del
flusso di calore attraverso le pareti, i solai e le coperture con continue variazioni d’intensità e
anche di direzione in funzione soprattutto delle mutevoli condizioni climatiche che si verificano
all’esterno (nuvolosità, intensità e direzione del vento, ….). Diventano perciò fondamentali lo
studio e l’analisi del clima della zona utilizzando i dati climatici convenzionali; da essi derivano
le informazioni necessarie per la progettazione e la verifica sia degli edifici che degli impianti
tecnici per il riscaldamento ed il raffrescamento (l’argomento verrà ripreso ed approfondito in
un successivo capitolo).
L’obbiettivo fondamentale è quello di contenere il più possibile le variazioni di temperatura
con il minimo intervento dei sistemi di termoregolazione che possono rappresentare una
significativa percentuale della spesa energetica nell’esercizio di una cantina. Ciò è possibile
perseguendo due risultati: l’isolamento termico e l’inerzia termica delle strutture.
Il primo rappresenta la capacità di limitare il flusso di calore che attraversa le pareti
utilizzando le tecniche costruttive ed i materiali edili più idonei a contrastarne il passaggio.
L’inerzia termica, che dipende dallo spessore del muro, dalla sua densità e dalla
conducibilità termica dei materiali che la compongono, indica il tempo che impiega una parete
per essere riscaldata o raffreddata in conseguenza di uno sbalzo di temperatura, cioè
ing. Maines Fernando
43
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
rappresenta la capacità di ammortizzare le variazioni di temperatura; infatti più pesanti sono le
pareti perimetrali e la copertura, maggiore sarà il tempo necessario per raffreddarle o
riscaldarle e, di conseguenza, minori saranno gli sbalzi termici all’interno dell’edificio. La finalità
è quella di determinare un’azione di “volano termico” con l’effetto, durante l’esercizio
invernale, di cedere gradualmente il calore immagazzinato all’ambiente interno quando
l’insolazione viene a mancare o l’impianto termico viene spento; nell’esercizio estivo invece il
calore solare accumulato di giorno solo in parte riesce a raggiungere l’ambiente interno e può
essere disperso durante la notte. In qualunque periodo dell’anno, inoltre, si garantisce un più
rapido ritorno a regime per la temperatura ambientale dopo la necessaria ventilazione.
L’umidità, cioè il vapore acqueo contenuto nell’aria, non è direttamente avvertita dall’uomo
se non per un senso di disagio quando si registrano valori troppo alti (viene impedita la
traspirazione naturale della pelle determinando un eccessiva sudorazione) o troppo bassi
(disidratazione dell’organismo ed aumento della polverosità ambientale) con il risultato che i
problemi connessi vengono normalmente sottostimati.
L’umidità viene espressa in grammi di vapore per chilogrammo di aria secca (umidità
assoluta). Tale valore può variare da zero (aria secca) ad un valore massimo (aria satura) che
dipende dalla temperatura dell’aria. Ben più interessante, per le applicazioni pratiche, risulta il
valore dell’umidità relativa (misurabile attraverso un termometro a bulbo bagnato) e cioè il
contenuto di vapore d’acqua in percentuale rispetto a quello massimo dell’aria in condizioni di
saturazione proprio di quella temperatura. E’ da notare che ad un abbassamento della
temperatura corrisponde un aumento dell’umidità relativa (e viceversa) per quanto l’umidità
assoluta rimanga costante.
Un primo problema frequentemente riscontrabile in cantina, è legato al fenomeno della
condensa che può manifestarsi sulle pareti più fredde. La temperatura dell’aria che viene a
contatto con tale parete subisce una diminuzione che, associata ad alti valori di umidità
relativa, può determinare il raggiungimento delle condizioni di saturazione. Il vapore che
risulta in eccesso si libera condensando sulla parete fredda. Se questa situazione si manifesta
con sufficiente frequenza, vengono a determinarsi le condizioni ideali per la formazione di
muffe, efflorescenze saline e altre forme di contaminazione microbiologica particolarmente
pericolose per la qualità del vino.
Ancora più gravi risultano i problemi legati alla deposizione di umidità all’interno della
parete. Le cause possono essere diverse:
la condensazione, in presenza di uno strato sufficientemente freddo o di una
barriera, del vapore acqueo presente nell’aria in migrazione dall’ambiente più caldo a
quello più freddo che può condensare;
l’umidità che dal terreno sale per capillarità;
la pioggia battente che colpisce le pareti.
Questi fenomeni possono indurre un peggioramento della capacità isolante della parete a cui
corrisponde un proporzionale abbassamento della temperatura. Si innesta in tal modo un
ing. Maines Fernando
44
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
fenomeno progressivo ed irreversibile di condensazione nei diversi strati della parete fino a
giungere in superficie. Saranno inevitabili a questo punto la formazione di muffe e funghi, un
progressivo degrado fisico (insorgenza di macchie, crepe e successivo distacco di intonaco) ed
un netto peggioramento delle condizioni ambientali.
Si possono evitare questi inconvenienti con un’accurata progettazione che consenta di
mantenere calde le pareti curandone l’isolamento; inoltre si dovrà garantire una elevata
permeabilità della parete mediante l’adozione di materiali non impermeabili (evitare, se
possibile, le barriere al vapore) o di intercapedini di ventilazione. I fenomeni di capillarità,
invece, si possono contrastare con l’uso di materiali caratterizzati da grande porosità,
l’adozione di strati di materiale impermeabile posti alla base delle pareti, la predisposizione di
vespai fra terreno e solaio e di opere di drenaggio e di allontanamento delle acque, di
intercapedini ventilate (con fori comunicanti verso l’esterno posti alla base e alla sommità) e di
impermeabilizzazioni particolarmente curate per la superficie esterna delle pareti a contatto
con il terreno.
Anche la velocità di movimento dell’aria ha un notevole effetto sullo stato di benessere
degli operatori. E’ sufficiente una piccola variazione di velocità per modificare sensibilmente il
livello di comfort. I valori limite variano in funzione della temperatura ambientale e del tipo di
attività svolta. In presenza di basse temperature, anche correnti d’aria di intensità molto
ridotte sono causa di disagio; in estate, invece, sono accettabili valori della velocità dell’aria
decisamente maggiori; anzi la ventilazione può rappresentare una soluzione per alleviare i
disagi dovuti alle alte temperature.
Minori sono gli effetti della velocità dell’aria sul vino e sul relativo processo produttivo ad
esclusione delle fasi di imbottigliamento quando è richiesta una particolare attenzione nel
controllo della movimentazione di polveri e di impurità; anche durante l’invecchiamento in botti
o barriques non sono graditi eventuali eccessi nella velocità dell’aria, vista la sensibilità del
legno e del vino in esso contenuto a qualsiasi perturbazione ambientale.
*****
Tutte le considerazioni fatte fin qui devono essere tenute in considerazione nell’analisi
ambientale delle diverse aree produttive della cantina.
Appare evidente come non sia possibile analizzare l’influenza della temperatura
prescindendo dai valori dell’umidità relativa ed, in minor misura, della velocità di movimento
dell’aria. Infatti per quanto riguarda il comfort degli operatori la letteratura specializzata
riporta dei grafici dai quali si possono rilevare le zone dette di benessere ed i corrispondenti
intervalli di temperatura e di umidità relativa. In particolare si avrà:
zona di benessere estivo per temperature e umidità relative rispettivamente
comprese negli intervalli 19 ÷ 24°C e 30 ÷ 70%;
ing. Maines Fernando
45
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
zona di benessere invernale per temperature e umidità relative rispettivamente
comprese negli intervalli 17,5 ÷ 22°C e 30 ÷ 70%21.
Tali valori sono comunque indicativi in quanto dipendono fortemente dal tipo e dall’intensità
dell’attività svolta, dal tipo di vestiario ed anche da aspetti soggettivi. Tutti questi fattori
possono contribuire a modificare gli intervalli di riferimento per le zone di benessere. Come si è
detto, la presenza e l’intensità dei movimenti dell’aria dovuta alla ventilazione (naturale o
artificiale) possono influire notevolmente e, a tale riguardo, si consigliano valori della velocità
inferiori a 0,15 m/s (a livello degli operatori) soprattutto qualora associati alle temperature più
basse. In estate questo valore può crescere sebbene sia preferibile non superare i 0,30 m/s.
La valutazione degli intervalli da adottare per il vino è un po’ più complessa in quanto si
devono differenziare in base alla fase operativa, al tipo di vino, ai metodi ed alle tecnologie
utilizzate. E’ perciò compito dell’enologo individuare i valori ottimali per la temperatura e
l’umidità relativa. Nella seguente tabella vengono riassunti dei valori esemplificativi di
riferimento.
fase operativa
temperatura (°C)
umidità relativa (%)
conferimento
vinificazione
ambiente
18 ÷ 20 (vini bianchi)
25 ÷ 30 (vini rossi)
13 ÷ 15 (vini bianchi)
20 (vini rossi fino a
conclusione della
fermentazione malolattica)
13 ÷ 15 (vini rossi
successivamente alla
malolattica)
ambiente
15 (vini bianchi)
15 ÷ 18 (vini rossi)
20
15 (vini bianchi)
15 ÷ 18 (vini rossi)
ambiente
ambiente
stoccaggio
lavorazioni di finitura
affinamento in legno
imbottigliamento
affinamento in bottiglia
magazzini vino confezionato
<14 ÷ 15 (vini bianchi dolci)
<16 ÷ 17 (vini bianchi secchi)
<16 ÷ 17 (vini rossi)
ambiente
ambiente
75 ÷ 85
60 ÷ 70
< 65 (con etichette)
ambiente (senza
etichette)
< 65
Come si può osservare le temperature durante le fermentazioni dei vini rossi differiscono,
solitamente, da quelle per i vini bianchi; inoltre sono valori che difficilmente possono essere
generalizzate a tutta l’area che accoglie i fermentini. Diventa così opportuno localizzare
l’intervento di termoregolazione ai soli serbatoi (se in acciaio inox o vetroresina) mediante
tasche di condizionamento. Il reparto di vinificazione può così essere condiviso tanto dai vini
rossi quanto da quelli bianchi senza necessità di intervenire sulla temperatura ambiente in
modo differenziato.
Per quanto riguarda l’affinamento in legno e l’affinamento in bottiglia ottimi risultati per un
adeguato controllo della temperatura possono essere raggiunti con una collocazione delle
relative aree ad un livello interrato e/o con un attento dimensionamento delle capacità di
isolamento termico delle strutture.
La determinazione delle variabili e dei relativi valori da controllare in ciascuna area
operativa non dipendono solamente da considerazioni di comfort ma anche da altri fattori
quali:
21
Questi valori sono riferiti ad operatori che svolgono attività manuale; per il personale, invece, che svolge un
lavoro di tipo sedentario (in ufficio, in laboratorio, nel punto vendita, …) i limiti di temperatura vanno maggiorati di un
paio di gradi.
ing. Maines Fernando
46
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
la durata dell’effettivo periodo di utilizzazione del reparto e la sua collocazione nel
corso dell’anno al fine di individuare il corrispondente andamento climatico medio;
la tipologia e le caratteristiche degli eventuali impianti di termoregolazione adottati.
Indipendentemente dal risultato finale, due sono le possibili impostazioni metodologiche che
possono essere adottate per raggiungere gli obiettivi prefissati: privilegiare le soluzioni di tipo
strutturale oppure quelle di tipo impiantistico. Nel primo caso si interverrà in particolare sulle
capacità coibenti e sull’inerzia termica delle pareti, dei solai e della copertura con conseguenti
maggiori investimenti iniziali; nel secondo caso si punterà soprattutto sulle prestazioni e sulle
capacità degli impianti di termoregolazione, ben consci in tal caso di dover far fronte ad un
aumento dei costi di gestione e di manutenzione. Sarà compito dei tecnici progettisti
individuare il giusto equilibrio in base alle peculiarità che caratterizzano ogni singola situazione
evitando soprattutto la riproposizione passiva di soluzioni precostituite.
In base a tutte queste considerazioni si può concludere che, in generale, i principali
interventi di termoregolazione e di condizionamento ambientale dovranno interessare le
seguenti fasi operative:
vinificazione e stoccaggio (termoregolazione solo dei fermentini e dei vasi vinari);
affinamento in legno e affinamenti in bottiglia;
imbottigliamento;
magazzino del vino confezionato.
2.3.2 Composizione dell’aria
La composizione dell’aria all’interno dei diversi reparti di una cantina risente
notevolmente delle diverse attività svolte. Le modificazioni qualitative che ne derivano sono
dovute a diverse cause delle quali le principali sono:
la CO2 emessa durante le fermentazioni;
l’umidità prodotta per l’elevata presenza di acqua e di vapore utilizzati per le
operazioni di pulizia o come fluidi di processo;
diversi materiali utilizzati nelle operazioni di cantina come detersivi e detergenti,
prodotti per la solfitizzazione (anidride solforosa, …), gas inerti usati per la
saturazione dei serbatoi (azoto), materiali polverulenti (bentonite, farine fossili, …)
contenenti silice cristallina;
la presenza di materiali di sintesi chimica come vernici, intonaci, materiali isolanti,
rivestimenti impermeabilizzanti, resine plastiche per pavimentazioni che possono
emettere inquinanti volatili soprattutto all’aumentare della temperatura;
la possibile emissione di radon (gas radioattivo e cancerogeno) da parte di rocce e di
materiali da costruzione con possibilità di accumulo in locali interrati o comunque con
poca ventilazione (reparti di affinamento o depositi e magazzini).
La maggiore attenzione deve essere posta per il problema dell’allontanamento della CO2.
Questo gas derivante dalle fermentazioni tende ad accumularsi in basso essendo più pesante
ing. Maines Fernando
47
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
dell’aria, soprattutto in condizioni di quiete. I limiti fissati dalla normativa per la concentrazione
di anidride carbonica nell’aria dipendono in primo luogo dal tempo di esposizione:
5000 p.p.m. calcolato come media ponderata su un periodo di 8 ore;
30000 p.p.m. calcolato come media ponderata su un periodo di 15 minuti.
Tali valori possono essere facilmente evitati con un corretto ricambio d’aria (da 0,25 a 4
ricambi/ora) mediante ventilazione naturale22 o grazie a ventilatori di aspirazione posti a livello
del pavimento, comandati da appositi rilevatori tarati su valori di soglia prefissati. Mediante la
ventilazione forzata è possibile effettuare, oltre al il rinnovo (parziale o totale) come per la
ventilazione naturale, anche un semplice rimescolamento dell’aria ambientale per eliminare il
rischio di ristagni.
Infatti altrettanta cura è necessaria per contrastare eccessivi tassi di umidità in tutti quei
reparti (vinificazione, stoccaggio, imbottigliamento) in cui si fa un elevato uso di acqua
soprattutto per le fondamentali operazioni di pulizia delle macchine, delle attrezzature
enologiche e degli ambienti; in quei locali, cioè, dove elevato diventa il rischio di danni alle
strutture per i possibili fenomeni di condensazione di vapore sulle e nelle pareti a cui si è
precedentemente accennato.
Per
quanto
riguarda
eventuali
altre
fonti
di
contaminazione, si possono contenere le fonti di
inquinamento e di alterazione della composizione dell’aria
interna, con l’adozione di materiali a basso impatto
ambientale da utilizzare in fase di costruzione e con una
maggiore cura nella scelta e nella manipolazione dei
materiali accessori in alcune fasi operative.
Un discorso a parte deve essere fatto riguardo alla
possibile presenza di emissioni di radon vista la frequente
esistenza in cantina di ambienti parzialmente o totalmente
interrati e spesso ricavati in formazioni rocciosi. Proprio in
questi luoghi è più elevato il rischio di pericolose
concentrazioni di tale gas che possono essere accertate
mediante opportuni rilevatori installati dai tecnici
dell’A.R.P.A.23 (dell’A.P.P.A. in Provincia Autonoma di
Trento). In caso di superamento dei valori limite, che per
ambienti lavorativi è di 500 Bq/m3, fissati dalla relativa
normativa (D. leg. 241/2000) diventa fondamentale garantire un corretto ricambio d’aria
mediante ventilazione.
Le modalità d’intervento per ripristinare la corretta composizione dell’aria ambientale
dipenderanno dalle peculiarità di ciascun reparto, dalle condizioni climatiche esterne e dai
valori che si intendono prefissare per le altre variabili ambientali, in primo luogo la
temperatura e l’umidità relativa. Si ricorda, ad esempio, che nel periodo invernale il ricambio
dell’aria mediante ventilazione rappresenta una perdita consistente di calore solo in parte
compensabile dell’adozione di sistemi di recupero.
2.3.3 Livello di illuminamento
Il livello di illuminamento che bisogna assicurare ad un certo ambiente dipende dalle
attività che in esso si svolgono e in particolare dalle dimensioni del campo visivo che
caratterizza il lavoro degli operatori e dal livello di precisione ed attenzione che viene ad essi
richiesto. Esistono a riguardo raccomandazioni e norme (nazionali ed internazionali) che
fissano il valore minimo di lux (unità di misura dell’illuminamento) per i diversi tipi di locale
(reparti operativi, laboratori, uffici, …) e le diverse attività.
Praticamente trascurabile risulta, invece, l’influenza dell’illuminamento sul vino ad eccezione
degli effetti riscontrati durante l’affinamento in bottiglia in particolare nel caso di vini bianchi
posti in contenitori di vetro chiaro.
22
La soluzione ottimale prevede l’apertura delle porte e delle finestra alla mattina, associata ad un innaffiamento
delle pavimentazione, soluzione che però richiede obbligatoriamente una sorveglianza dei luoghi.
23
Agenzia Regionale per la Protezione Ambientale.
ing. Maines Fernando
48
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
Laddove sia possibile, si deve privilegiare l’illuminazione naturale, in particolare in quegli
ambienti la cui struttura organizzativa lo consente, come negli uffici, nel laboratorio, nel punto
vendita o nella sala di degustazione. Risulta invece più complesso nei reparti operativi dove si
deve fare ricorso costantemente all’illuminazione artificiale, a causa della localizzazione (piani
parzialmente o completamente interrati) o per la presenza di macchine e di attrezzature
disposte lungo le pareti e di finestre poste ad elevata altezza.
In fase di progetto perciò si dovranno valutare le
caratteristiche dei diversi locali, le operazioni che vi si
eseguono ed il tipo di macchine ed attrezzature
utilizzate; si dovrà inoltre tener conto delle influenze
esercitate
da
parte
dei
materiali
presenti
nell’ambiente e dal loro colore. L’obiettivo è quello di
individuare il numero, i tipi, e le posizioni degli
apparecchi illuminanti da installare per conferire
all’ambiente il livello di luce necessario, per ridurre
l’effetto di affaticamento connesso ad una prolungata
esposizione alla luce artificiale e, non ultimo, per
contenere i consumi di energia elettrica.
Senza entrare nei particolari del dimensionamento
dell’impianto di illuminazione, si possono individuare
le maggiori esigenze di intensità luminosa per
l’imbottigliamento, negli uffici e nell’eventuale
laboratorio. Solo di poco inferiori sono i livelli di illuminamento necessari alle aree adibite alla
vinificazione e allo stoccaggio per favorire e facilitare le operazioni di controllo delle macchine e
delle attrezzature enologiche da parte degli operatori. Decisamente minori i fabbisogni nelle
restanti zone operative della cantina.
Negli ultimi anni si è registrato un crescente interesse per le molte iniziative di carattere
turistico e culturale legate al mondo del vino che ha portato un numero sempre maggiore di
visitatori nelle cantine. Questo fenomeno ha determinato l’esigenza di una maggiore cura
scenografica soprattutto per gli ambienti più caratteristici e suggestivi quali le aree per
l’affinamento in legno e per l’affinamento in bottiglia. A tale scopo un ruolo decisivo viene
assunto dall’impianto di illuminazione che, con accorte scelte delle tonalità cromatiche, delle
intensità luminose, del posizionamento e del tipo dei corpi illuminanti, può contribuire a
valorizzare gli elementi strutturali e gli elementi di arredo e a favorire una ideale
ambientazione per incontrare vini di qualità. Questo vale in particolar modo per la sale di
degustazione dove si dovrebbe garantire anche un elevato indice di resa cromatica per poter
valutare correttamente il colore del vino.
2.3.4 Emissione di rumore
Diversi reparti di cantina fra quelli interessati da attività operative sono caratterizzati da
diverse fonti di rumore24 che possono avere effetti negativi sullo stato di benessere degli
operatori (senso di stanchezza e di disagio, …). Una prolungata esposizione ad elevati livelli
sonori può determinare, inoltre, disturbi permanenti e danni irreversibili all’apparato uditivo e
patologie di ordine neurologico e cardiovascolare.
Decisamente minori, invece, risultano gli effetti del rumore sulla qualità del vino che, nel
caso di prolungate vibrazioni in fase di affinamento o di invecchiamento, può subire
modificazioni a livello chimico e fisico. In fase di chiarifica, inoltre, le vibrazioni possono
contrastare la sedimentazione delle fecce presenti nei mosti.
La specifica normativa, recentemente riordinata in un unico corpo (Titolo VIII – Agenti fisici
– del D.Lgs. 81 del 9 aprile 2008 – Testo unico in materia di tutela della salute e della
24
Si definisce rumore un suono complesso prodotto da vibrazioni irregolari, intermittenti o statisticamente aleatori.
L’effetto sulle persone varia in funzione della potenza acustica della sorgente, dalla localizzazione (interna o esterna)
della fonte e delle caratteristiche del locale (soluzioni costruttive, in particolare delle pareti).
ing. Maines Fernando
49
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
sicurezza nei luoghi di lavoro) ha introdotto nuovi limiti in relazione al livello di esposizione
giornaliera al rumore e alla pressione acustica di picco, come riportati nella seguente tabella25:
valore inferiore di esposizione
LEX,8h(*) dB(A)
80
Ppeak(**) dB(C)
135
(atrio di stazione, traffico
stradale intenso)
valore superiore di esposizione
valore limite di esposizione
85
87
137
140
(*)
Valore medio ponderato dei livelli di esposizione al rumore per una giornata lavorativa di 8 ore. Nel caso di esposizione a livelli di
rumore molto variabili nel corso della settimana si fa riferimento al valore relativo alla media di 5 giorni;
(**)
Valore della pressione acustica di picco per valutare il rischio di danno all’udito.
La normativa prevede, in primo luogo, l’obbligo per il datore di lavoro di individuare ogni
possibile sorgente sonora significativa, le modalità di emissione e di trasmissione sia dei rumori
che delle vibrazioni connesse per poter valutare il rischio da esposizione, con la cantina in
piena attività. Sono fissati anche gli obblighi differenziati in funzione dei livelli di esposizione in
funzione delle diverse soglie:
superamento del valore minimo di esposizione al rumore: obbligo di eseguire la
misurazione del rumore, di informare i lavoratori sui rischi e di fornire adeguati DPI;
superamento del valore superiore di esposizione al rumore: obbligo di adozione di
misure atte a ridurre il valore di esposizione, di affissione di appositi segnali, di
attuare la sorveglianza sanitaria e di utilizzo dei DPI;
superamento del valore limite di esposizione al rumore: obbligo di adozione di misure
atte a riportare l’esposizione a valori inferiori al valore limite.
Lo studio per la valutazione del rischio acustico richiede l’applicazione di metodologie che
prevedono diverse fasi:
analisi delle condizioni di inquinamento acustico presenti26;
censimento ed analisi delle sorgenti sonore;
analisi della propagazione del suono nei singoli ambienti;
costruzione del modello per effettuare simulazioni informatiche che consentono di
intervenire sulle sorgenti sonore, sui meccanismi di propagazione e di ricezione;
25
D.Lgs. n° 195 del 10 aprile 2006 in recepimento della Direttiva Comunitaria 2003/19/CE del 6 febbraio 2003.
Tali metodiche si possono applicare preventivamente nel corso del processo di progettazione o nel caso di
cantine esistenti per pianificare interventi di bonifica.
26
ing. Maines Fernando
50
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
ipotesi di intervento.
I risultati dell’analisi e delle eventuali misurazioni, devono essere riportati in un apposito
rapporto (documento di valutazione dei rischi) che riporti anche l’elenco degli esposti, le
misure tecniche ed organizzative per ridurre eventuali rischi accertati e la documentazione
attestante l’attuazione delle visite mediche preventive e periodiche (annuali o biennali)
previsto dalla legge.
Fortunatamente in cantina sono poche le lavorazioni caratterizzate da elevati indici di
emissioni sonore e da prolungati periodi di attività. Le principali fonti di rumore e i relativi
valori di riferimento per LEX,8h sono:
mezzi e attrezzature per il conferimento, per lo scarico ed il convogliamento dell’uva:
o
pesatura e accesso alla cantina: 71÷ 77 dB(A);
o
piazzali: 70÷ 83 dB(A);
o
prelievo campioni: 76÷ 87 dB(A);
o
scarico uve: 78÷ 87 dB(A).
macchine enologiche connesse con la vinificazione:
o
diraspa pigiatrici: 80÷ 86 dB(A);
o
presse: 85÷ 92 dB(A);
o
pompe: 75÷ 84 dB(A);
o
filtri: 80÷ 84 dB(A);
o
filtri rotativi sottovuoto: 83÷ 87 dB(A);
o
centrifuga: 85÷ 88 dB(A);
o
aspiratori per raspi, … .
linea di imbottigliamento: fino a 90 dB(A);
impianti per la climatizzazione e il condizionamento degli ambienti:
o l’impianto per la produzione dell’aria compressa;
o l’eventuale impianto di riscaldamento–climatizzazione degli ambienti, realizzato
a mezzo di ventilconvettori e termoconvettori;
o eventuale centrale di trattamento di aria primaria, normalmente ubicata in luogo
dedicato;
o l’eventuale impianto di distribuzione–estrazione dell’aria, realizzato con
canalizzazioni a sezione rettangolare in lamiera isolata termo-acusticamente,
posti di norma a soffitto;
o l’impianto idraulico di distribuzione dell’acqua calda e fredda in presenza di
dispositivi per l’incremento della pressione di erogazione.
Qualora fosse rilevata la necessità di ridurre l’intensità delle emissioni, diverse possono
essere le strategie:
interventi per contrastare le cause del rumore al fine di eliminarne o quanto meno
ridurne l’intensità:
ing. Maines Fernando
51
Elementi per la progettazione di una cantina
o
o
o
o
Analisi preliminare
adozione di macchine e di attrezzature basate su tecnologie in grado di
ridurre l’intensità dei rumori all’origine (uso di materiali isolanti, di sistemi
silenziati, …)
soluzioni costruttive in grado di rendere più elastica la struttura dei solai e
delle pavimentazioni in modo da contrastare la trasmissione delle vibrazioni
prodotte dalla movimentazione di eventuali mezzi di trasporto (carrelli
elevatori e traspallet) o il rumore di calpestamento nel caso degli ambienti
tecnico-amministrativi (uffici, laboratorio, sala degustazione, …);
la predisposizione di coperture, di cabine insonorizzanti o di tunnel assorbenti
per le attrezzature più rumorose;
montaggio delle macchine e delle attrezzature rumorose su sistemi
antivibranti (piattaforme sospese su perni ammortizzatori, sistemi ad inerzia,
…).
l’utilizzo di materiali in grado di garantire effetti protettivi di fonoassorbimento e di
fonoisolamento; nel primo caso si interviene sulle superfici delle pareti (si devono
evitare in particolar modo i soffitti a volta) per limitare gli effetti delle onde sonore
riflesse nello stesso ambiente in cui si trova la sorgente del rumore, mentre nel
secondo caso si agisce sulle caratteristiche interne delle pareti per ridurre l’intensità
delle sollecitazioni sonore che si propagano in ambienti diversi da quello in cui si
trova la sorgente. In concreto si può prevedere l’installazione di rivestimenti
fonoassorbenti
per
soffitto
(controssoffitti27,
pannelli
antiriverbero
posti
verticalmente) e per pareti per eliminare il riverbero laterale, di schermi acustici
posti vicino alle sorgenti. Tali soluzioni possono ridurre al massimo il livello del
rumore di 6 -7 dB a distanza (3 – 4 dB nei pressi della fonte);
27
I pannelli destinati alla realizzazione di controsoffitti fono assorbenti e termoisolanti negli ambienti industriali
sono generalmente di tipo autoportante in lana di roccia trattata con resine termoindurenti. Sono, inoltre, rivestiti da
un velo di vetro naturale (eventualmente decorato e rinforzato con un foglio d'alluminio sulla faccia apparente). Per la
messa in opera i pannelli possono esser posati su orditura composta da profili in acciaio galvanizzato o posati
direttamente sugli arcarecci della copertura, con profili rompitratta posti ad un interasse di circa 1 m.
ing. Maines Fernando
52
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
la riduzione degli effetti dell’esposizione al rumore mediante l’utilizzo dei mezzi
individuali di protezione (DPI) come cuffie o tappi per le orecchie;
l’adozione di opportuni accorgimenti nella scelta e nell’installazione delle tubazioni
(relativamente ai materiali e ai cavedi per la posa), degli elementi scaldanti,
dell’unità di trattamento aria (da ubicare in locale separato), dei canali di mandata e
di ripresa dell’aria, dell’impianto idrosanitario, … .
Le misure tecniche ed organizzative adottate per ridurre i rischi, assieme ai risultati delle
misurazioni di controllo, all’elenco degli esposti e alla documentazione attestante l’attuazione
delle visite mediche preventive e periodiche (annuali o biennali) previste dalla legge, devono
essere riportate sul Documento di Valutazione dei Rischi.
2.3.5 Livello di igiene
Il vino innanzitutto è un alimento e, pertanto, risulta assolutamente prioritaria la necessità
di assicurare elevati livelli di igiene in tutte le fasi del processo produttivo, dal conferimento
dell’uva fino alla sua commercializzazione, al fine di garantire l’assenza di corpi estranei di
natura fisica (frammenti di vetro, insetti, …), di contaminazioni da parte di microrganismi, di
sostanze tossiche di derivazione chimica (residui di prodotti fitosanitari e biocidi, metalli
pesanti, sanificanti, soda, SO2, glicole etilenico, …) o di insetti, uccelli, roditori.
Fin dal 1997 la normativa (D.Lgs. del 26 maggio 1997 n. 155, ora abrogato e sostituito, in
attesa di nuove norme, dal Regolamento Europeo 852/04) ha introdotto un nuovo approccio
nella gestione della sicurezza alimentare attraverso il sistema dell’Analisi del Rischio e dei Punti
Critici di Controllo (HACCP)28. Tale metodologia si pone l’obiettivo di giungere all’adozione di un
sistema di autocontrollo del processo di produzione, basato su procedure ben definite e
documentate. E’ possibile, in tal modo, valutare per ogni fase produttiva gli aspetti che
potrebbero rivelarsi critici per la sicurezza del vino. Il sistema prevede cinque principi di base:
l’analisi dei potenziali rischi per l’uva, il mosto e il vino;
l’individuazione dei punti in cui si possono verificare tali rischi;
le decisioni da adottare riguardo ai punti critici individuati;
l’individuazione e l’applicazione di procedure di controllo e di sorveglianza dei punti
critici;
il riesame periodico e/o straordinario (specie in seguito a modifiche del processo
produttivo) dell’intero sistema di analisi, di verifica e di controllo.
28 Il Regolamento Europeo 852/2004 ha esteso il sistema di autocontrollo igienico-sanitario anche alla produzione
primaria (nel nostro caso alla produzione dell’uva in vigneto) per assicurare un controllo dell’intera filiera.
ing. Maines Fernando
53
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
Diversi sono i possibili punti critici per le produzioni enologiche e molti i livelli di intervento;
in questa sede ci limiteremo all’analisi delle soluzioni architettoniche, costruttive, impiantistiche
e tecniche da adottare per favorire la riduzione delle fonti di contaminazione (dirette od
indirette) ed il loro controllo.
Per quanto riguarda la progettazione degli edifici e, in particolare, dei locali in cui
avvengono manipolazione dei prodotti, queste sono le linee guida:
le cantine devono essere ubicate in aree non esposte a rischi ambientali soprattutto
di natura chimica o biologica;
le strutture devono essere realizzate con tecniche idonee per garantire la perfetta
impermeabilizzazione agli agenti atmosferici al fine di prevenire infiltrazioni e
gocciolamenti sugli impianti e negli ambienti di lavoro;
i reparti devono essere realizzati ed organizzati in modo da evitare il contatto del
prodotto con materiali tossici;
gli elementi edilizi e le relative tecniche costruttive adottate, i materiali edili, la
strutturazione e l’organizzazione dei diversi locali devono favorire le operazioni di
pulizia, di disinfezione e di manutenzione, per evitare l’accumulo di sporcizia, la
formazione di condense e le infestazioni di insetti, di ratti o di altri animali;
le pavimentazioni devono essere facili da pulire e realizzate con materiali che non
devono assorbire materiale organico o sostanze utilizzate per la sanificazione, in
modo da poterle mantenerle in buone condizioni nel tempo; inoltre le pavimentazioni
devono presentare adeguate pendenze per favorire lo sgrondo delle acque attraverso
idonei impianti per lo scarico degli effluenti, facilmente ispezionabili e pulibili;
le pareti ed i soffitti devono essere realizzati con materiali non assorbenti, facili da
pulire e da mantenere in buone condizioni, e che contrastino la formazione di muffe o
il deposito di polvere; le connessioni fra parete e pavimento siano realizzate in modo
da permettere una agevole pulizia, evitando nel contempo la presenza di siti di
accumulo di sporcizia;
le porte (realizzate in materiali non assorbenti e facili da pulire) devono essere
munite di dispositivi che permettano la loro chiusura automatica;
le finestre e le altre aperture devono essere realizzate in modo da impedire
l’accumulo di sporcizia; se comunicano verso l’esterno è opportuno siano munite di
adeguate reti di protezione, amovibili per la pulizia, in modo di impedire l’ingresso di
insetti e di altri animali (roditori, uccelli, …);
l’areazione deve essere adeguata e compatibile con le attività svolte;
l’illuminazione deve essere realizzata in modo da risultare efficace per lo svolgimento
delle attività lavorative e di manutenzione;
per quanto riguarda gli impianti, le tubazioni fisse devono essere realizzate in modo
ing. Maines Fernando
54
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
da evitare punti morti e da garantire la loro totale drenabilità; si deve inoltre limitare
al minimo la presenza di valvole e raccordi;
anche le attività che vengono svolte all’esterno devono essere opportunamente
protette mediante idonee coperture. In particolare le eventuali tettoie utilizzate per
proteggere le aree di conferimento devono essere protette dallo stazionamento e
dalla nidificazione di uccelli, mediante la posa di reti o di dissuasori.
Tutte le apparecchiature, le attrezzature ed i contenitori (ad eccezione di quelli a rendere)
che possono venire a contatto con l’uva ,il mosto o il vino devono essere mantenuti sempre
assolutamente puliti e, se necessario, sufficientemente disinfettati in funzione degli scopi
previsti. Per questo è importante adottare parametri di progettazione e materiali29 in grado di
rendere minimi i rischi di contaminazione, se mantenuti in buono stato con una regolare
manutenzione. Si devono, inoltre, individuare gli eventuali punti difficili da pulire (zone
d’ombra, zone con passaggi stretti o difficili, …) e tutte le soluzioni per garantire sempre
operazioni di lavaggio sicure (presenza di paraspruzzi, portelle sufficientemente vicine alle
vasche di raccolta, …).
Per le macchine e gli impianti, in particolare, è opportuno chiedere ai fornitori i piani di
sanitizzazione dove siano specificati la frequenza, la descrizione dettagliata delle operazioni, il
fabbisogno di acqua, le modalità di pulizia (prodotti necessari, temperature dell’acqua, durata
del contatto, …) e gli strumenti o accessori necessari.
Anche l’installazione deve essere studiata per consentire un’adeguata pulizia dell’area
circostante, assicurare la raccolta delle acque di risciacquo ed evitare il contatto con prodotti
ausiliari (lubrificanti, …).
Gli spazi liberi attorno allo stabilimento dovranno essere tenuti a verde, regolarmente
sottoposti a manutenzione e pulizia per evitare l’accumulo di fango, detriti ed acqua stagnante
nelle aree adiacenti alla cantina ed in particolare sulle vie di accesso.
Si devono prevedere anche zone appositamente dedicate allo stoccaggio di rifiuti, situate
in aree lontane dagli ingressi e dai reparti di lavorazione, ove disporre idonei recipienti, muniti
di coperchio e opportunamente identificati. Molta attenzione deve essere posta anche nella
progettazione dei sistemi per lo stoccaggio e il pre-trattamento dei reflui nel caso di
autodepurazione in cantina o di conferimento in impianti per la depurazione.
Anche per il deposito delle materie prime e dei materiali sussidiari si deve porre la
necessaria attenzione; in particolare il deposito dei detergenti e dei disinfettanti, dei
coadiuvanti e degli additivi pericolosi deve essere effettuato in locali separati da quelli di
produzione, in modo da prevenire contaminazioni. I gas tecnici devono essere stoccati in
recipienti idonei (nel caso di autoproduzione, questa deve garantire il raggiungimento di
adeguati standard qualitativi) e la loro distribuzione deve avvenire attraverso reti in grado di
garantire il mantenimento dei loro requisiti di purezza.
29
I materiali più adatti sono l’acciaio inox, i poliesteri, le resine epossidiche, il polietilene, ….
ing. Maines Fernando
55
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
Infine si deve porre particolare cura al controllo delle fonti di approvvigionamento idrico
in quanto l’acqua destinata a venire a contatto, anche indirettamente, con materie prime,
semilavorati e prodotti finiti (ad esempio nelle operazioni di lavaggio dei serbatoi) deve essere
potabile ai sensi del D.P.R. n. 236 del 24 maggio 1988, concernente la qualità delle acque
destinate al consumo umano. Si ricorda a tale proposito che generalmente la rete idrica
pubblica offre sufficienti garanzie di rispetto dei requisiti previsti dalla normativa mentre nel
caso di approvvigionamento da sorgente o pozzo sono necessarie periodiche analisi che ne
certifichino la potabilità.
Qualora l’acqua non potabile fosse adoperata per la produzione di vapore, per la
refrigerazione, per i sistemi antincendio o per altri scopi non concernenti gli alimenti, deve
passare in condotte separate, facilmente individuabili e prive di alcun raccordo o possibilità di
riflusso rispetto al sistema di acqua potabile. Eventuali serbatoi di stoccaggio devono essere:
di capienza adeguata per evitare tempi di stoccaggio eccessivi;
realizzati con materiali idonei al contatto con alimenti;
facilmente ispezionabili e svuotabili;
muniti di prese d’aria protette contro l’accesso di insetti o altri animali;
privi di connessioni ed angoli che possono essere sito di accumulo di sporcizia.
2.4 Analisi dell’organizzazione degli spazi
Gli elementi che concorrono ad una corretta progettazione di una cantina rientrano in due
categorie: la struttura esterna e la struttura interna.
Nel primo caso occorre considerare il tipo di struttura e le caratteristiche geografiche e
climatiche dell’ambiente circostante l’edificio. Per le aree interne, invece, sono da tenere
presenti molti aspetti legati principalmente alla destinazione d’uso. L’analisi funzionale eseguita
fino ad ora è servita proprio per raccogliere le informazioni relative ai requisiti ed alle
prestazioni che l’edificio e le attrezzature dovranno soddisfare, informazioni essenziali per
assicurare la rispondenza dell’edificio alle necessità del committente (secondo i principi della
metaprogettazione) e per poter evitare tutti gli errori indotti dall’adozione di modelli predefiniti
o di soluzioni progettuali standardizzate.
L’analisi funzionale, in particolare, ha consentito di individuare, le caratteristiche e le
peculiarità di tutte le attività elementari non ulteriormente scomponibili dalle quali si possono
dedurre i fabbisogni e le correlazioni spaziali per ogni fase del processo produttivo. Il risultato
è la definizione delle unità ambientali che rappresentano la porzione di spazio avente
caratteristiche tali da consentire il corretto svolgimento di un insieme di attività elementari
coesistenti ed compatibili da un punto di vista spazio-temporale. Ogni unità ambientale si
caratterizza per specifici parametri funzionali (tipo di attività svolte, rapporti con le altre
attività, interventi degli operatori) ed ambientali (intorno igromentrico, luminoso, acustico, …).
Più unità ambientali possono essere aggregate in aree funzionali (reparti), intendendo
ing. Maines Fernando
56
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
con tale termine una zona dove vengono svolte operazioni con caratteristiche, fabbisogni ed
esigenze ambientali omogenee, accomunate da una specifica successione temporale, da aspetti
di tipo funzionale o dall’utilizzo di determinate attrezzature, per le quali risulta opportuno
definire un’area specifica separata da quelle attigue secondo modalità da valutarsi caso per
caso.
Il numero e la tipologia dei reparti presenti ed il grado di aggregazione delle diverse aree
funzionali dipendono soprattutto dallo sviluppo del processo produttivo adottato e dall’entità
delle produzioni. Infatti, la strutturazione tende ad articolarsi all’aumentare delle quantità di
uve lavorate a causa del maggior fabbisogno di spazio, ma soprattutto al crescere del livello
qualitativo per le maggiori esigenze in termini di controllo ambientale e per la maggior
caratterizzazione delle diverse fasi operative. La possibilità di diversificare l’organizzazione
degli spazi, invece, non è molto ampia per le cantine piccole o comunque con produzioni
qualitativamente meno ambiziose dove spesso risulta opportuno l’accorpamento di più aree in
un unico reparto.
Per la successiva trattazione si adotterà una classificazione delle aree funzionali basata sulla
suddivisione fra reparti operativi ed aree accessorie. I primi rappresentano le zone dove
avvengono le fasi che costituiscono l’effettivo processo di produzione del vino. Generalmente in
cantina sono presenti i seguenti reparti operativi:
l’area di conferimento;
il locale per l’appassimento;
l’area per la diraspa-pigiatura e per la pressatura;
il reparto di vinificazione;
il locale di affinamento nel legno;
il reparto di stoccaggio e per le lavorazioni di finitura;
il reparto di imbottigliamento;
il locale di affinamento in bottiglia;
il magazzino per il vino confezionato;
le aree specifiche per particolari produzioni (criomacerazioni, chiarifica, filtrazione
delle fecce, spumantizzazione, …).
Le aree accessorie, invece, accolgono le attività correlate indirettamente al processo
produttivo e sono:
il piazzale accoglienza visitatori;
il piazzale per il carico e lo scarico dei materiali accessori, dei prodotti finiti, dei
rifiuti, …..;
i magazzini ed i depositi:
o per macchine ed attrezzature mobili (filtri, pompe, tubazioni, …);
o per materiali accessori (bentonite, farina fossile, filtri, ….);
o per bottiglie vuote, tappi, etichette, capsule, cartoni, ….. ;
o per detergenti, disinfettanti, … ;
o per bombole di gas tecnici.
le aree di stoccaggio temporaneo di raspi e/o vinacce;
il laboratorio di analisi;
gli uffici;
la sala degustazione;
il punto vendita;
la centrale tecnica, la centrale termica e l’eventuale centrale di trasformazione
elettrica;
la cella frigorifera;
l’officina.
Individuati i reparti e le aree funzionali presenti, è necessario definire per ciascuno di essi
tutte le caratteristiche significative descritte nella precedente analisi ed i molti aspetti
condizionanti la successiva fase di dimensionamento, che sono:
l’esatta successione delle singole attività da svolgere per soddisfare le esigenze
dell’utenza e del processo produttivo;
le macchine, le attrezzature presenti e la loro disposizione in base al fabbisogno di
spazio. A tal fine è importante tener conto anche delle esigenze per svolgere
correttamente le operazioni di manutenzione e le operazioni di pulizia sia delle
ing. Maines Fernando
57
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
macchine che delle strutture;
le variabili ambientali controllate e gli intervalli di riferimento individuate con
l’analisi dei requisiti ambientali;
i periodi di occupazione effettiva: il processo di produzione enologica manifesta
una spiccata variabilità nel corso dell’anno, sia nella tipologia delle attività svolte sia
nella loro intensità. Ne consegue che taluni reparti vengono interessati da interventi
diretti degli operatori solo in certi periodi, in altri registrano semplicemente la
presenza del vino mentre nel rimanente tempo non sono interessati dal processo
produttivo. Definire nel tempo questi periodi è importante per poter valutare
correttamente molti degli aspetti organizzativi inerenti la progettazione del singolo
reparto e, in particolare, degli impianti presenti;
il fabbisogno di manodopera: il numero di unità operative (fisse e/o stagionali)
necessarie per ciascun reparto dipende da molte delle scelte fino a questo punto
effettuate ed in particolar modo dal livello di meccanizzazione e di automatizzazione
adottato e dalla strutturazione organizzativa (numero e durata dei turni di lavoro,
suddivisione del lavoro, …) data all’intero sistema in generale ed ad ogni singolo
reparto in particolare. Molto dipende anche dalla qualità della manodopera
disponibile, dalla preparazione, dall’esperienza, dal grado di motivazione e dalla
polifunzionalità, caratteristica quest’ultima particolarmente importante per le piccole
cantine visto il basso numero di addetti presenti;
i flussi di entrata e di uscita: ogni reparto, soprattutto se di tipo operativo,
costituisce un sistema aperto che continuamente scambia con il resto della cantina
diverse entità. E’ perciò opportuno individuare e quantificare tutte le materie prime, i
semilavorati, i materiali accessori e i residui, i prodotti finiti, i mezzi e le attrezzature
provenienti e/o diretti ad altri reparti ed i fluidi operativi. Sarà così possibile scegliere
la più opportuna collocazione di ciascun reparto e prevedere il numero, le tipologie, il
corretto posizionamento degli accessi (insieme dei punti di accesso e di uscita) e dei
sistemi che effettuano o coadiuvano le movimentazioni (carrelli, nastri trasportatori,
coclee, tubazioni, …), individuare tutti i percorsi per le attività produttive (per le
persone o per le attrezzature mobili) o per le visite e le reciproche incompatibilità;
i rapporti di prossimità: i risultati dello studio dei rapporti di vicinanza (in senso
orizzontale o verticale) fra i diversi reparti possono essere messi in evidenza con
particolari rappresentazioni grafiche che prevedono l’utilizzo di riquadri
rappresentanti i singoli reparti uniti da linee in numero proporzionali all’importanza
del livello di prossimità (4 linee: indispensabile, 3 linee: molto importante, 2 linee
abbastanza importante, 1 relativamente importante);
gli impianti presenti: ci si può limitare, in questa fase, alla descrizione delle
caratteristiche principali di ciascun impianto presente, allo scopo di consentire una
prima valutazione della tipologia da adottare, dei fabbisogni energetici e delle
influenze sulle caratteristiche dell’edificio e degli eventuali fabbisogni energetici che
ne derivano. Ad esempio, nel caso di un impianto di termoregolazione le informazioni
utili riguardano il tipo di generatore di calore, il combustibile utilizzato, la scelta e le
caratteristiche principali del fluido vettore, il tipo di tubazioni adottate per la rete di
distribuzione e la tipologia dei corpi scaldanti;
le dimensioni di massima: per quanto riguarda la superficie, il risultato deriva
dalla valutazione del fabbisogno di spazio delle macchine enologiche e delle
attrezzature presenti (ingombri massimi a “macchina aperta”) a cui si devono
aggiungere le aree per garantire il posizionamento e la movimentazione delle
attrezzature mobili (pompe, filtri, carrelli elevatori, …), lo svolgimento in sicurezza
del lavoro degli operatori e la possibilità di effettuare opportunamente tutte le
operazioni di pulizia e di manutenzione previste in quel reparto. La dimensione in
altezza, invece, risulta vincolante solamente in quei reparti in cui sono presenti
attrezzature con una spiccata dimensione verticale (reparto di stoccaggio, magazzini,
…).
Tutti gli elementi ottenuti in questo passaggio possono essere rappresentati con maggior
chiarezza ed organicità mediante una rappresentazione grafica correlata da dati descrittivi e
numerici. Tale schema (scheda metaprogettuale) potrà essere costruito per successivi
ing. Maines Fernando
58
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
aggiornamenti. Di seguito si riporta un esempio limitatamente al solo reparto di vinificazione
tratto
dalla
relazione
di
Larentis
M.,
Piffer
A.
e
Venturini
M.
a.s.
2000/01.
LOCALE
APPASSIMENTO
CONFERIMENTO
22020 kg uve passite
80936 kg di
diraspapig. rosso
14000 kg di uve
intere teroldego
13124 kg di
vinaccia sgrondata
(teroldego)
BARRICAIA
VINIFICAZIONE (520 m2)
Periodo di operatività: settembre – novembre,
gennaio
Unità operative: 3
Variabili ambientali:
temperatura: ambiente;
umidità: ambiente;
ventilazione: controllata (sensori CO2);
livello di illuminamento: medio – alto;
livello d’igiene: elevato
livello rumore: rischio non esistente
Macchine ed attrez.:
1 criomaceratore
8 fermentini;
1 pressa;
1 pompa mohno;
1 pompa a pist.;
1 pompa perist.;
1 svinatore;
concentratore;
13620 l di mosto
bianco decantarto
Impianti:
elettrico;
idrico;
scarico reflui;
vapore;
termoregolazione
dei serbatoi; …;
controllo CO2;
aria compressa;
movimentazione
vino;
MAGAZZINO
lieviti, SO4,
tannini, bentonite,
albumina e gelatina
52462 l vino rosso
STOCCAGGIO
29300 kg di vinaccia
pressata
9800 l vino novello
IMBOTTIGLIAMENTO
PIAZZALE
Questa metodologia descrittiva si adatta particolarmente alla rappresentazione dei reparti
operativi e di quelli a loro direttamente correlati, in quanto vengono messi in evidenzia gli
scambi fra le diverse zone della cantina. Per quanto riguarda le restanti aree risulta più adatto,
per la sua maggior semplicità, utilizzare una tabella riassuntiva.
Solo con una metodica come quella ora descritta è possibile assicurare all’edificio (mediante
una accurata scelta dei materiali, degli impianti e delle dimensioni) un adeguato livello di
flessibilità alle variazioni di produzione e di organizzazione, di polivalenza e di efficienza.
L’ottimizzazione delle linee di produzione, delle postazioni di lavori e dei percorsi delle reti
consentono infatti di assicurare un migliore livello qualitativo dei prodotti, migliori condizioni di
lavoro ed una riduzione dei costi unitari di produzione.
*****
Dalla definizione dell’organizzazione degli spazi si può infine passare alla strutturazione degli
edifici, con la definizione della loro collocazione e dell’orientamento, dei sistemi per il loro
ing. Maines Fernando
59
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
reciproco collegamento al fine di ottimizzare la movimentazione dei mezzi, dei prodotti e delle
persone (operatori e visitatori).
Per ciascun edificio verrà inoltre definito il numero di piani e la distribuzione dei reparti per
ciascun livello (specificando quali si trovano al di sotto del piano di campagna), in funzione del
modello di sviluppo dei flussi produttivi:
modello di sviluppo in linea su un solo piano: si caratterizza per l’elevata flessibilità e
per la riduzione dei costi di lavoro. Nel caso di vini di pronta beva, il processo
produttivo può avvantaggiarsi anche dell’oscillazione della temperatura esterna
(chiarifica, stabilizzazione tartarica, …);
modello di sviluppo verticale: la struttura in parte interrata consente di sfruttare la
stabilità termica del terreno, particolarmente utile nelle fasi di affinamento nel legno
e in bottiglia. Qualora la pendenza naturale del terreno lo consenta si potrà adottare
un modello verticale con l’area di conferimento in alto che alimenta un sistema di
vinificazione verso il basso (torre di vinificazione), per effettuare le movimentazioni
dell’uva, del pigiato e del mosto per sola gravità ed evitare così l’azione aggressiva
delle pompe;
modello a distribuzione circolare: tale modello prevede il posizionamento dei reparti
di vinificazione e di affinamento in sequenza circolare e centrale con le rimanenti
aree collocate attorno con distribuzione radiale.
Un’analisi particolare dovrà essere fatta nel caso si intenda recuperare (totalmente o in
parte) eventuali edifici esistenti, per il rispetto dei vincoli organizzativi ed architettonici
connessi.
2.5 Analisi dei fabbisogni energetici
Nel corso dell’analisi funzionale e dell’analisi ambientale si è cercato di mettere in evidenza
tutti gli apporti energetici che si rendono necessari allo svolgimento del processo operativo ed
delle attività accessorie connesse. Tali fabbisogni si concretizzano in richieste di calore o di
forza motrice, essenziali per il funzionamento degli impianti e per l’azionamento delle macchine
e delle attrezzature enologiche e non.
Tutti questi apporti sono generalmente assicurati dal prelievo di energia elettrica che, grazie
alla facilità di trasformazione ed alla semplicità di utilizzo, può soddisfare qualunque
fabbisogno energetico. Unica eccezione è data dai generatori di calore di tipo tradizionale (per
la produzione di acqua calda e/o di vapore) per i quali risulta più conveniente l’utilizzo di
combustibili, generalmente liquidi o gassosi.
ing. Maines Fernando
60
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
Molto importanti sono anche le corrispondenti valutazioni quantitative (ancora
approssimative) fatte fin qui, poiché consentono una prima valutazione delle caratteristiche e
dei fabbisogni degli impianti (un dimensionamento puntuale potrà essere svolto solo in una
fase più avanzata della progettazione).
Ora risulta prioritario individuare le fonti di approvvigionamento capaci di assicurare
affidabilità e continuità nella fornitura, elevati standard di qualità dell’energia e dei servizi
erogati, anche alla luce della liberalizzazione del mercato energetico (energia elettrica e gas
metano), per quanto tale processo richiederà ancora qualche tempo per indurre effettivi
benefici economici per gli utenti. Nel contempo è importante perseguire l’obiettivo di ridurre la
spesa energetica (una delle voci più consistenti nel bilancio di gestione della cantina), l’impatto
sull’ambiente e la dipendenza dalle fonti tradizionali attraverso idonee strategie di
diversificazione dei consumi e di efficienza energetica:
l’individuazione e la riduzione degli sprechi causati da comportamenti inadeguati nel
corso dell’attività lavorativa; è sufficiente intervenire su semplici abitudini come lo
spegnere le luci quando non servono o quando si termina l’attività in un reparto, il
chiudere la porta all’uscita da un ambiente termocondizionato o l’interrompere
l’alimentazione di una macchina che ha terminato il suo lavoro. Per raggiungere
questo obiettivo è essenziale la partecipazione di tutti (in primo luogo del
responsabile di cantina) e la condivisione di comportamenti efficaci, individuati anche
mediante apposito addestramento;
l’ottimizzazione e la razionalizzazione dell’intero sistema produttivo grazie alla
corretta definizione di ogni singola fase operativa, direttamente o indirettamente
connessa con la produzione del vino. In tal modo è possibile raggiungere i livelli
quantitativi e qualitativi prefissati con un minore consumo di energia primaria. Una
attenta analisi funzionale, infatti, consente di definire correttamente i processi
produttivi, di specificare in modo chiaro i compiti e i ruoli e di determinare una
efficace successione temporale ed una corretta sincronizzazione delle attività. Si
possono così eliminare, o quanto meno ridurre, la sovrapposizione degli interventi o
l’alternarsi di tempi morti con periodi di febbrile attività, tutte cause di un uso non
ottimale delle macchine, degli impianti e delle risorse in generale. Anche il legislatore
ha inteso sottolineare questi aspetti tanto che le principali norme in materia
definiscono la razionalizzazione dei consumi come una vera e propria fonte
energetica;
la riduzione dei consumi: questo risultato è reso possibile dall’introduzione di
tecnologie (ormai collaudate ed affermate) caratterizzate da elevati rendimenti ed
alta efficienza come le pompe di calore, le caldaie modulari, le caldaie modulanti o a
temperatura scorrevole, le caldaie a condensazione, gli impianti di cogenerazione e i
corpi illuminanti ad alta efficienza. Questi ultimi, ad esempio, sono in grado di
assicurare una elevata durata - fino a 10000 ore - ed una notevole riduzione dei
consumi che può raggiungere il 70% rispetto ai tradizionali sistemi di illuminamento;
l’utilizzo di energie rinnovabili: a differenza dei combustibili fossili (derivati del
petrolio e del gas naturale) destinati ad esaurirsi in un tempo definito, possono
essere considerate inesauribili; possiedono inoltre caratteristiche che rendono
auspicabile un loro maggiore impiego: il rinnovo della loro disponibilità in tempi
estremamente brevi, trascurabilità dell’inquinamento ambientale connesso ed infine il
riutilizzo, in taluni casi, di materiali altrimenti destinati ad essere trattati come rifiuti.
Sfortunatamente tutte queste fonti energetiche hanno spesso un carattere
particolarmente intermittente o una resa limitata e, perciò, il loro utilizzo
generalmente può contribuire solo a ridurre la dipendenza dai combustibili
tradizionali e non a sostituirne completamente l’apporto energetico. Le energie
rinnovabili che attualmente possono trovare applicazione nelle produzioni enologiche
o che lo potrebbero trovare nei prossimi anni se opportunamente studiate, sviluppate
ed incentivate sono:
o lo sfruttamento di piccoli salti d’acqua per la produzione di energia elettrica;
o lo sfruttamento dell’energia solare per la produzione di acqua o aria calda
(collettori solari) o di energia elettrica (celle fotovoltaiche);
o la digestione anaerobica di reflui organici per la produzione di biogas;
ing. Maines Fernando
61
Elementi per la progettazione di una cantina
o
o
Analisi preliminare
la combustione di residui organici per la produzione di calore;
lo sfruttamento dell’energia eolica per la produzione di energia elettrica.
Quasi tutti gli interventi a cui si è accennato, soprattutto quelli legati alla necessità di
adottare nuove tecnologie, comportano significativi oneri di investimento (costi di
progettazione e costi di acquisto degli impianti), una maggiore attenzione di esercizio, una
minore flessibilità d’impianto e, talvolta, un impatto sull’ambiente non sempre trascurabile.
Inoltre l’applicazione di tali sistemi può determinare un fabbisogno di interventi, di controlli e di
manutenzione che rendono necessaria la presenza di figure professionali specifiche compatibili
solo con la struttura organizzativa ampia ed articolata delle grandi cantine.
E’ necessario perciò calibrare gli interventi e tenere in considerazione le peculiarità di ogni
singola situazione al fine di individuare il punto di equilibrio che metta in risalto tanto i fattori
di tipo economico quanto gli elementi di carattere ambientale. Infatti l’attenzione per gli effetti
connessi ai consumi energetici (inquinamento dell’ambiente, esaurimento delle risorse naturali,
…) sempre più difficilmente potranno essere ignorati e sottovalutati in una società se vogliamo
continuare a definirci “società avanzata”.
2.5.1 Energia elettrica (dati aggiornati a dicembre 2008)
La principale caratteristica dei consumi elettrici di una cantina è la spiccata variabilità nel
corso dell’anno. Solo partendo dalla conoscenza dei fabbisogni mensili di potenza (espressa in
kW) e di energia elettrica (espressa in kWh) si possono effettuare, già in fase di progettazione,
scelte in grado di favorire, oltre alla razionalizzazione del processo produttivo, anche
l’ottimizzazione della spesa energetica, con risparmi che possono giungere fino al 30 %.
Un contributo non trascurabile può essere dato anche da un’attenta analisi delle condizioni
contrattuali, grazie al progressivo processo di liberalizzazione del mercato dell’energia
(completato con l’1 luglio 2007). Le cantine, come qualsiasi altro cliente, possono rifornirsi
mediante libera contrattazione bilaterale con una qualsiasi società di vendita30 operante, in
regime di concorrenza, sul mercato31. E’ così possibile scegliere, tra le offerte commerciali
disponibili, quella più conveniente o più adatta alle proprie esigenze, individuando la soluzione
tariffaria ottimale (tipo di utenza, sistema di prelievo, …) in funzione delle caratteristiche
operative della propria cantina32.
Per le piccole imprese alimentate in bassa tensione che eventualmente decidessero di non
passare al mercato libero, viene comunque garantito un servizio di buona qualità ad un prezzo
ragionevole (servizio di maggiore tutela), secondo condizioni fissate dell’Autorità per l’Energia
30
Sul sito dell’Autorità per l’Energia Elettrica ed il Gas si può trovare un elenco dei venditori (l’iscrizione a tale
elenco non è obbligatoria) per i quali sono stati accertati specifici requisiti riguardanti la solidità finanziaria e le
capacità tecnico-commerciali.
31
L’impresa di distribuzione che gestisce la rete di distribuzione locale rimane, invece, la stessa anche se il cliente
sceglie di cambiare il proprio fornitore.
32
La richiesta di allacciamento ed installazione viene fatta, attraverso la società di vendita (con la quale si è firmato
il contratto), alla società di gestione della rete.
ing. Maines Fernando
62
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
Elettrica ed il Gas (AEEG), preposta alla regolamentazione delle tariffe dell’energia elettrica in
Italia. Proprio per questo ogni azienda di vendita sottopone alla verifica dell’AEEG le opzioni
tariffarie che intende applicare nell’anno successivo a ciascuna tipologia di clienti33. Tali
opzioni, ricontrattabili ogni anno, possono prevedere soluzioni tariffarie personalizzate e
diversificate in base a fasce orarie o ai diversi periodi dell’anno.
Un esempio sono le condizioni biorarie standard dell’AEEG che differenziano il prezzo
dell’energia elettrica in bassa tensione a seconda del momento del consumo: più elevato fra le
ore 800 e le 1900 (F1) e più basso dalle 1900 alle 800 del mattino dal lunedì al venerdì, i fine
settimana ed i giorni festivi (F23)34. Nel caso della media tensione si possono avere, invece, tre
fasce orarie (con costi decrescenti):
F1: dalle ore 800 alle ore 1900 nei giorni dal lunedì al venerdì;
F2: dalle ore 700 alle ore 800 e dalle ore 1900 alle ore 2300 nei giorni dal lunedì al
venerdì e dalle 700 alle ore 2300 del sabato;
F3: dalle ore 1900 alle ore 700 nei giorni dal lunedì al venerdì ed in tutte le ore della
giornata della domenica e dei giorni festivi.
Ciascuna società di vendita può proporre, per le offerte biorarie o multi orarie, condizioni e
prezzi liberamente definiti.
Prima della stipula del contratto ogni venditore deve fornire al cliente informazioni chiare e
complete sul prezzo di servizio e su tutte le eventuali voci di spesa previste dal contratto,
mediante una scheda di confronto con il riepilogo dei corrispettivi, compilata secondo i criteri
fissati dall’AEEG, che riassume schematicamente le singole voci (definite e periodicamente
rivalutate dall’AEEG) descritte di seguito:
corrispettivi per l’uso delle reti (costi per il trasporto dell'energia elettrica sulla rete di
trasmissione nazionale) e del servizio di misura (costi di installazione e di
manutenzione del contatore, nonché i costi di rilevazione e registrazione delle
misure):
o
quota fissa per punto di prelievo (€/anno);
o
quota potenza (€/kW/anno);
o
quota energia (€/kWh);
o
energia reattiva (€/kvarh).
corrispettivi di vendita, dispacciamento35 e sbilanciamento36:
o
quota fissa per punto di prelievo (€/anno);
o
quota potenza prelevata (€/kW/anno);
o
quota energia (€/kWh): tale valore si differenzia in ragione del livello di
tensione che per le cantine generalmente è bassa37 (inferiore a 1000 V) o
media (compresa fra 1 kV e 35 kV)38.
altri oneri e/o servizi accessori (espressi in €/kWh o €/cliente/anno): sono oneri
previsti dall'offerta non descritti nel gruppo precedente (servizi di base) e i
corrispettivi per i servizi accessori; per ciascun onere/servizio accessorio viene
33
Le cantine, generalmente, sono comprese fra gli “utenti in bassa e media potenza con usi diversi dalle
abitazioni”.
34
Il sistema biorario risulta conveniente se almeno i due terzi dei consumi avvengono nella fascia F23. E’ inoltre
necessaria l’installazione di un contatore idoneo (l’AEEG ha fissato che per il 2011 sia garantita una diffusione
generalizzata di tali apparecchiature).
35
Poiché l'energia elettrica non si può immagazzinare, è necessario produrre, istante per istante, la quantità di
energia richiesta dall'insieme dei consumatori e gestirne la trasmissione in modo che l’offerta e la domanda siano
sempre in equilibrio, garantendo così la continuità e la sicurezza della fornitura del servizio. La gestione di questi flussi
di energia sulla rete si chiama dispacciamento. Tale attività richiede il monitoraggio dei flussi elettrici e l’applicazione
delle disposizioni necessarie per l’esercizio coordinato degli elementi del sistema, cioè gli impianti di produzione, la rete
di trasmissione ed i servizi ausiliari.
36
Lo sbilanciamento è la differenza, corretta per tenere conto delle perdite di rete, tra la potenza effettivamente
prelevata in un punto di prelievo ed il corrispondente programma di prelievo, ovvero tra il programma di immissione e
la potenza effettivamente immessa nel punto di immissione. In generale i produttori e consumatori sono chiamati a
pagare i cosiddetti oneri di sbilanciamento qualora non abbiamo rispettato i programmi di immissione e prelievo
determinati a seguito delle varie sedute di mercato.
37
Per potenze richieste fino a 33 kW disponibili, la fornitura (trasporto e vendita o solo trasporto) si effettua in
bassa tensione; per potenze superiori si valuta, in relazione alla situazione impiantistica nella zona servita, se
effettuare la fornitura in bassa tensione o in media tensione.
38
Ad esempio gli oneri indotti dalle perdite di rete ammontano al 10,8% nel caso della bassa tensione e al 5,1 nel
caso della media tensione.
ing. Maines Fernando
63
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
specificato se si tratta di un corrispettivo opzionale (ovvero dovuto dal cliente solo in
caso di esercizio di una opzione prevista in offerta) o non opzionale (ovvero sempre
dovuto):
o
oneri di sbilanciamento;
o
corrispettivo a remunerazione dell’ attività commerciale;
o
corrispettivo per il servizio di aggregazione delle misure;
o
….
oneri di sistema le cui aliquote relative sono fissate dall'AEEG ed aggiornate
periodicamente sulla base delle esigenze di gettito e prevedono, in generale,
corrispettivi espressi in centesimi di euro per punto di prelievo e in centesimi di euro
per kWh: sono voci di costo fissate per legge che vengono pagate da tutti i clienti
finali del servizio elettrico destinati alla copertura di voci diverse:
o
componenti tariffarie A: coprono gli oneri sostenuti nell'interesse generale
del sistema elettrico (quali ad esempio i costi di ricerca, i costi per
l'incentivazione dell'utilizzo di fonti energetiche rinnovabili, i costi per lo
smantellamento delle centrali nucleari, ...) e sono individuati dal Governo
con decreto o dal Parlamento tramite legge;
o
componenti UC: coprono ulteriori elementi di costo del servizio elettrico
individuate dall'Autorità quali, ad esempio, la perequazione;
o
componente MCT per il finanziamento delle misure di compensazione
territoriale per lo smaltimento delle centrali nucleari.
modalità di indicizzazione o di variazione dei corrispettivi previsti dall'offerta, soggetti
ad aggiornamento. A tale proposito è importante valutare bene il metodo di
aggiornamento proposto (mensile, trimestrale, …) in funzione delle previsioni
sull’andamento del prezzo nei mesi successivi;
descrizione dello sconto o del bonus:
o
lo sconto è una riduzione di prezzo, espressa in euro o centesimi di euro
oppure come percentuale da scontare rispetto ad un prezzo preso come
riferimento, applicato non sul prezzo finale ma solo su una o più componenti
(generalmente sul costo di acquisto dell’energia);
o
il bonus rappresenta un vantaggio o un premio che non riduce il prezzo e
che dipende da un certo comportamento del cliente (superamento di un
certo consumo39, adesione ad una offerta, puntuale pagamento della
bolletta, …).
eventuali altri dettagli riguardanti aspetti specifici dell'offerta;
imposte: comprendono l’imposta erariale, l’addizionale provinciale (scaglionate in
base ai consumi mensili) espresse in €/kWh e l’IVA. Per le attività manifatturiere
l’IVA, generalmente fissata al 20%, può essere ridotta al 10% su specifica richiesta
da parte dell’utente.
Alcune precisazioni devono essere fatte a riguardo della potenza prelevata. Nella definizione
delle tariffe si fa riferimento alla potenza impegnata che, per le utenze fino a 37,5 kW40 e
senza misura della potenza prelevata, è data dalla potenza definita contrattualmente, mentre
nel caso di utenti muniti di contatore non limitato (generalmente per potenze superiori a 16,5
kW*), viene calcolata in riferimento al valore massimo di potenza prelevata nel corso del
mese.
Al concetto di potenza impegnata viene affiancato quello di potenza disponibile alla quale
corrisponde:
la potenza contrattualmente impegnata maggiorata del 10% per le forniture senza la
misura della potenza prelevata (potenze fino a 30 kW*);
il valore massimo della potenza prelevabile dichiarata dal cliente e messa a
disposizione dall’azienda distributrice per le forniture con misura della potenza
prelevata (oltre i 35 kW*).
39
Diversamente da quanto sarebbe auspicabile, i costi dell’energia diminuiscono sempre all’aumentare dei livelli dei
consumi mentre mancano meccanismi per incentivare un uso più intelligente e razionale dell’energia e per ridurre gli
sprechi.
40
Questo valore ed i successivi segnati mediante asterisco sono indicativi, in quanto a discrezione della Società di
Distribuzione agente localmente.
ing. Maines Fernando
64
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
All’atto dell’allacciamento iniziale dell’utenza al cliente viene richiesto il pagamento di circa
55€ (gennaio 2009) per kW di potenza disponibile richiesta. In caso di superamento per più di
tre volte in un anno della potenza disponibile, la Società di Distribuzione locale invierà
comunicazione al cliente per il necessario incremento.
Da queste ultime considerazioni appare evidente la necessità di evitare il superamento della
potenza disponibile sia per motivi di efficienza del sistema che per motivi di tipo economico. A
tale scopo può essere utile disporre di analizzatori di energia elettrica che consentono la
gestione dei carichi non prioritari all’interno della cantina permettendo così di mantenere la
potenza impegnata al di sotto del valore della potenza contrattuale.
Un’ulteriore precisazione deve essere fatta a proposito della potenza. Gli apparecchi elettrici
assorbono dalla rete di alimentazione una certa quantità di corrente che dipende dalle
caratteristiche elettriche degli apparecchi stessi. Il prodotto di tale corrente per la tensione
applicata si chiama potenza apparente ed è in base a questa potenza che gli impianti elettrici
devono essere dimensionati.
La potenza che l’apparecchio è in grado di fornire all’esterno sotto forma di lavoro o di
calore è normalmente minore della potenza apparente e si chiama potenza attiva. Il rapporto
fra la potenza attiva e quella apparente è il fattore di potenza (dato da cosϕ e variabile da 0
ad 1), che rappresenta lo sfasamento tra la corrente e la tensione. Il fattore di potenza è
uguale ad 1 quando la potenza apparente corrisponde con quella attiva, mentre è minore di 1
quando la potenza apparente è costituita in parte da potenza reattiva ed in parte da potenza
attiva.
Utilizzatori che presentano un basso fattore di potenza richiedono dalla linea più potenza
apparente e quindi più corrente di quanta ne richiederebbe con un cosϕ maggiore. Per questo
motivo le normative vigenti impongono di utilizzare l’energia elettrica con un fattore di potenza
non inferiore a 0,9 al di sotto del quale l’ente distributore solitamente pratica una penale
proporzionale alla quantità di energia consumata (riportata in fattura da apposita voce).
Per evitare tali inconvenienti tre sono i possibili interventi:
tener sotto controllo il valore del fattore di potenza attraverso analizzatori di energia
elettrica, dispositivi in grado di monitorare, oltre ad altri parametri, il cosϕ ed di
intervenire, eventualmente, al fine di ottimizzare i consumi evitando inutili sprechi;
inserire nell’impianto delle batterie di condensatori per operare il cosiddetto
rifasamento (come meglio si vedrà nello specifico paragrafo nel capitolo dedicato agli
impianti) in grado di mantenere il fattore di potenza medio mensile superiore al 0,9.
In tal modo si verrà a determinare un migliore utilizzo degli impianti, un minore
immobilizzo di capitali (trasformatori di potenza minori, conduttori di sezione minore,
…), minori perdite e minori consumi di energia;
utilizzare le macchine in modo razionale, in particolare scegliendo motori e
trasformatori correttamente dimensionati (possibilmente non devono funzionare a
carico ridotto per tempi troppo lunghi), non utilizzare motori e trasformatori senza
carico ed evitare di mantenere in funzione motori difettosi.
*****
In alternativa all’approvvigionamento tradizionale si possono adottare tecnologie per
l’autoproduzione di energia elettrica in modo da coprire parzialmente o interamente il
proprio fabbisogno. Purtroppo si tratta, nella maggior parte dei casi, di sistemi caratterizzati da
produzioni quantitativamente discontinue nel tempo, per la natura stessa delle fonti
(radiazione solare, intensità del vento, portata dell’acqua, …) con un andamento, inoltre, non
corrispondente con quello dei fabbisogni elettrici delle cantine nel corso dell’anno.
L’attuale legislazione mette a disposizione tre possibili soluzioni a tale problema:
cessione al GSE (Gestore dei Servizi Elettrici) dell’energia prodotta in eccedenza
rispetto a quella auto consumata, per l’immissione in rete (ritiro dedicato). Il prezzo
riconosciuto è quello orario zonale;
vendita dell’energia prodotta sul libero mercato attraverso contratti bilaterali con
grossisti o con clienti finali liberi mediante cessione indiretta o attraverso la Borsa
dell’energia (cessione diretta);
ing. Maines Fernando
65
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
scambio sul posto (solo per potenze fino a 20 kW41): è un servizio erogato dal
distributore locale competente nell’ambito territoriale in cui è ubicato l’impianto
produttore di energia rinnovabile. Si definisce un saldo annuo tra l’energia elettrica
immessa in rete dall’impianto e l’energia elettrica prelevata dalla rete. L’eventuale
saldo annuale positivo è riportato a credito per la compensazione di successivi saldi
negativi per un massimo di tre anni, dopo di che il credito residuo viene annullato. E’
bene pertanto applicare lo scambio sul posto qualora il consumo di energia elettrica
risulti pari o maggiore dell’autoproduzione.
Non bisogna dimenticare che, come per qualsiasi altra tecnologia, i sistemi di
autoproduzione necessitano di interventi di controllo e di manutenzione di cui si devono
valutare i costi e i fabbisogni anche in termini di tempo. Inoltre nella valutazione della fattibilità
economica si deve tener conto anche degli eventuali obblighi di ordine fiscale (in termini di
oneri e di adempimenti).
Si danno ora brevi descrizioni delle diverse applicazioni:
microcentrali idroelettriche: rappresentano
una
fonte
rinnovabile
compatibile
con
l’ambiente, ancora ampiamente da sfruttare.
Comprendono gli impianti a partire da frazioni
di kW42 fino a 100 kW di potenza, in grado di
trasformare in energia elettrica (alle tensioni
standard di 230 V monofase e 230/400 V
trifase) l’energia potenziale di caduta43 di
piccoli corsi d’acqua. Fondamentale risulta la
disponibilità di acqua durante tutto il corso
dell’anno (portate comprese fra 0,5 ÷ 50 l/s) in
modo da evitare la realizzazione di opere di
sbarramento e ridurre al minimo le opere di
tipo idraulico. A titolo di esempio con un salto
netto di 60 m ed una portata di 5 l/s si riesce
ad avere una potenza elettrica di circa 2 kW.
Queste micro centrali sono in grado di
funzionare in parallelo alla rete di distribuzione
e di operare in regolazione automatica a
potenza costante, indipendentemente dalle
richieste
degli
utilizzatori
elettrici.
Per
l’installazione, il collegamento, la messa in
esercizio e la manutenzione non è richiesta la
presenza di personale tecnico specializzato
mentre è indispensabile realizzare alcune
semplici opere edili. Nonostante il basso
impatto ambientale non si deve dimenticare
che in molti casi si tratta di acqua potabile che
rappresenta una risorsa sempre più preziosa44.
Per la trasformazione dell’energia di caduta
dell’acqua si utilizzano tre tipi di micro turbine
idroelettriche, che si adattano a diverse
tipologie di installazione, in funzione della prevalenza (salto d’acqua) e della portata:
o
le Pelton sono “turbine ad azione”, usate per salti d’acqua che vanno dai 50
ai 1300 m totali45, nelle quali uno o più ugelli e una o due giranti, installate
41
Con la finanziaria 2008 si sta pensando di portare tale limite a 200kW per tutte le fonti di energia rinnovabili.
Esistono in commercio piccolissimi sistemi idroelettrici integrati, a partire da 0,2 kW di potenza, facilmente
installabili in moltissime situazioni con salti e portate minime.
43
Il dislivello disponibile deve essere tanto maggiore quanto minore è la portata d’acqua.
44
Attualmente l’installazioni di nuovi impianti è resa difficile dalle crescenti difficoltà con cui vengono rilasciate le
concessioni allo sfruttamento idroelettrico delle acque soprattutto per motivi di ordine ambientale.
45
Il loro utilizzo classico è nelle zone di montagna o di collina, dove esistono delle possibilità di sfruttamento di
grossi salti d’acqua a fronte di portate idriche normalmente limitate.
42
ing. Maines Fernando
66
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
su un asse verticale o orizzontale, trasformano la pressione dell'acqua in
energia meccanica. Ogni ugello, grazie ad una valvola a spillo che permette
la regolazione del flusso d’acqua, crea un getto che va a colpire o cucchiai, di
forma particolare, fissati sulla ruota girante della turbina stessa. Più è alta la
pressione di uscita dall’ugello e più potenza meccanica l’acqua restituisce al
cucchiaio imprimendo forza sulla girante della turbina che raggiunge alte
velocità. La turbina poi, accoppiata in maniera adeguata, fornirà l’energia
meccanica al generatore il quale la trasforma in energia elettrica;
o
le Turgo sono turbine ad azione di
costruzione simile alla Pelton, che possono
lavorare con salti tra i 15 ed i 300 m.
Rispetto alla Pelton le pale hanno forma e
disposizione diverse ed il getto colpisce
simultaneamente più pale, similmente alle
turbine a vapore. Il minor diametro
necessario comporta, a parità di velocità
periferica della girante, una maggiore
velocità angolare, che consente quindi
l'accoppiamento al generatore senza il
moltiplicatore, con conseguente diminuzione dei costi ed aumento
dell'affidabilità. Non diffusa in Italia, bensì nel resto dell'Europa, i costruttori
la consigliano per situazioni con notevole variazioni di afflussi ed acque
torbide;
o
le Banki-Michell (dette anche a flusso incrociato
o turbine Ossberger (il nome della ditta che la
fabbrica da più di 50 anni) sono turbine ad azione
che si utilizzano con una gamma molto ampia di
portate e salti tra 5 m e 200 m. Il suo rendimento
massimo è inferiore all'87%, però si mantiene
quasi costante fino a portate pari al 16% di quella
nominale (può raggiungere una portata minima
teorica inferiore al 10% della portata di progetto).
L’acqua entra nella turbina grazie ad un sistema di distribuzione e finisce in
un primo stadio della ruota palettata che funziona quasi totalmente
sommersa. Successivamente il flusso
d’acqua, una volta abbandonato il
primo stadio, cambia direzione e
finisce in un secondo stadio della
turbina il quale è totalmente “ad
azione”. La ruota della turbina è
costruita da dischi paralleli tra i quali
si montano le pale costituite da alette
in lamiera semplicemente piegate. La
forma della ruota ricorda quella di un
sistema di ventilazione tangenziale.
La costruzione molto semplice favorisce la possibile costruzione artigianale
delle turbine Banki, garantendone facilità di manutenzione e di ricambio.
generatori fotovoltaici: si basano sulla capacità di alcuni materiali semiconduttori
(in particolar modo il silicio), se opportunamente trattati, di convertire l’energia della
radiazione solare incidente in energia elettrica in forma di corrente continua. Si
utilizzano moduli composti da celle46 collegate in serie, capaci di determinare una
potenza in uscita da 50 a 100 Watt. L’impianto è completato dai seguenti dispositivi:
46
Ogni cella, generalmente di forma quadrata di 10 cm di lato, è in grado di sviluppare, nelle condizioni di
soleggiamento tipiche italiane, una potenza di circa 1,5 W. Le celle vengono collegate a formare un modulo
fotovoltaico (in grado di fornire una potenza elettrica compresa fra 50 e 100 W), collegati a loro volta in serie per
formare una stringa. Queste possono essere collegate in parallelo a formare un campo fotovoltaico.
ing. Maines Fernando
67
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
l’inverter di rete per adattare la corrente continua derivante dalle stringhe ai
parametri di utilizzo o di immissione in rete (generalmente 220 V e 50 Hz);
o
contatore di produzione per contabilizzare la totalità dei kWh prodotti;
o
serie di batterie per l’accumulo dell’energia elettrica prodotta nei momenti di
non utilizzo (nel caso di sistemi stand-alone di un utenza isolata);
o
contatore bidirezionale (nel caso di sistema che opera in parallelo alla rete
elettrica) per contabilizzare l’energia elettrica in entrata e quella in uscita.
Di tale tecnologia si evidenziano la modularità, le ridotte esigenze di manutenzione,
la semplicità di utilizzo, un impatto ambientale estremamente basso e, soprattutto,
la consapevolezza che per ogni kWh prodotto si evita un’emissione in atmosfera di
0,53 kg di CO2. Il sistema, purtroppo, si caratterizza per i ridotti rendimenti47 e per
gli elevati costi di investimento. Per favorire la diffusione di tali tecnologie è stato
istituito il Conto Energia che prevede l‘attribuzione di una tariffa incentivante48, per
un periodo di 20 anni, per ogni kWh prodotto con impianto fotovoltaico connesso
alla rete elettrica, di almeno 1 kWp. A tale beneficio si deve aggiungere il risparmio
dovuto all’autoconsumo e/o connesso alla vendita dell’energia elettrica. Inoltre per
l’acquisto e la realizzazione49 dell’impianto fotovoltaico si applica l’aliquota Iva del
10%;
o
impianti
di
cogenerazione:
la
cogenerazione
rappresenta la produzione combinata in cascata, mediante
un unico generatore, di energia elettrica e di calore con
elevati rendimenti, ben superiori al 35 % tipico di un
impianto convenzionale di produzione di energia elettrica.
Questo perchè il calore prodotto dalla combustione non
viene disperso, ma recuperato per altri usi consentendo il
raggiungimento di una efficienza superiore al 90% (per
questo la cogenerazione viene assimilata alle fonti di
energia rinnovabili). Tale tecnologia è oggi disponibile anche per impianti di piccole
47
Le prestazioni dei pannelli fotovoltaici variano in modo significativo in base all’irraggiamento (intensità ed
angolazione) e al rendimento dei materiali utilizzati. Indicativamente si riscontrano rendimenti del 16% con celle in
silicio cristallino (riconoscibile per l’omogenea colorazione blu), del 10 ÷ 12% per le celle in silicio policristallino
(presentano un disegno ben distinguibile) e del 6% nel caso di celle in silicio amorfo (caratteristico colore scuro). Tali
valori si riferiscono ad un’esposizione ideale, ortogonale al sud e con inclinazione rispetto all’orizzonte di circa 10° di
angolo inferiore alla latitudine locale.
48
Le tariffe incentivanti variano in funzione della classe di potenza nominale di impianto (da 1 a 3 kWp, da 3 a 20
kWp, maggiore di 20 kWp) e del livello di integrazione architettonica (impianti non integrati, impianti parzialmente
integrati e impianti integrati).
49
Salvo casi particolari (presenza di vincoli urbanistici), è sufficiente presentare alla Commissione edilizia una
Dichiarazione di inizio attività (Dia). Nel caso di aree classificate agricole, non è necessario richiedere il cambio di
destinazione d’uso e, per impianti di potenza inferiore a 20 kWp, non si è soggetti alla verifica dell’impatto ambientale.
ing. Maines Fernando
68
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
dimensioni (ad esempio con potenza elettrica da 5 ÷ 6 kW e una potenza termica da
10 a 13 kW). Si utilizzano perlopiù motori alternativi alimentati a gas metano
(attualmente preferito per il moderato costo e il minor impatto ambientale), GPL,
gasolio o biodiesel; il calore recuperato deriva del circuito di raffreddamento del
motore e dell’olio a bassa temperatura (da 50°C a 90°C) e quello dei gas di scarico
ad alta temperatura (circa 400-500°C). Le turbine a vapore, invece, possono anche
essere adottare per funzionare con vapore prodotto dalla combustione di biomasse.
L’impianto dovrà essere dimensionato in base ai fabbisogni energetici di cantina, in
particolare per quelli di acqua calda in quanto questa, diversamente dall’energia
elettrica che può essere immessa in rete, deve essere utilizzata in tempi
relativamente brevi e direttamente nel ciclo produttivo della cantina. La fattibilità
deve essere quindi attentamente valutata poiché la cogenerazione diventa
tecnologicamente compatibile ed economicamente conveniente qualora i fabbisogni
di acqua calda richiedano un utilizzo dell’impianto superiore alle 3000 ÷ 4000 ore
(120 ÷ 170 giorni) d’uso annuo, tempi compatibili solo con strutture produttive
medio-grandi. Per quanto, invece, riguarda la variabilità nel corso dell’anno dei
fabbisogni tipico delle cantine, è necessario adottare impianti di cogenerazione
modulari costituiti da più unità di micro cogenerazione a inserimento e
disinserimento automatico. Ricordiamo, in conclusione, che tali sistemi, anche quelli
di piccola taglia, richiedono interventi di manutenzione specialistici e l’adozione di
idonee soluzioni progettuali e gestionali per contenere le emissioni acustiche per
gestire le emissioni inquinanti;
mini generatori eolici (con potenza da 0,5 kW fino a 20 kW): sono oggi un sistema
economico e potente per autoprodurre energia elettrica, purché sia disponibile un
sito idoneo caratterizzato da una velocità media annua di almeno 5 ÷ 6 metri al
secondo50, soprattutto da quando è stato reso
possibile
l’immissione
dell’energia
non
consumata in rete. Si tratta generalmente di
macchine a girante ad asse orizzontale con
diametro che varia tra 1 e 5 metri montate su
torri di 10 ÷ 20 m, collegate ad un generatore
elettrico a corrente continua. Nel caso di
collegamento alla rete (corrente alternata a
50 Hz e 230 V) è necessaria la presenza di un
inverter. La verifica di fattibilità ed il
dimensionamento dell'impianto eolico devono
essere fatti in modo approfondito da tecnici
specializzati
tenendo
conto,
oltre
al
fabbisogno energetico dell'utenza espresso
mediante il profilo orario di consumo, delle caratteristiche locali del vento sia nel
corso delle stagioni sia nel corso della giornata. Si parte dall’unico indice disponibile
"a priori" che è la producibilità teorica con vento a 10 m/s, in funzione del diametro
del rotore51, per giungere a considerazioni più puntuali in riferimento alla tecnologia
scelta ed alle caratteristiche specifiche del sito (andamento plano-altimetrico,
presenza di ostacoli, variabilità del vento in intensità ed in direzione). In generale la
potenza disponibile cresce (con un andamento più che lineare) con l'intensità del
vento e con l’altezza da terra del rotore. In tal modo viene limitato l’effetto di
disturbo degli ostacoli circostanti ed è possibile sfruttare venti più stabili come
direzione; inoltre si limita lo stress del timone e delle parti mobili del generatore. I
piccoli generatori si caratterizzano, a differenza di quelli di grandi dimensioni, per
una rumorosità contenuta, non superiore ai 50 dB, accompagnata inoltre da un
effetto di mascheramento dovuto al rumore stesso del vento. Altri aspetti vantaggiosi
sono la costanza dell’efficienza, una longevità stimata in 30 anni, una estrema facilità
50
Per verificare la qualità e la quantità di vento di un sito è necessario effettuare preventivamente una corretta
analisi anemometrica che, purtroppo, comporta ancora costi rilevanti.
51
Indicativamente con un rotore di diametro 5 m e un vento di velocità 10 m si può produrre una potenza di circa
10 kW.
ing. Maines Fernando
69
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
di installazione (non è necessario nessun tipo di infrastruttura52) e costi di
investimento abbastanza contenuti (intorno ai 2.000÷3.000 € per kW installato). Per
quanto riguarda la manutenzione bisogna curare la tenuta delle strutture di
ancoraggio della torre e l'elasticità del timone di orientazione (che serve sia ad
inseguire la direzione del vento che a porre il generatore in sicurezza in presenza di
venti troppo forti).
2.5.2 Energia termica
Le cantine si caratterizzino, anche in questo ambito, per fabbisogni estremamente variabili
nel corso dell’anno, visto che le principali richieste di apporti termici riguardano apporti molto
diversificati nel tempo ad alcune fasi del processo produttivo (vinificazione, imbottigliamento,
…) oppure il funzionamento, molto discontinuo, degli impianti di termoregolazione o di
condizionamento ambientale per alcuni reparti.
Dato che le principali fonti utilizzate per coprire i fabbisogni di energia termica sono i
combustibili tradizionali (gasolio, metano e GPL53), è opportuno individuare possibili soluzioni
progettuali ed organizzative in grado di ridurne i consumi. Ottimi risultati si possono già
raggiungere con interventi che richiedono investimenti relativamente modesti come la
coibentazione dell’edificio o il rispetto di un rigoroso programma di manutenzione delle
strutture e delle attrezzature. Successivamente si può valutare l’opportunità di adottare
soluzioni, generalmente a livello impiantistico, di maggior impatto economico.
Dal punto di vista gestionale, è molto importante verificare con attenzione i fornitori dei
combustibili scegliendo in base alla qualità del servizio di rifornimento, soprattutto per quanto
riguarda l’affidabilità e le modalità di approvvigionamento e gli eventuali sistemi di stoccaggio
(tipologia di serbatoio, collocazione, apparecchiature di prelievo, sistemi di sicurezza, …).
Per quanto riguarda la fornitura di gas metano attraverso specifica rete, le cantine
appartengono alla categoria dei “clienti idonei”, che hanno cioè la possibilità di stipulare
contratti di fornitura con qualsiasi produttore, distributore o grossista operante in Italia54.
Un’altra opportunità offerta dalla recente liberalizzazione del mercato è il cambio di fornitore,
fatto in qualsiasi momento qualora il consumatore lo ritenesse opportuno; sarà il fornitore ad
inoltrare per conto del nuovo cliente la richiesta di recesso al vecchio venditore e ad occuparsi
delle procedure per attivare la nuova fornitura per la quale non occorre alcun intervento sugli
impianti.
52
L'installazione di generatori eolici dal diametro massimo di 1 metro e da un'altezza complessiva di 1,5 metri
sono assimilati a un intervento di manutenzione ordinaria, quindi non sono richieste autorizzazioni di alcun tipo.
53
Gas di petrolio liquefatto, costituito in gran parte da propano e, in minor misura, da butano.
54
Il cliente deve rivolgersi alla Società di Vendita anche per la richiesta di allacciamento sebbene l’installazione
competa alla Società locale di Distribuzione.
ing. Maines Fernando
70
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
Tutte le offerte devono prevedere la possibilità di applicare le tariffe di riferimento
dell’Autorità55, destinate a tutti i clienti ad eccezione di quelli che consumano più di 200.000
metri cubi l’anno. Per questi le condizioni di fornitura, così come il prezzo, sono quelle stabilite
nel contratto liberamente stipulato con il venditore prescelto.
Le condizioni contrattuali di riferimento definite dall’Autorità riguardano:
la lettura del contatore: viene definita la frequenza di lettura56 e le modalità con le
quali la lettura deve essere effettuata;
la fatturazione dei consumi che deve avvenire con una frequenza che varia secondo i
consumi annui del cliente:
o
almeno quadrimestrale per i clienti con consumi fino a 500 m3/anno. Questi
clienti devono ricevere una bolletta di conguaglio almeno ogni anno;
o
almeno trimestrale per i clienti con consumi superiori a 500 m3/anno e fino a
5000 m3/anno. Questi clienti devono ricevere una bolletta di conguaglio
almeno ogni sei mesi;
o
almeno mensile per i clienti con consumi superiori a 5000 m3/anno, tranne i
mesi in cui i consumi storici sono inferiori del 90% a quelli medi mensili.
Questi clienti devono ricevere solo bollette calcolate sui consumi effettivi.
il calcolo dei consumi;
il pagamento della bolletta;
la morosità del cliente;
la sospensione della fornitura;
la rateizzazione del pagamento;
il deposito cauzionale;
i reclami.
Le condizioni economiche di fornitura del gas naturale (diversi in base all’ambito territoriale
perché i costi variabili dell’attività di distribuzione si differenziano a seconda delle
caratteristiche della rete locale), comprendono una quota fissa in €/anno ed una quota
variabile in €/GJ. Le tariffe, diversificate su 7 scaglioni57, sono strutturate in modo discutibile in
quanto premiano chi consuma di più: il primo scaglione costa poco, il secondo molto e i
successivi sempre meno. Il periodo preso in considerazione per il calcolo degli scaglioni e,
quindi, delle relative tariffe, è quello che va dal 1 ottobre al 30 settembre di ogni anno (anno
termico).
Il prezzo complessivo è composto dalle seguenti voci (aggiornate con apposite delibere
dall’AEEG):
quota vendita al dettaglio (QVD) aggiornato ogni tre mesi in base all’andamento del
prezzo del petrolio: questa quota è determinata in base al costo della materia prima
e del trasporto sulle reti nazionali e viene corrisposta per unità di consumo (metro
cubo) misurato dal contatore. Le tariffe applicate sono specificate nel contratto di
fornitura stipulato tra il cliente e la società di vendita;
quota distribuzione: questa quota, anch’essa suddivisa in una quota fissa e una
quota variabile definita per unità di consumo, viene corrisposta interamente dalla
società di vendita alle società di distribuzione competenti per i vari impianti. Le
tariffe di distribuzione variano per ogni impianto (un impianto generalmente è esteso
su un’area comunale); sono rideterminate per ogni anno termico (dal 1 ottobre al 30
settembre) dal distributore concessionario, approvate annualmente dall’ AEEG e sono
generalmente consultabili sul sito dell’azienda di distribuzione concessionaria.
Comprendono:
o
componenti tariffarie del trasporto e dello stoccaggio:
componente trasporto (Qti) aggiornata il 1 ottobre di ogni anno;
componente stoccaggio (QS) aggiornato il 1 aprile di ogni anno.
55
Tali tariffe sono pensate per tutelare i clienti che in mercato liberalizzato hanno meno forza contrattuale o per
coloro che decidono di non cambiare venditore.
56
Il tentativo di lettura deve essere effettuato almeno una volta l’anno per i clienti con consumi fino a 500
m3/anno, almeno una volta ogni sei mesi per i clienti con consumi superiori a 500 m3/anno e fino a 5.000 m3/anno e
almeno una volta al mese per i clienti con consumi superiori a 5.000 m3/anno, tranne i mesi con consumi storici
inferiori del 90% rispetto a quelli medi mensili.
57
Fino a 4 m3, da 4 a 20 m3, da 20 a 200 m3, da 200 a 3.000 m3, da 3.000 a 8.000 m3, da 8.000 a 40.000 m3,
superiori a 40.000 m3.
ing. Maines Fernando
71
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
corrispettivo per la commercializzazione all’ingrosso:
corrispettivo commercializzazione ingrosso (CCI);
corrispettivo fornitori grossisti ultima istanza (CFGUI).
imposte e addizionali regionali: sono applicate attraverso accise proporzionali al
consumo di gas. Le accise, espresse in €/m3, sono definite dagli organi ministeriali
preposti e sono differenziate in funzione delle tipologia di utilizzo del gas secondo tre
categorie (le cantine rientrano nella T3 - altri usi). La normativa vigente prevede che
alcune tipologie di attività (comprese le cantine) possano godere di una rilevante
agevolazione sull’imposta di consumo;
IVA: tutte le voci sopra descritte sono sempre da considerarsi al netto dell’IVA del
20% (per le manifatturiere del 10%).
E’ possibile stipulare anche contratti personalizzati, in genere più convenienti per chi ha
consumi consistenti (maggiori di 200000 m3/anno), che consentono di ottenere tariffe calibrate
sull’azienda e criteri di aggiornamento diversi. Per contro implicano la definizione di alcuni
vincoli tecnici come la massima quantità di gas prelevabile al giorno (capacità giornaliera), il
volume di gas consumato in un anno (volume di riferimento) o il rapporto fra consumi invernali
e prelievo annuo totale (parametro “alfa”). Il mancato rispetto di tali vincoli comporta il
pagamento di penali o di conguagli che potrebbero vanificare, se non si presta attenzione
all’andamento dei consumi, il vantaggio di un prezzo iniziale vantaggioso. Per questo è
essenziale attuare un attento monitoraggio dei consumi su scala almeno mensile.
o
*****
Diverse sono le possibili tecnologie in grado di contribuire alla riduzione dei consumi e della
dipendenza dai combustibili tradizionali. Le più interessanti sono:
caldaie ad alta efficienza (caldaie 4 stelle58): sono caratterizzate da rendimenti
superiori al 90%59 (riferiti alla percentuale dell’energia derivante dalla combustione
trasferita al fluido termovettore); richiedono un maggior investimento iniziale, ma il
maggior risparmio nel
medio-lungo termine consente brevi
tempi
di
ammortizzamento. Le principali tecnologie disponibili sul mercato sono:
o
caldaie a premiscelazione dotate di un particolare bruciatore in cui la
combustione avviene in condizioni ottimali grazie al perfetto bilanciamento
fra il combustibile e l’aria comburente in modo da mantenere costante il
rendimento anche con funzionamento a carico parziale, cioè in
corrispondenza di una richiesta di calore inferiore alla massima potenzialità
dell’impianto;
o
caldaie a condensazione in grado di recuperare parte del calore posseduto
dei gas di scarico sotto forma di vapore acqueo (i gas di scarico escono ad
una temperatura di circa 40°C invece che di 110°C. Queste caldaie
esprimono il massimo delle prestazioni quando
vengono utilizzate con impianti funzionanti a basse
temperature (30 ÷ 50°C);
o
caldaie modulari: in tutti quei casi nei quali il
fabbisogno termico è molto variabile nel tempo, è
possibile adottare gruppi termici costituiti da due o
più caldaie comandate “in cascata” da centraline
elettroniche, in grado di determinare le accensioni e
gli spegnimenti dei moduli in cascata secondo
l’effettiva richiesta energetica dell’impianto, in
funzione
dei
parametri
impostati
(curva
di
compensazione climatica) e di quelli rilevati dalle
sonde (temperatura esterna e temperatura acqua in
mandata all’impianto). Nel caso in cui si lavori a
58
Le caldaie sono classificate secondo la loro efficienza energetica calcolata sulla potenza nominale (classificazione
definita nel Decreto del Presidente della Repubblica del 15 novembre 1996, n. 660), in quattro classi di rendimento, da
1 a 4 stelle.
59
Una caldaia tradizionale ha un rendimento dell'85%.
ing. Maines Fernando
72
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
carico ridotto il sistema attiverà solo alcune delle caldaie modulari che
lavoreranno così a pieno carico mentre le altre rimarranno in stand-by
pronte ad attivarsi non appena l’edificio necessiti di un maggior apporto
calorico;
o
caldaie modulanti: un apposito sistema agendo sul flusso del gas regola la
fiamma in base alla richiesta termica e ad altri parametri in modo da non
mandare la fiamma sempre al massimo. In questa maniera avremo a
disposizione la potenza desiderata evitando dispendiosi accendi/spegni della
caldaia;
o
caldaie a temperatura scorrevole: questi generatori sono caratterizzati
da una temperatura di mandata variabile, in funzione della richiesta del
carico dell’impianto e quindi rapportata alle condizioni climatiche. Essi
consentono il raggiungimento di elevati valori del rendimento a carico
parziale e dunque del rendimento medio stagionale. Nel caso di bassa
temperatura di mandata si riduce anche le perdite di distribuzione ed di
emissione.
i sistemi di recupero di calore: appositi scambiatori consentono il riutilizzo di
energia termica (sottoforma di acqua calda o aria calda) altrimenti dispersa
nell’ambiente come, ad esempio, il calore sottratto al mosto o al vino da un impianto
di refrigerazione o il contenuto termico dell’aria espulsa da un impianto di
condizionamento durante il funzionamento invernale;
collettori solari: è una tecnologia ormai ampiamente collaudata che utilizza la
radiazione solare per produrre aria o acqua calda, per quanto questa fonte sia
caratterizzata da una bassa densità energetica, da discontinuità e da rendimenti di
conversione modesti. I dispositivi in grado di raccogliere e di trasmettere il calore del
sole (collettori solari con serbatoio di accumulo e pompa di circolazione) possono
operare a bassa o ad alta temperatura. I primi, detti anche pannelli solari, riescono a
riscaldare acqua o aria fino ad 60 ÷ 90°C da utilizzarsi per usi sanitari, per
riscaldamento di ambienti mediante impianti a pavimento o per le operazioni di
cantina. I sistemi ad alta temperatura, invece, mediante particolari tecniche di
captazione e di concentrazione, sono in grado di portare il fluido vettore fino a
diverse centinaia di gradi, capace perciò di soddisfare fabbisogni energetici più
impegnativi e per tutto l’anno, a costo però di una maggiore complessità costruttiva
e di investimenti più consistenti. L’analisi di fattibilità dovrà mettere a confronto,
mese per mese, i fabbisogni di acqua calda (in termini di quantità e di temperatura)
con le potenzialità dell’impianto solare che si intende adottare. Esistono, infine, i
sistemi cosiddetti passivi (edifici solari) che prevedono l’adozione di soluzioni
progettuali e di tecniche costruttive che favoriscono la captazione e l’accumulo
dell’energia solare nelle strutture dell’edificio stesso durante il periodo invernale in
grado di dare un significativo contributo al riscaldamento degli ambienti,
ing. Maines Fernando
73
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
impianti di cogenerazione (di cui si è già riferito per l’energia elettrica);
combustione di residui vegetali: la combustione
delle biomasse derivanti dalle attività agricole o da
quelle ad esse correlate (residui legnosi di potatura,
da rinnovo di impianti o dalle operazioni di gestione
dei boschi) possono dare un sostanzioso contributo
all’autonomia energetica delle aziende agricole o
vitivinicole soprattutto laddove sono presenti estese
aree boschive. I risultati più convincenti si possono
raggiungere con l’utilizzo di cippato e/o di pellet. Tali
prodotti si caratterizzano per un prezzo di produzione
per kW termico inferiore rispetto ai combustibili
fossili anche nel caso venissero utilizzate per la
biomassa caldaie a basso rendimento (70%). E’
importante ricordare che la resa termica dipende dalla materia d’origine e del
contenuto in umidità (questa è bene sia inferiore a 10%). Mediamente il potere
calorifico inferiore (PCI) varia da 3500 a 4500 kcal/kg e pertanto 3 kg circa di cippato
equivalgono a 1 L di gasolio o a 1,23 Nm3 di metano. La cippatura e la pellettatura,
inoltre, consentono una maggior facilità di stoccaggio e l’adozione di efficienti sistemi
di alimentazione automatica delle caldaie e di allontanamento della cenere. Le
caldaie con maggiore efficienza sono quelle con focolare sottoalimentato, le versioni
con griglia mobile, le caldaie a fiamma inversa (per la combustione di biomasse di
pezzatura medio grande) o le caldaie a letto fluido;
la pirolisi e la gassificazione: anche queste due tecnologie consentono il recupero
del contenuto energetico dei residui vegetali. Il primo è un processo termochimico
che consente di produrre un combustibile liquido (pertanto più facilmente
immagazzinabile e di più semplice gestione) in grado di rompere le molecole
organiche complesse in molecole più semplici operando in condizioni di assenza di
ossigeno e a temperature di 400 ÷ 800°C. La gassificazione, invece, converte le
biomasse in un gas combustibile attraverso reazioni di ossidazione in difetto di
ossigeno. Sebbene notevoli siano i vantaggi legati alla maggiore versatilità dei
prodotti liquidi e gassosi prodotti da questi processi, e nonostante il mercato ora
proponga anche impianti semplificati di piccola taglia, la pirolisi e la gassificazione
richiedono un impegno gestionale e competenze piuttosto significativi;
le pompe di calore: sono essenzialmente delle macchine frigorifere che permettono
di ottenere energia termica utilizzabile per il riscaldamento ambientale partendo da
energia elettrica con una resa fino a 3 ÷ 4 kW di energia termica per ogni kW di
energia elettrica assorbita. La fonte da cui viene prelevato il calore può essere l’aria
esterna, l’acqua di un lago, di un pozzo o del mare, il suolo, un refluo o l’aria di
ripresa di un impianto di ventilazione, rendendo in tal modo le pompe di calore
capaci di adattarsi a situazioni estremamente diversificate. Inoltre, il ciclo di
funzionamento è reversibile e perciò la stessa macchina è utilizzabile per il
raffrescamento estivo, caratteristica che rende questa tecnologia ideale per il
condizionamento degli ambienti. Le pompe di calore pertanto si caratterizzano per un
ing. Maines Fernando
74
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
buon risparmio di energia, una maggiore flessibilità di funzionamento e l’assenza di
emissioni nocive nell’ambiente di installazione. Un inconveniente non trascurabile è
dato dai costi di investimento maggiori rispetto alle caldaie tradizionali; inoltre si
deve verificare che la temperatura esterna (per i sistemi che prelevano il calore
dall’aria esterna) non scenda, per lunghi periodi, al di sotto di 3 ÷ 5 °C;
digestione anaerobica di residui organici: si basa su un processo di tipo
biochimico che consiste nella demolizione, ad opera di micro-organismi anaerobici
mesotermi, delle sostanze organiche complesse contenute nei reflui di cantina con
conseguente produzione di biogas (per il 50 ÷ 70% composto da metano). Dopo un
trattamento di essiccazione il biogas può essere utilizzato per alimentare caldaie per
produrre calore. Un aspetto particolarmente interessate è che la digestione
anaerobica contribuisce a ridurre il carico inquinante dei reflui di cantina. La
produzione del biogas può diventare, perciò, un elemento di recupero economico in
un processo in grado di risolvere uno problema sempre più pressante nella gestione
degli impianti enologici. Inoltre, al termine del processo di digestione, i principali
principi nutritivi (azoto, fosforo e potassio) già presenti nei reflui, si conservano
integri conferendo all’effluente caratteristiche di fertilizzante. Due sono le possibile
tecnologie da adottare: la prima è rappresentata dagli stagni di accumulo, cioè da
semplici bacini all’aperto coperti da un telone galleggiante; la semplicità del sistema
ha come contropartita la formazione di odori sgradevoli, una minore produzione di
biogas e un elevato fabbisogno di spazio. Diversamente, con i reattori anaerobici,
aumenta notevolmente l’efficienza del processo depurativo e la resa in biogas ma
anche la complessità di gestione e l’entità degli investimenti. Entrambi i sistemi
richiedono ulteriori studi e verifiche per aumentare le possibilità di applicare queste
metodologie alle realtà enologiche italiane, per ora decisamente ridotte, in
particolare a causa della elevata variabilità quantitativa e qualitativa dei reflui di
cantina nel corso dell’anno.
2.5.3 Acqua
Può sembrare poco attinente parlare
dell’acqua nel paragrafo dedicato all’analisi dei
fabbisogni energetici, ma l’importanza che tale
fluido assume nei processi di produzione
enologica può giustificarne l’assimilazione ad
una forma di energia. Il valore strategico
dell’acqua è cresciuto di pari passo con la
consapevolezza che non si tratta di un bene
inesauribile e che sempre più si dovranno
adottare strategie di contenimento dei consumi
e di limitazione della produzione di reflui,
quanto meno per motivi di tipo economico,
visto che i relativi oneri sono in costante
aumento.
Per questi motivi, così come per i fabbisogni
energetici, è opportuno effettuare una attenta analisi dei consumi d’acqua al fine di individuare
le possibili soluzioni operative ed impiantistiche in grado di ottimizzare l’uso di questa
fondamentale risorsa.
Prima di tutto devono essere analizzati i fabbisogni da un punto di vista sia quantitativo che
qualitativo (portata, pressione di esercizio, temperatura e caratteristiche organolettiche)
tenendo conto di tutti i possibili impieghi nel corso del processo produttivo.
Per la quantificazione, in particolare, si devono considerare non tanto i valori medi ma quelli
giornalieri di punta nel corso di ciascuna fase operativa (ammostamento, vinificazione, travasi,
…) nei casi in cui si riscontra la necessità di accumulo in vasche di raccolta qualora non sia
garantita la costanza di approvvigionamento in termini di portata e/o di pressione di esercizio.
ing. Maines Fernando
75
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
I risultati possono essere riassunti in apposite tabelle riportanti per ogni utilizzo i seguenti
valori:
consumi totali60 (hL/anno);
portata massima richiesta (L/s) e tempi di utilizzo;
pressione di esercizio (bar);
caratteristiche richieste: potabilità, soglia di durezza, …;
modalità di utilizzo.
Ora è possibile differenziare i consumi in base alle caratteristiche dell’acqua individuando il
fabbisogno di:
acqua potabile, avente cioè caratteristiche fisiche, chimiche e batteriologiche
contenute entro i limiti indicati dallo specifico decreto del Presidente del Consiglio del
08 febbraio 1985 e successive modifiche, da accertarsi mediante opportune analisi;
acqua non potabile: si tratta di acque che non rispettano i limiti previsti per la
potabilità, ma che non devono comunque contenere nulla che risulti inquinante o
pericolosa per le persone che con essa vengono a contatto. Possono essere utilizzate
per gli impianti antincendio, per l’alimentazione dei servizi igienici, per usi irrigui o
per vasche ornamentali e per il lavaggio di pavimentazioni e di attrezzature o di
macchinari che non vengono a contatto con il vino;
acque (potabili e non potabili) a basso grado di durezza. La durezza è dovuta alla
presenza di sali di calcio e di magnesio in soluzione, misurata in g/hL di acqua (1
grado francese corrisponde a 1g di CaCO3 per ettolitro). Oltre i 60°C i bicarbonati di
calcio e di magnesio precipitano sottoforma di carbonati insolubili (durezza
temporanea); i sali rimasti in sospensione determinano la durezza permanente. Per
acqua destinata al consumo umano è consentito l’impiego di acqua di durezza
compresa fra 15 e 50 gradi francesi. Tali valori risultano, invece, eccessivi nel caso di
impianti per la produzione di acqua calda o di vapore.
L’opportunità di introdurre uno studio approfondito sull’utilizzo
delle acque già in fase di progettazione, è giustificato dalla
consapevolezza di quali oneri siano legati al processo per la
potabilizzazione, che nei casi più gravosi richiedono una serie molto
articolata di interventi che possono andare dalla predecantazione fino
alla disinfezione di mantenimento con cloro gassoso. Anche
l’addolcimento allo scopo di ridurre la durezza, può essere un
processo impegnativo (si va dalla semplice decarbonatazione fino ad
una demineralizzazione spinta) con complessità variabile in funzione
dell’utilizzo previsto (utilizzo umano, produzione di acqua calda,
alimentazione di caldaie per la produzione di vapore, …).
L’ultimo passaggio prevede l’analisi delle possibili fonti di
approvvigionamento per verificare l’effettiva capacità potenziale di
soddisfare le richieste precedentemente quantificate e qualificate. Di
ogni fonte si dovrà valutare la qualità dell’acqua, la quantità
disponibile nel corso dell’anno, la pressione di esercizio, le garanzie di continuità della fornitura
e nella composizione.
Generalmente le cantine si approvvigionano mediante:
acquedotto (normalmente quello municipale): rappresenta la principale fonte di
acqua potabile. In funzione della portata e della pressione di esercizio sarà possibile
determinare se il punto di presa può essere diretto o se sarà necessario predisporre
un serbatoio di raccolta nel caso in cui la pressione dell’acquedotto sia insufficiente o
la portata sia eccessivamente variabile;
acque sorgive: diventa necessaria la predisposizione di una camera di captazione, di
norma interrata in grado di garantire rigorosi requisiti di igiene;
pozzi: possono essere artesiani (in pressione) o freatici; in ogni caso è importante
valutare la quantità di acqua che può essere emunta nell’unità di tempo al fine di
60
Diverse ricerche hanno cercato di quantificare i consumi medi delle cantine. In letteratura si trovano valori molto
diversificati (da meno di un litro di acqua fino ad oltre 10 litri per litro di vino prodotto) a dimostrazione della scarsa
attendibilità e scarsa attenzione con la quale in cantina viene monitorato il consumo di acqua. Si possono comunque
assumere valori medi che si aggirano attorno ai 2 ÷ 3 litri di acqua per litro di vino prodotto.
ing. Maines Fernando
76
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
evitare prelievi eccessivi (che possono determinare trasporto in sospensione di
particelle solide e abbassamento del livello idrostatico della falda) o emungimenti
modesti (con conseguente ristagno e possibilità di inquinamento). Generalmente i
pozzi forniscono acque di buona qualità che necessitano quasi esclusivamente di
filtrazioni meccaniche;
acque superficiali (fiumi, canali, torrenti, laghi): rappresentano la fonte di
approvvigionamento più problematica in quanto richiedono i maggiori interventi di
tipo fisico e chimico, per il controllo ed il raggiungimento di livelli accettabili per le
caratteristiche essenziali;
acqua piovana, destinata prevalentemente per usi irrigui o comunque non potabili.
Tutti questi elementi consentono di individuare, già in fase di progettazione, le possibili
soluzioni tecniche ed organizzative per ridurre i consumi di acqua (in particolare di quella
potabile) e per adottare soluzioni indirizzate al riutilizzo delle acque. Infatti in futuro diventerà
sempre più opportuno valutare la possibilità di riciclare le acque per usi che non richiedono
elevate caratteristiche qualitative recuperando acque già utilizzate ed opportunamente raccolte
e stoccate in vasche con il risultato, nel contempo, di favorire e di semplificare i successivi
trattamenti di depurazione. Ulteriori contrazioni dei consumi di acqua si possono ottenere
adottando, per le operazioni di pulizia, dispositivi operanti ad alta pressione o che utilizzano
vapore. Non va dimenticato infine che, come per l’energia elettrica, anche semplici
comportamenti più responsabili e attenti agli sprechi possono contribuire in modo significativo
alla riduzione dei fabbisogni di acqua.
2.6 Analisi dell’impatto ambientale
Negli ultimi anni è aumentata la consapevolezza del progressivo deterioramento
dell’ambiente a causa dell’attività dell’uomo e della conseguente necessità di correggerne gli
effetti negativi. In ciò trova giustificazione l’intervento legislativo, attraverso norme sempre più
rigorose e specifiche, con l’obiettivo primario di contenere l’impatto ambientale connesso ad
ogni attività umana, soprattutto se di tipo produttivo.
Le cantine non fanno eccezione. Diversamente da quanto comunemente si crede, le
produzioni enologiche, per quanto caratterizzate da materie prime naturali e da processi
produttivi tradizionali, presentano un impatto ambientale tutt’altro che trascurabile, se solo si
pensa che ad un metro cubo di acque di lavaggio corrisponde il carico inquinante giornaliero
equivalente a quello di 100 persone. Inoltre gli effetti sono aggravati da altri aspetti quali:
la spiccata stagionalità delle produzioni e le accentuate fluttuazioni del carico
idraulico e del carico inquinante in funzione del tipo di lavorazione o di attrezzatura
utilizzata;
la concentrazione di molti impianti enologici in aree territoriali ristrette e la
concentrazione di elevate produzione in singole realtà produttive come nel caso delle
Cantine Sociali.
ing. Maines Fernando
77
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
Per coloro che gestiscono una cantina non è più possibile, come nel recente passato,
limitare il problema ad un semplice allontanamento dei rifiuti e dei reflui. Il rispetto delle
normative vigenti richiede un cambiamento nei metodi di produzione e nella gestione dei rifiuti.
Già in fase di ideazione e di progettazione della cantina, si devono valutare l’impegno
organizzativo e gli oneri economici connessi allo smaltimento dei reflui e dei rifiuti che,
soprattutto nel caso di piccole realtà produttive, possono risultare particolarmente impegnativi.
E’ pertanto necessario individuare le soluzioni in grado di ridurre la quantità di rifiuti e di
reflui, di abbassarne il carico inquinante e di incentivarne la valorizzazione attraverso forme di
recupero dei materiali e di energia. A tale fine l’analisi progettuale deve mettere in evidenza i
seguenti elementi:
le quantità e le caratteristiche qualitative dei rifiuti prodotti nelle diverse fasi
produttive;
le caratteristiche del territorio significative per il processo di smaltimento come ad
esempio la distanza della cantina dalla rete fognaria, l’adiacenza con centri abitati, i
parametri operativi dei depuratori presenti in zona (capacità depurativa, entità delle
utenze connesse, …).
La corretta e razionale gestione dei rifiuti e dei reflui è un tassello importante per il
raggiungimento della certificazione di qualità ambientale secondo la norma ISO 14001. E’
questa la norma internazionale di riferimento per le aziende che intendono impostare un
sistema di gestione secondo principi di difesa dell’ambiente e di sviluppo sostenibile. Tutto il
processo produttivo deve essere analizzato dal punto di vista dell’impatto sull’ambiente per
individuare gli aspetti ed i passaggi significativi sulla base di criteri oggettivi (rispetto dei limiti
di legge, pareri di tutti i soggetti interessati, …).
Normalmente si intraprende questo percorso dopo aver conseguito la certificazione della
qualità secondo le norme ISO 9001, in modo da mettere a punto un sistema ambiente
partendo da un sistema qualità in atto, ben condiviso e gestito da tutto il personale.
Questi i benefici che ci si può attendere:
una concreta testimonianza della volontà di difendere il proprio territorio nel rispetto
della tradizione e dell’ambiente, elementi, questi, sempre più apprezzati dal
consumatore e dai mercati, in particolare quelli del Nord Europa;
il miglioramento dell’organizzazione operativa e dell’ambiente di lavoro;
una migliore efficienza nel controllo e nella prevenzione di possibili rischi di
contaminazione dei prodotti o dell’ambiente;
la riduzione dei costi assicurativi;
un migliore rapporto con la pubblica amministrazione.
2.6.1 Rifiuti solidi
La maggior parte gli scarti delle produzioni enologiche secondo l’attuale normativa di
riferimento (D.Legisl. n. 22 del 5 febbraio 1997 noto come decreto Ronchi) sono considerati
rifiuti speciali, come specificato nell’art. 7 relativo ai rifiuti provenienti da attività agricole ed
agroindustriali e perciò da smaltirsi in apposite discariche o idonei impianti. La stessa
ing. Maines Fernando
78
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
normativa, inoltre, incentiva l’introduzione di tutti i processi in grado di favorire la riduzione dei
rifiuti e della loro pericolosità, attraverso il riutilizzo, il riciclaggio o l’autosmaltimento.
In questa prospettiva diverse possono essere le stategie in grado di restituire ai materiali di
scarto (raspi, vinacce, fecce, …) un valore effettivo (commerciale o agronomico) o derivante
semplicemente dalla mancata spesa di smaltimento in discarica:
il compostaggio: può essere applicato a tutti i materiali di origine organica ed in
particolare per raspi e vinacce; non richiede grandi investimenti economici o elevati
indici di manodopera; rimangono delle perplessità legate alla possibilità di ottenere
un prodotto finale ricco in metalli pesanti (soprattutto rame);
la distribuzione diretta sul terreno: vietata a livello nazionale dalla normativa
vigente, in contesti particolari con autonomia legislativa è consentita a fini
agronomici per raspi e/o vinacce esauste61; la distribuzione sul terreno può essere
utilizzata anche per i fanghi derivanti dall’eventuale impianto di depurazione dei
reflui di cantina per quanto difficoltà di ordine tecnico-applicativo fanno spesso
preferire il conferimento in discarica;
la combustione in caldaia: applicabile nel caso di materiali organici con un ridotto
contenuto in umidità possibilmente in associazione ad altri residui vegetali,
consentono produzioni non trascurabili di energia termica;
il conferimento a distillerie: rappresenta la principale forma di riutilizzo per le
vinacce sgrondate o pressate e in parte anche per la feccia; in tal modo si riesce ad
allontanare un materiale altrimenti destinato allo smaltimento, si recupera il
corrispettivo valore commerciale ed inoltre si assolve all’obbligo delle prestazioni
viniche.
Recuperi economici si possono avere anche in altri casi laddove materiali particolari,
altrimenti destinati ad esser considerati rifiuti, vengono richiesti per particolari produzioni
industriali come i depositi di bitartrato di potassio o i vinaccioli.
Diverso è il caso dei residui di filtrazione, cioè di quei materiali di diversa origine utilizzati
per la formazione del pannello o del prepannello utilizzati nei filtri, per i quali non esistono
alternative allo smaltimento in discarica per rifiuti speciali. Si dovranno perciò adottare corrette
procedure di raccolta e di stoccaggio differenziati per evitare spandimenti o la contaminazione
di altri materiali. Lo stesso vale per le confezioni vuote dei prodotti chimici, che devono essere
manipolati e opportunamente raccolti in appositi contenitori con le modalità utilizzate per i
prodotti fitosanitari.
Infine si devono considerare diversi rifiuti non speciali, come i
rottami di vetro, da raccogliere e conferire possibilmente in modo
differenziato. Un caso particolare è dato da tutti i materiali utilizzati
per gli imballaggi (cartoni, film plastici, …) e dagli oli lubrificanti per
i quali la normativa prevede il conferimento obbligatorio secondo
modalità definite dagli specifici consorzi di raccolta.
Una corretta analisi preliminare relativa ai rifiuti solidi deve
partire dalla determinazione delle tipologie e delle quantità di scarti
prodotti da ogni fase operativa così come già evidenziato nel corso
dell’analisi funzionale. Per ogni tipo di rifiuto si dovranno valutare tutti i passaggi, dal momento
della loro produzione fino al loro conferimento per un corretto smaltimento, in quanto le
conseguenze e le implicazioni progettuali non sono per nulla trascurabili. In particolar modo si
dovranno considerare i sistemi e le modalità di produzione, di raccolta e di trasporto dei rifiuti.
Questi dipendono chiaramente dalle quantità in gioco e dalla tipologia dei rifiuti. La tendenza è
quella di meccanizzare queste fasi soprattutto nei casi di scarti prodotti nelle concitate fasi
della vinificazione.
61
Ad esempio in provincia di Bolzano i raspi e le vinacce sono stati eliminati dall’elenco dei rifiuti, mentre in
provincia di Trento, con Decreto del Presidente della Giunta Provinciale, viene consentito lo spargimento
(preventivamente comunicato all’APPA ed al Comune interessato, su terreni non coltivati a vite di vinacce e raspi fino a
15 tonnellate per ettaro di tal quale (5 tonnellate di sostanza secca). Si deve ricordare che la dispersione di raspi e
vinacce in campagna si configura come attività di recupero e di smaltimento di rifiuti e pertanto soggetta all’iscrizione
delle quantità detenute sul registro di carico e scarico rifiuti, l’emissione del formulario per il trasporto e l’iscrizione del
trasportatore all’albo nazionale dei gestori ambientali. A tali obblighi in Trentino non sono soggette le aziende agricole
con cantina annessa che spargono su propri terreni.
ing. Maines Fernando
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Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
Particolarmente importante è il problema dello stoccaggio temporaneo, cioè nel periodo di
tempo che precede l’effettivo allontanamento dalla cantina, soprattutto per quei rifiuti prodotti
in discrete quantità ed in tempi relativamente brevi (raspi, vinacce e fecce). Una buona
soluzione consiste nel predisporre, all’interno del piazzale di lavoro, un’area appositamente
attrezzata con container, cassonetti, serbatoi o platee, possibilmente protetta dalle
precipitazione mediante, ad esempio, una tettoia. Per maggiori dettagli in proposito, si veda il
relativo paragrafo nel capitolo dedicato ai reparti.
Infine per tutti gli altri rifiuti (speciali e non) si dovrà predisporre di una area idonea ad
accogliere i contenitori per la raccolta differenziata. Quest’area, così come gli altri depositi
temporanei, sarà disposta ed organizzata in modo da garantire un facile accesso ai mezzi
destinati al trasporto e da permettere un ottimale svolgimento delle operazioni di carico, siano
esse manuali, meccanizzate o automatiche, anche nel caso di avverse condizioni climatiche.
2.6.2 Reflui
Rappresentano l’insieme delle acque di scarico originate o prodotte nel corso delle seguenti
fasi operative:
il lavaggio dei macchinari, dei serbatoi utilizzati per la vinificazione e lo stoccaggio,
delle attrezzature e dei dispositivi impiegati nei diversi passaggi operativi di
lavorazione dell’uva, del mosto e del vino;
il lavaggio dei piazzali, dei reparti e dei locali accessori;
il lavaggio delle bottiglie;
i processi di refrigerazione;
la condensazione del vapore utilizzato nelle operazioni di sanitizzazione, per la linea
di imbottigliamento, negli impianti di concentrazione dei mosti, ecc.
Come si può notare, si tratta di una produzione dei reflui fortemente caratterizzata da
discontinuità, variabilità e da una spiccata stagionalità degli apporti, concentrati
particolarmente in alcuni mesi dell’anno, in particolare nel periodo della vendemmia (45 %),
durante i travasi (35 %) e l’imbottigliamento (15 %).
Molti fattori possono influire sulle quantità degli scarichi e fra questi i principali sono le
produzioni per ettaro, il grado di maturazione del raccolto, le dimensioni della cantina, le
tipologie di vino prodotto ed i relativi metodi di produzione, le attrezzature utilizzate ed il loro
livello di efficienza e di razionalità, le fonti di approvvigionamento ed il costo dell’acqua.
Risulta perciò difficile riuscire a stimare preventivamente le quantità di reflui che una
cantina produrrà. Molto utili potranno risultare le informazioni derivanti da esperienze
precedenti o dalle ricerche fatte in diverse aree vinicole italiane che hanno evidenziato un
rapporto medio fra i m3 di reflui e i m3 di vino prodotto di 1,6 ÷ 2,8, valori di poco inferiori a
quelli dei consumi idrici.
Lo scopo principale di un’attenta analisi preliminare non è solamente quello di quantificare i
reflui ma anche quello di valutare quali soluzioni progettuali e quali strategie operative si
possono adottare per razionalizzare e per ridurre le quantità di scarichi da smaltire. Le
principali linee guida sono:
l’installazione di contatori che consentono di stabilire le principali fonti di produzione
di reflui nel corso del processo produttivo al fine di individuare le strategie di
contenimento (e di conseguente risparmio di acqua);
la sensibilizzazione del personale, attraverso attività di formazione, all’uso
responsabile della risorsa acqua;
l’adozione di rubinetti a chiusura automatica applicati alle tubazioni mobili utilizzate
per i lavaggi;
l’utilizzo di vasi vinari e di attrezzature con pareti particolarmente lisce per limitare
l’adesione di particelle solide e assicurare una più facile rimozione;
l’impiego di attrezzature come le idropulitrici ad alta pressione, le stazioni ad
ultrasuoni per la pulizia delle bottiglie o i limitatori di flusso che consentono una
riduzione significativa dei consumi idrici;
la raccolta delle acque poco inquinate (ad esempio quelle utilizzate per i risciacqui) in
idonei sistemi di stoccaggio per consentirne il riutilizzo;
ing. Maines Fernando
80
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
il recupero di acqua dai reflui mediante osmosi inversa, micro o nano filtrazione. Si
tratta di tecnologie complesse e che richiedono alti investimenti, giustificabili solo in
situazioni di grave deficit idrico.
Un ulteriore elemento fondamentale per la corretta gestione dei reflui è la conoscenza della
loro composizione e del relativo carico inquinante. Questo è dovuto principalmente a sostanze
di natura organica, in sospensione o in soluzione (zuccheri, acidi organici, tensioattivi, tannini,
…), a particelle solide inorganiche (particelle di terra, farine fossili, …) ed a composti solubili
inorganici (acido solforoso e, soprattutto, composti derivanti da disinfettanti e detergenti). Nei
reflui, in generale, prevalgono le sostanze organiche rispetto a quelle inorganiche così come è
maggiore la frazione solubile rispetto al materiale solido insolubile, per quanto le relative
percentuali possono subire sensibili variazioni in funzione dei diversi passaggi operativi, delle
modalità esecutive adottate e dalle attrezzature utilizzate. Ne deriva, comunque, un carico
inquinante non indifferente e di gran lunga superiore a quello dei reflui domestici a causa, in
primo luogo, dei residui di lavorazione che rientrano fra le sostanze particolarmente inquinanti
dal punto di vista organico. A titolo di esempio riportiamo dei valori di riferimento del COD62
caratteristico dei reflui prodotti nelle diverse fasi operative:
vendemmia e vinificazione: 15000 ÷ 30000;
primi travasi: 4000 ÷ 15000;
imbottigliamento: 1000 ÷ 3000;
distillazione (borlande): 20000 ÷ 120000.
L’assunzione di corrette soluzioni progettuali può contribuire in modo significativo anche alla
riduzione del carico inquinante, così come un efficiente controllo dei processi produttivi.
Ecco le principali strategie di indirizzo:
la separazione e la raccolta preventiva dei residui solidi mediante primi interventi di
pulizia operati a secco (con scopa e spazzoloni) ed aria compressa o l’eliminazione a
secco dei panelli filtranti;
l’attenta raccolta degli elementi solidi come le etichette o i resti di sughero durante le
fasi di imbottigliamento e di confezionamento, oppure la loro intercettazione
mediante sistemi di setacciamento (cesti a reticella) posti nei pozzetti di scolo dei
reflui;
il recupero della maggior quantità possibile di feccia da inviare alla distillazione;
la verifica e la manutenzione delle macchine e delle attrezzature al fine di evitare le
perdite di materiale intorbidante;
l’addestramento del personale affinché sia posta la massima attenzione per evitare
traboccamenti o fuoriuscite accidentali di mosto o di vino durante le fasi di chiarifica
o di filtrazione;
l’utilizzo di detergenti e disinfettanti scelti correttamente in funzione al tipo di
superficie e di rivestimento da detergere e dei sistemi di pulizia adottati, prediligendo
possibilmente prodotti a minor impatto sull’ambiente; si devono inoltre seguire le
indicazioni del produttore relativamente alla preparazione dei dosaggi e alle
condizioni operative (forza meccanica da applicare, temperatura dell’acqua, tempo di
esecuzione, …).
Nell’ultimo passaggio è necessario effettuare la scelta del sistema di depurazione. Infatti la
normativa in vigore63 prevede l’obbligo del trattamento dei reflui di cantina che sono
equiparati, in generale, a scarichi industriali.
Le possibili soluzioni adottate per la depurazione sono:
scarico in pubblica fognatura: in questo caso gli scarichi sono sottoposti alle
norme tecniche ed ai valori limite adottati dai gestori della rete ed approvati
dall’amministrazione pubblica responsabile. Ad esempio in provincia di Bolzano viene
richiesto, nel caso di scarichi superiori ai 10 m3 al giorno, l’utilizzo di opportune
62
Parametro di riferimento del grado di inquinamento che indica la quantità di ossigeno espressa in mL, necessaria
per ossidare per via chimica la sostanza organica presente in un litro di refluo.
63
Testo Unico riferito al D. Lgs del 29 aprile 2006 n° 152, norme regionali o provinciali in base alle relative
competenze in materia di tutela delle acque, gestione dei rifiuti, agricoltura, tutela del territorio e della salute e
regolamenti locali d’igiene e disciplina degli scarichi sul suolo.
ing. Maines Fernando
81
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
vasche di omogeneizzazione ed equalizzazione64 con predepurazione meccanica con
stacci a maglia 2 mm. Inoltre l’emissione in fognatura deve avvenire durante la notte
quando è ridotto l’apporto di scarichi civili. A tali obblighi non sono sottoposte le
cantine che producono una quantità di reflui minore ai 1000 m3 annui, essendo tali
scarichi equiparati a quelli di tipo civile. In Trentino la legislazione richiede che tutti i
reflui di cantina debbano essere depurati per essere immessi in fognatura ad
eccezione delle cantine che vinificano meno di 100 t di uva all’anno, per le quali è
consentito lo scarico diretto in fognatura. In caso di assenza di depuratore comunale
a cui allacciarsi è necessario prevedere lo stoccaggio in vasche di omogeneizzazione
ed equalizzazione e successivo conferimento al depuratore appoggiandosi a ditte
specializzate nel conferimento. Bisogna sottolineare che tale metodologia, oltre a
determinare elevati costi per la cantina, determina un sovraccarico con conseguente
malfunzionamento dei depuratori comunali a causa dei picchi stagionali
nell’emissione dei reflui di cantina e della frequente concentrazione delle cantine in
aree territoriali ristrette;
scarico sul terreno: i reflui devono essere riversati il più rapidamente possibile su
ampie superfici in modo da non comportare né una infiltrazione significativa di
inquinanti nelle falde acquifere, né un eventuale scorrimento superficiale. Diventa,
perciò, inutilizzabile in condizioni di terreno gelato o in periodi in cui le sostanze
nutrienti presenti negli scarichi possono subire fenomeni di dilavamento (periodi ad
elevata piovosità). Tali caratteristiche finiscono per limitare fortemente questa
pratica, per altro spesso vietata a livello locale, confinandola al caso delle piccole
cantine. Studi più accurati sono ancora necessari per la messa a punto di soluzioni
tecniche ed organizzative in grado di favorire un più efficace riutilizzo agronomico
(irrigazione di soccorso dei vigneti o per la veicolazione dei prodotti fitoiatrici) dopo
le necessarie fasi di pretrattamento;
autodepurazione in azienda: i crescenti costi per lo smaltimento dei reflui
rendono sempre più conveniente l’adozione di impianti di depurazione autonomi,
soprattutto nel caso di cantine di dimensioni medio-grandi, nonostante gli elevati
oneri in termini di manodopera e di impegno organizzativo. La scelta della tecnologia
più adatta dipende da molti fattori (caratteristiche quantitative e qualitative dei
reflui, presenza di depuratori già attivi in zona, costi di depurazione, possibilità di
istituire consorzi con altre cantine, normativa locale di riferimento, indirizzi delle
amministrazioni locali, andamento climatico, disponibilità di spazio, livello di
preparazione del personale, coscienza ambientale, …) caratteristici di ogni realtà
produttiva e difficilmente riconducibili a criteri di validità generale. Il processo di
depurazione più utilizzato è quello di digestione aerobica a fanghi attivi65 per la
maggiore efficienza e la maggior semplicità impiantistica, che comprende tre fasi:
64
Tali vasche, generalmente interrate in cemento armato, devono assicurare una autonomia di stoccaggio di
almeno alcuni mesi.
65
Altri sistemi alternativi, oggetto di continua sperimentazione (per migliorarne la semplicità di gestione, il
rapporto costi - benefici, la fattibilità applicativa ed il rispetto dei limiti fissati dalla normativa per gli effluenti finali),
sono la digestione anaerobica (che consente anche un recupero energetico grazie alla produzione di biogas), i processi
di evaporazione, l’osmosi inversa ed altri ancora, che devono superare difficoltà applicative prima di divenire
ing. Maines Fernando
82
Elementi per la progettazione di una cantina
o
o
o
Analisi preliminare
separazione meccanica dei solidi contenuti nei reflui e la sedimentazione delle
sostanze intorbidanti in sospensione;
depurazione biologica attuata grazie all’attività di microrganismi che, in
ambiente aerobico, trasformano la sostanza organica presente in energia per
il loro nutrimento ed in sostanze inorganiche come CO2 e H2O. Alla fine del
processo i fanghi risultanti devono essere smaltiti in discarica, in inceneritore
o in impianti di compostaggio, dopo idonei trattamenti di inspessimento e di
stabilizzazione;
depurazione per l’abbattimento dei nitrati e dei fosfati eventualmente presenti
nell’effluenti. Questo stadio, il più complesso, spesso manca nei depuratori
attualmente attivi, anche quelli comunali, per quanto la normativa ne
prevedeva l’obbligo a partire dal 2004.
Lo scarico degli effluenti risultanti dalla depurazione in corpi idrici superficiali, può essere
autorizzato dagli organi competenti (Provincia o Comune) dopo aver verificato il rispetto dei
limiti di emissione prefissati dalla normativa nazionale vigente o di quelli fissati dalle Regioni,
che possono reinterpretare i primi solo in senso più restrittivo.
2.6.3 Emissioni inquinanti nell’aria
A differenza di altre attività produttive, le cantine si caratterizzano per emissioni inquinanti
in atmosfera decisamente ridotte sia in termini di quantità che di pericolosità; inoltre si tratta
di eventi circoscritti nel tempo.
E’ questo il caso delle emissioni di gas di scarico da parte dei trattori che possono
raggiungere livelli critici nelle ore di punta durante le fasi di consegna delle uve in grandi
cantine dove conferiscono molti viticoltori. Nel corso del periodo vendemmiale si possono
verificare anche emissioni di odori molesti connessi ad operazioni come la diraspatura, la
pigiatura, la pressatura, la fermentazione, la svinatura ed i travasi, in particolare se tali
operazioni avvengono in reparti posti all’aperto. Tale contesto richiede una particolare
attenzione in quanto l’effetto di disturbo viene amplificato dalla concomitante presenza di
elevati livelli di rumore.
Emissioni moleste sono inoltre connesse allo stoccaggio temporaneo, nei piazzali o in aree
adiacenti alla cantina, di vinacce o raspi (in cumuli, in container, su bilici o in cassoni), in
particolare nel corso delle operazioni di movimentazione.
Per l’emissione di sostanze odorigene non esistono specifiche norme a livello nazionale.
Tuttavia, nella disciplina relativa alla qualità dell'aria, all’inquinamento atmosferico ed ai rifiuti
si possono individuare alcuni criteri atti a disciplinare le attività produttive in modo da limitarne
le molestie olfattive sulla popolazione, riferendosi alle seguenti norme:
effettivamente competitivi. Particolarmente interessante si sa dimostrando la fitodepurazione visto il ridotto impatto
ambientale che caratterizza tale metodologia (per maggiori approfondimenti vedere lo specifico capitolo).
ing. Maines Fernando
83
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
artt. 216 e 217 del R.D. 27 luglio 1934 n. 1265 e successivi decreti di attuazione, in
particolare il DM 5 settembre 1994: indicano i criteri per la localizzazione di alcune
tipologie di impianti in modo da limitarne, a livelli accettabili, l’impatto sulla
popolazione;
L. 13 luglio 1966, n. 615 – Provvedimenti contro l’inquinamento atmosferico -, e
relativi decreti di attuazione costituiti dal DPCM 21 luglio 1989 e dal DM 12 luglio
1990: prevede l’obbligo per le attività produttive di dotarsi di dispositivi atti a
contenere il più possibile le emissioni;
DPR 24 maggio 1988 n. 203: relativo a norme per la tutela della qualità dell’aria,
riguarda tutti gli impianti che possono dare luogo ad emissioni in atmosfera;
D. Lgs 5 febbraio 1997 n. 22: prescrive che le attività di recupero e smaltimento dei
rifiuti siano condotte senza creare inconvenienti da rumori e da odori;
DM 5 febbraio 1998: prevede, per i rifiuti compostabili, lo stoccaggio in ambienti
confinati per il controllo delle emissioni e l’impiego di idonei sistemi di abbattimento;
D. Lgs 4 agosto 1999 n. 372 (in recepimento della direttiva 96/61/CE) - norme in
materia di rifiuti -: relativa alla prevenzione integrata dell'inquinamento;
art. 647 del Codice Penale (Getto pericoloso di cose) e art. 844 del Codice Civile
(Immissioni).
In particolare il progettista, nella ricerca di corrette strategie progettuali e logistiche da
adottare, deve tenere in considerazione la prossimità con eventuali insediamenti abitativi o con
aree destinate a servizi o ad attività ricreative, in termini di distanza e di posizione relativa in
funzione dell’intensità e della direzione dei venti dominanti.
Più problematica risulta la gestione delle emissioni di odori molesti connessi ai sistemi di
raccolta e di trattamento dei reflui, in particolare nel caso di processi che prevedono
trattamenti di agitazione e di ossigenazione per turbolenza (nel qual caso si può avere anche la
diffusione di aerosol), oppure in presenza di deposito di fanghi in fase di inspessimento o di
stabilizzazione. L’intensità delle emissioni risulta più critica nel caso di sistemi di depurazione
anaerobici.
2.6.4 Inquinamento acustico
Si definisce inquinamento acustico l’introduzione di rumore nell’ambiente abitativo o
nell’ambiente esterno, tale da provocare fastidio o disturbo al riposo e alle attività umane,
pericolo per la salute umana, deterioramento degli ecosistemi, dei beni materiali, dei
monumenti, dell’ambiente abitativo, dell’ambiente esterno o tale da interferire con le legittime
fruizioni degli ambienti stessi.
Anche i processi produttivi che si svolgono in cantina sono causa di inquinamento acustico
sull’ambiente circostante, per quanto le emissioni sonore tipiche delle produzioni enologiche
siano caratterizzate da intensità non elevate, discontinue nel corso della giornata e concentrate
in ristretti periodi dell’anno.
Ciò non significa che il problema sia da trascurare. E’ invece opportuno, fin dalle fasi
preliminari della progettazione, valutare tutti gli elementi che concorrono alla produzione ed
alla emissione di rumore e quali soluzioni sono in grado di contenere l’impatto sull’ambiente
che ne deriva.
Negli ultimi decenni è stata rivolta a questo forma di inquinamento una attenzione sempre
maggiore che si è concretizzata in una complessa normativa sia a livello nazionale che a livello
regionale. Il principale riferimento è dato dalla Legge quadro del 26 ottobre 1995 n. 447 (e
ing. Maines Fernando
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Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
successivi decreti attuativi66), dal D.P.C.M. del 14 novembre 1997 e dal D. Lgs. 4 settembre
2002 n° 262 in attuazione della direttiva 2000/14/CE concernete l’emissione acustica
ambientale delle macchine ed attrezzature destinate a funzionare all’aperto. La disciplina delle
immissioni moleste nei rapporti tra privati, invece, va rinvenuta nell’art. 844 del Codice Civile
(Immissioni) e nell’art 659 de Codice Penale (Disturbo occupazioni o riposo delle persone).
In particolare la legge quadro 447/95 definisce i principi fondamentali per la tutela
dell’ambiente abitativo ed esterno dall’inquinamento acustico67 e definisce le competenze dello
Stato (determinazione dei valori limite di emissione e di immissione, la definizione delle
tecniche di rilevamento e di misurazione dell’inquinamento acustico, …), delle Regioni e delle
Provincie autonome (definizione dei criteri per la classificazione acustica dei territori comunali,
criteri per la redazione della documentazione di impatto acustico, …) e dei Comuni
(classificazione del territorio in zone acustiche, adozione di regolamenti, …).
Da tale corpo giuridico trova origine e giustificazione l’obbligo di allegare una specifica
relazione alla domanda di concessione edilizia per la realizzazione, l’ampliamento o la
ristrutturazione di un edificio destinato ad attività produttiva. La relazione, redatta da un
tecnico abilitato, deve illustrare le caratteristiche acustiche dell’edificio, gli accorgimenti, i
materiali e le tecnologie utilizzate per l’insonorizzazione e l’isolamento acustico al fine di
verificare la compatibilità con il contesto in cui si interviene. Il Sindaco, in sede di rilascio del
certificato di agibilità o di autorizzazione all’esercizio di attività produttiva, può disporre
l’effettuazione di rilievi fonometrici per verificare la conformità delle opere alle disposizione di
legge e a quanto contenuto nella relazione depositata con la domanda di concessione edilizia
(art.18).
In sede di analisi preliminare è necessario individuare, prima di tutto, i limiti fissati per le
emissioni sonore secondo quanto previsto dal D.P.C.M. del 14 novembre 1997, ripresi o
eventualmente reinterpretati (in senso restrittivo) dalle normative regionali. Tali limiti si
differenziano in funzione della destinazione d’uso del territorio secondo la seguente
classificazione definita dalla legge quadro 447/95:
classe I – aree particolarmente protette: rientrano in questa classe le aree nelle quali
la quiete rappresenta un elemento di base per la loro utilizzazione: aree ospedaliere,
scolastiche, aree destinate al riposo ed allo svago, aree residenziali rurali, aree di
particolare interesse urbanistico, parchi pubblici, ecc.;
classe II – aree destinate ad uso prevalentemente residenziale: rientrano in questa
classe le aree urbane interessate da traffico prevalentemente veicolare locale, con
bassa densità di popolazione, con limitata presenza di attività commerciali ed
assenza di attività industriali ed artigianali;
classe III – aree di tipo misto: rientrano in questa classe le aree urbane interessate
da traffico veicolare locale o di attraversamento, con media densità di popolazione,
con presenza di attività commerciali, uffici con limitata presenza di attività artigianali
e con assenza di attività industriali; comprendono, inoltre, le aree rurali interessate
da attività che impiegano macchine operatrici;
classe IV – aree di intensa attività umana: rientrano in questa classe le aree urbane
interessate da intenso traffico veicolare, con alta densità di popolazione, con elevata
presenza di attività commerciali ed uffici, con presenza di attività artigianali; le aree
in prossimità di strade di grande comunicazione e di linee ferroviarie; le aree
portuali, le aree con limitata presenza di piccole industrie;
classe V – aree prevalentemente industriali: rientrano in questa classe le aree
interessate da insediamenti industriali e con scarsità di abitazioni;
classe VI – aree esclusivamente industriali: rientrano in questa classe le aree
esclusivamente interessate da insediamenti industriali e prive di insediamenti
abitativi.
66
Per le cantine possono interessare il D.P.C.M. 5 dicembre 1997 – Determinazione dei requisiti acustici passivi
delle sorgenti sonore interne ed i requisiti passivi degli edifici e dei loro componenti al fine di ridurre l’esposizione
umana al rumore – ed il D.M. 16 marzo 1998 – Tecniche di rilevamento e di misurazione dell’inquinamento acustico -.
67
Unica eccezione è data dagli ambienti destinati ad attività produttive per i quali vale il D. Lgs. 15 agosto 1991 n°
227.
ing. Maines Fernando
85
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
In base a questa classificazione ogni Amministrazione Comunale è tenuta a predisporre la
zonizzazione dell’intero territorio di sua competenza. I valori limite di emissione68 ed i valori
limite assoluti di immissione69 corrispondenti a ciascuna classe sono riassunti nella seguente
tabella:
Classi di destinazione d’uso del
territorio
valori limite di
emissione
Leq – dB(A)
tempi di riferimento
diurno
notturno
valori limite assoluti di
immissione
Leq – dB(A)
tempi di riferimento
diurno
notturno
(6.00 ÷
22.00)
(22.00 ÷
06.00)
(6.00 ÷
22.00)
(22.00 ÷
06.00)
45
50
55
60
65
65
35
40
45
50
55
65
50
55
60
65
70
70
40
45
50
55
60
70
I. aree particolarmente protette
II. aree prevalentemente residenziali
III. aree di tipo misto
IV. aree di intensa attività umana
V. aree prevalentemente industriali
VI. aree esclusivamente industriali
La normativa definisce un ulteriore limite, indicato come limite differenziale di
immissione, riferito alla differenza tra il livello equivalente di rumore ambientale ed il rumore
residuo da verificare per tutte le attività ed i comportamenti con esigenze produttive, ad
esclusione di quelle inserite in aree di classe VI. Tali limiti, che in molti casi sono i più difficili
da rispettare, sono di 5 dB(A) per il periodo diurno e di 3dB(A) per quello notturno da
applicarsi solo nelle seguenti situazioni:
valori limite di emissione Leq – dB(A)
diurno (6.00 ÷ 22.00)
notturno (22.00 ÷ 06.00)
Rumore misurato a finestre aperte
Rumore misurato a finestre chiuse
>50
>35
>40
>25
Si ricorda che per le aree definite agricole nel caso di attività diverse da quelle a carattere
agricolo – forestale non industriali si devono applicare i limiti previsti per la Classe I.
Infine nel caso di Amministrazioni comunali che non avessero ancora ottemperato alla
zonizzazione, ci si deve riferire ai limiti di accettabilità per le sorgenti fisse previsti dal D.P.C.M
del 01 maggio 1991 che vengono riassunti nella seguente tabella:
descrizione
Tutto il territorio nazionale
Centri storici
Zone presidiate o totalmente edificate
(superficie coperta superiore ad 1 ettaro e
densità territoriale superiore a 1,5 m3/m2)
Zone produttive
valori limite di emissione (Leq – dB(A))
tempi di riferimento
diurno (6.00 ÷ 22.00) notturno (22.00 ÷ 06.00)
70
60
65
55
60
50
70
70
Quest’ultima suddivisione risulta estremamente generica ed in molti casi di difficile
applicazione. In particolare nel caso di attività produttive presenti in zone, individuate
mediante i tradizionali strumenti urbanistici, nelle quali la quiete rappresenta un elemento di
base per la loro utilizzazione (aree destinate allo svago e al riposo, aree di particolare interesse
68
Il valore limite di emissione rappresenta il valore massimo di rumore che può essere emesso da una sorgente
sonora, misurato in prossimità della sorgente stessa.
69
Il valore limite assoluto di immissione rappresenta il valore massimo di rumore che può essere immesso da
una o più sorgenti sonore nell’ambiente abitativo o nell’ambiente esterno, misurato in prossimità dei ricettori e
determinati con riferimento al livello equivalente al rumore ambientale.
ing. Maines Fernando
86
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
urbanistico, aree residenziali rurali, …), si dovranno utilizzare i limiti di emissione fissati per le
aree di classe I.
A questo punto, individuati i limiti da rispettare, si può passare alla caratterizzazione di tutte
le sorgenti di emissioni sonore di intensità significativa presenti in cantina, precedentemente
identificate durante l’analisi ambientale (emissione di rumori nell’ambiente di lavoro). Si
devono prendere in considerazione:
la localizzazione e la tipologia;
le modalità di emissione: si parla di propagazione aerea, quando l’emissione avviene
direttamente nell’aria; in tal modo il rumore raggiungere l’orecchio direttamente o
mediante la trasmissione attraverso le strutture; i rumori ad impatto sono invece
dovuti a corpi solidi che entrano bruscamente in contatto; gli urti e le vibrazioni che
ne derivano si propagano attraverso gli elementi strutturali, per trasformarsi
successivamente in rumori aerei.
l’intensità dell’emissione sonora;
il periodo di emissione nel corso dell’anno e la distribuzione nel corso della giornata
(durata totale, continuità, suddivisione fra periodo diurno e periodo notturno).
Quest’ultimo parametro risulta molto rilevante nel caso delle cantine, vista la spiccata
discontinuità e diversificazione dell’attività produttiva sia nel corso dei diversi periodi dell’anno
che nel corso di una stessa giornata. A tale riguardo si ricorda che la normativa introduce
anche il concetto di rumore a tempo parziale per il periodo diurno (emissione di durata totale
inferiore ad 1 ora) per il quale si possono apportare delle riduzioni al valore del rumore
ambientale misurato.
Diverse sono le soluzioni da adottare per contenere l’inquinamento acustico sull’ambiente
esterno entro i limiti determinati precedentemente. Innanzi tutto si deve considerare la
possibilità di eliminare le fonti di rumore o comunque di ridurne l’intensità di emissione, in
particolar modo nel caso di attrezzature (compressori, evaporatori, ventilatori, …), di impianti
(per la produzione di aria compressa o di gas tecnici) e di attività svolte all’esterno degli edifici
della cantina (conferimento) o in aree non completamente confinate (diraspa-pigiatura,
vinificazione), mediante l’adozione di strategie come ad esempio:
l’attenta organizzazione della logistica nel corso delle fasi di conferimento per ridurre
il più possibile i tempi di attesa dei mezzi di trasporto dell’uva prima di effettuare lo
scarico;
l’installazione di silenziatori (su sfiati, motori, generatori di moto, …) e l’adozione di
cabine insonorizzanti;
la scelta di attrezzature e di impianti forniti da ditte che certificano criteri di
progettazione e di realizzazione atti a contenere le emissioni;
il posizionamento di barriere antirumore o, più semplicemente, di alberature in
associazione con una appropriata localizzazione delle fonti di rumore esterne; infatti
è bene tener conto dell’andamento plano-altimetrico del territorio, della distribuzione
e della tipologia delle realtà confinanti ed anche della direzione dei venti dominanti.
Nel caso di fonti poste all’interno della cantina, un ruolo fondamentale è giocato dalle
strutture degli stessi edifici (pareti perimetrali, porte e finestre, …) che non devono diventare il
mezzo di diffusione di rumori sottoforma di vibrazioni. Per contrastare l’emissione sonora
nell’ambiente esterno attraverso l’involucro dell’edificio è essenziale l’utilizzo di supporti
antivibrazione nel montaggio di dispositivi sottoposti a moto (elettroventilatori), di tubazioni o
componenti impiantistiche ancorate alle strutture (pareti, solai, …) o dei basamenti di appoggio
per macchine o attrezzature.
Si dovranno inoltre adottare tipologie costruttive e materiali per le pareti, i solai e le
finestrature al fine di aumentare le proprietà fonoisolanti dell’intero sistema, per ridurre la
diffusione del rumore all’esterno della cantina e da un ambiente all’altro. Il potere fonoisolante
di una parete (intesa in senso generale) è una costante tipica della parete stessa e non varia
con il livello sonoro del rumore. Esso dipende dalla massa, dalla impermeabilità e dall’elasticità
dei diversi materiali che la compongono e dalle tecniche costruttive. Si ricorda, inoltre, che in
acustica ha grande influenza l’accuratezza della messa in opera; talvolta, infatti, interventi di
isolamento acustico possono non dare risultati attesi proprio a causa di una cattiva esecuzione
dei lavori.
I principali accorgimenti per migliorare il comportamento acustico sono:
ing. Maines Fernando
87
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
l’utilizzo di materiali ad alto potere fonoisolante nella costruzione soprattutto delle
pareti perimetrali come, ad esempio, la lana di vetro o la lana di roccia in forma di
pannelli da posizionare in intercapedine o posti in controparte sotto intonaco;
la sigillatura con mastici o malte speciali dei telai di porte e di finestre per evitare la
trasmissione di vibrazioni;
la realizzazione di tramezzi a doppia parete con i singoli strati di diverso spessore per
evitare possibili fenomeni di risonanza.
2.7 Analisi della sicurezza per gli operatori
Un ambiente di lavoro sicuro richiede procedure di controllo in grado di riconoscere tutte le
cause ed i meccanismi che possono determinare l’accadimento di eventi traumatici acuti o la
comparsa di disturbi e di malattie di origine professionale nei lavoratori esposti a rischio, per
poter adottare efficaci misure di prevenzione.
Sono molti gli aspetti che influiscono sulla sicurezza negli ambienti di lavoro, associabili a
tre diversi ambiti: le caratteristiche delle strutture e la strutturazione dei reparti, l’utilizzo di
macchine e di attrezzature ed il livello di formazione e di addestramento degli operatori.
In questa sede si prenderanno in considerazione soprattutto le implicazioni di tipo
costruttivo, dalla cui analisi è possibile dedurre, fin dalle fasi preliminari, corrette scelte
progettuali avvalendosi, se necessario, di un esperto in sicurezza così come previsto dalla
normativa.
L’obiettivo è la riduzione dei rischi connessi all’intero processo di produzione del vino, fra i
quali si possono individuare:
il rischio di scivolamento e di caduta, a causa del frequente utilizzo di scale,
andatoie e passerelle in quota, della presenza di pavimenti bagnati, di vasche e di
aperture nel vuoto (cisterne);
il rischio di investimento da parte di trattori, muletti e altri mezzi in manovra oppure
da pesi in caduta da soppalchi;
il rischio di elettrocuzione in seguito a utilizzo dell’impianto elettrico (soprattutto in
ambienti bagnati) o per scariche accidentali trasmesse da masse metalliche
(impianti, vasi vinari in acciaio, …);
i rischi di impigliamento e trascinamento per la presenza di macchine (diraspapigiatrici) non adeguatamente protette;
i rischi connessi alla rottura di organi meccanici;
il rischio di asfissia a causa di tassi eccessivi di anidride carbonica70 prodotta nel
processo di fermentazione71 nel caso di vinificatori posti all’interno della cantina;
il rischio di intossicazione connesso all’utilizzo di anidride solforosa;
il rischio di esposizione a rumori intensi e prolungati;
i rischi per la presenza di microclimi sfavorevoli a causa di valori non ottimali della
temperatura, dell’umidità dell’aria o della velocità dell’aria;
il rischio di inalazione di polveri contenenti silice cristallina provenienti da farine
fossili o da perlite utilizzate per la filtrazione del vino; i maggiori rischi si hanno
durante il caricamento dell’impianto di filtrazione del vino per svuotamento manuale
dei sacchi, nel corso del quale sono stati riscontrati valori di concentrazione
compresi tra 2 e 12 mg/m3, quindi superiori ai limiti TLV, sia per la sua frazione
totale inalabile (10 mg/m3) che per quella respirabile (3 mg/m3);
i rischi connessi all’insorgere di incendi.
70
Il tasso naturale nell’aria di CO2 è di 300 ppm ed una tolleranza umana massima a 5000 ppm. Il tasso, invece,
che determina l’asfissia è di 30000 ppm.
71
Un hL di mosto con 10° alcolici potenziali produce 5 m3 di CO2 in grado di inquinare 1000 m3 di aria, mentre nella
fermentazione malolattica di un hL di vino può produrre 0,334 hL di CO2.
ing. Maines Fernando
88
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
L’analisi preliminare del problema richiede la conoscenza, almeno nei suoi elementi
principali, della normativa riguardante la sicurezza che negli ultimi anni ha subito evoluzioni di
notevole impatto sull’organizzazione delle cantine. Recentemente l’insieme delle normative di
riferimento sono state raccolte in un Testo unico (D. Lgs, del 9 aprile 2008 n° 81) che
regolamenta i molti aspetti relativi alla sicurezza ed all’igiene del lavoro:
i requisiti di igiene dei luoghi di lavoro, le misure di difesa contro gli agenti nocivi, gli
accertamenti sanitari sui dipendenti, i requisiti dei servizi igienico assistenziali, ecc.;
i requisiti di sicurezza di macchine ed impianti, degli apparati elettrici, dei mezzi di
sollevamento, dei posti di lavoro e delle vie di comunicazione interne, ecc.;
la tutela dei dipendenti esposti a rumore sul luogo di lavoro;
l’obbligo per il datore di lavoro di valutare tutti i rischi presenti sul luogo di lavoro, di
adottare un sistema di prevenzione aziendale, affrontando rischi specifici quali quelli
da utilizzo di agenti biologici, di prodotti cancerogeni, da movimentazione manuale
dei carichi e da utilizzo di videoterminali;
l’adozione dei dispositivi di protezione individuale e segnaletica di sicurezza e di
salute sul lavoro;
i criteri generali di sicurezza antincendio per la gestione delle emergenze nei luoghi
di lavoro.
Si deve tener conto, inoltre, delle norme relative a specifici ambiti quali la sicurezza degli
impianti in generale e di quelli elettrici in particolare, la prevenzione degli incendi, ecc.
Un elemento che caratterizza questa estesa normativa è la non trascurabile documentazione
da elaborare e conservare in azienda. Il principale documento è certamente quello relativo alla
Valutazione dei Rischi. E’ obbligatorio per tutte le cantine che occupano più di 10 addetti ed ha
lo scopo di valutare tutti i rischi connessi alle diverse attività, di individuare le misure di
prevenzione e di protezione necessarie ed il relativo programma di attuazione; prevede inoltre
l’obbligo di nominare un responsabile del servizio di prevenzione e di protezione dai rischi. Si
devono considerare infine i criteri per la valutazione dei rischi di incendio per ridurne le
possibilità di insorgenza di incendi o comunque per limitarne le eventuali conseguenze. Per
aziende con meno di 10 addetti è sufficiente un’autocertificazione nella quale si dichiara, sotto
la propria responsabilità, di aver effettuato la valutazione dei rischi da sottoporre a continua
verifica e miglioramento nel corso del tempo.
Per entrare più nel particolare analizziamo di seguito i diversi aspetti presi in considerazione
della legislazione con riferimento alle caratteristiche costruttive degli edifici ed agli elementi dei
singoli ambienti di lavoro:
servizi igienico assistenziali: si deve prevedere la presenza di docce, servizi igienici,
spogliatoi ed eventualmente di un locale adibito a refettorio. Le caratteristiche che
tali ambienti dovranno avere saranno oggetto di approfondimento in un apposito
paragrafo del prossimo capitolo;
ambienti di lavoro:
o altezze dei locali: i locali dove vengono eseguite lavorazioni, con un numero di
dipendenti maggiore di 5, devono avere:
ing. Maines Fernando
89
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
altezza netta superiore ai seguenti limiti (altezze minori sono
consentite in presenza di adeguati mezzi di ventilazione):
• a pianterreno:
o 3,00 in pianura e fondovalle;
o 2,60 ad altitudine superiore a 700 m;
• piani superiori:
o 2,60 in pianura e fondovalle;
o 2,40 ad altitudine superiore a 700 m;
• nei locali non destinati a presenza permanente (corridoi,
depositi, servizi igienici, ….):
o 2,20
cubatura non inferiore a 10 m3;
superficie non inferiore a 2 m2 per addetto e comunque non inferiore a
8 m2;
finestre con superficie:
• ≥1,20 m2 in pianura e fondovalle;
• ≥0,80 m2 ad altitudine superiore a 700 m;
• ≥1/8 della superficie del locale a pianterreno;
• ≥1/10 della superficie del locale ai piani superiori;
nel caso di ambienti sotterranei è necessaria la presenza di impianti in grado
di assicurare idonee condizioni (di temperatura, di umidità, di illuminazione,
di ricambio dell’aria, …) in funzione del tipo di attività lavorativa svolta;
aperture nel suolo: le aperture, le buche, i pozzi devono essere protetti
tramite solide coperture o recinzioni, in modo da evitare le cadute di persone
al loro interno, ad esempio con un parapetto con arresto al piede. Anche le
aperture nelle pareti che espongono al rischio di caduta per dislivelli superiori
ad un metro devono essere protette con parapetto normale o con apposite
barriere;
illuminazione: gli ambienti di lavoro e di passaggio devono disporre di
sufficiente luce naturale o artificiale per organizzare una sufficiente visibilità e
tanto da salvaguardare la salute ed il benessere dei lavoratori; le intensità
dovranno essere:
non inferiore a 40 lux nei luoghi in cui si eseguono lavori grossolani
che non richiedono lettura di strumentazioni;
non inferiore a 100 lux nei luoghi in cui si eseguono lavori più fini ad
esempio che richiedono lettura di strumentazioni;
consentire un’attenta vigilanza (illuminazione diretta) nel caso di
strumenti di controllo e di indicatori in genere delle macchine operatrici
che presentano pericolo di infortunio;
pavimenti: per rendere sicuro il movimento dei lavoratori, i pavimenti non
devono presentare buche o sporgenze pericolose ed essere sgombri da
materiali che ostacolano la normale circolazione. La loro superficie deve
essere antisdrucciolevole e, in presenza di sostanze liquide o putrescibili,
dovranno avere una pendenza sufficiente per avviare rapidamente i liquidi
verso i punti di raccolta e di scarico;
vie e uscite di emergenza: devono avere un altezza minima di 2 m e
larghezza minima conforme a quanto disposto dalla normativa vigente in
materia antincendio (maggiori informazioni saranno fornite nello specifico
capitolo relativo agli impianti di cantina). Le porte devono essere apribili verso
l’esterno e non devono essere chiuse a chiave. Le vie e le uscite di emergenza
devono:
essere evidenziate da apposita segnaletica, durevole e ben collocata;
essere collocate in modo da permettere al lavoratore di raggiungere il
più rapidamente possibile un luogo sicuro. Nei locali di lavoro e di
deposito non sono ammesse, come porte di uscita di emergenza, porte
scorrevoli verticalmente, saracinesche a rullo, porte girevoli su asse
centrale;
o
o
o
o
o
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90
Elementi per la progettazione di una cantina
o
o
o
o
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Analisi preliminare
porte e portoni: i locali devono essere dotati di porte apribili dall’interno che
consentano una rapida uscita delle persone; quando le porte sono apribili nei
due versi, devono essere trasparenti con un segno indicativo il verso di
passaggio all’altezza degli occhi e protette contro lo sfondamento. L’altezza
delle porte deve essere di almeno 209 cm (per semplici passaggi sono
sufficienti 190 cm) e larghezze di almeno 60 cm per passaggi semplici e di
almeno 80 cm in presenza di passaggi con possibili incroci;
percorsi di circolazione: in presenza di frequenti passaggi di mezzi meccanici
(trattori, carrelli trasportatori, …) è opportuno prevedere corsie riservate al
traffico pedonale. Si deve cercare di evitare le intersezioni e la
contemporanea presenza di percorsi destinati alle attività operative e di quelli
dedicati ad attività non operative (percorsi di visita, …). I rischi di incidenti
possono essere ulteriormente ridotti con l’introduzione di idonea segnaletica e
di codici cromatici per differenziare i diversi percorsi;
tubazioni fisse: dove è possibile possono evitare l’utilizzo di tubazioni mobili
che risultano di disturbo allo svolgimento delle normali operazioni di cantina e
di ostacolo al passaggio di persone e di mezzi;
tramogge di raccolta uva: devono essere protette dal rischio di caduta degli
operatori al loro interno. Al fine di eliminare tali rischi devono essere adottate
appropriate misure per proteggere i lavoratori autorizzati ad accedere alle
zone di pericolo, quali la presenza lungo il perimetro della tramoggia non
interessata allo scarico, di parapetto normale, mentre per la parte interessata
allo scarico delle uve, dovrà essere individuata una protezione compatibile
con le esigenze di lavorazione:
parte superiore della tramoggia chiusa da sbarre resistenti poste ad
una distanza più limitata possibile in relazione alla necessità del
passaggio del prodotto;
parapetto apribile munito di dispositivo di blocco che permette
l’azionamento della coclea solo a protezione chiusa.
posti di lavoro sopraelevati: i balconi, i posti di lavoro o di passaggio
sopraelevati, i piani di carico di altezza superiore a 1,5 m, le scale, comprese
le rampe di accesso, devono essere provvisti, su tutti i lati aperti, di parapetti
completi con corrimano alti almeno 1 m (corrente intermedio a 45 cm da
terra), con arresto al piede (alto almeno 15 cm) o difese equivalenti, allo
scopo di impedire la caduta di oggetti e delle persone. Il paviment0 è
generalmente in grigliati antiscivolo di acciaio inox o di alluminio. Tali
strutture devono essere appoggiate a muri portanti, a pilastri oppure ai
serbatoi mediante apposite piastre;
solai: nel caso di locali destinati a deposito, i solai devono essere costruiti in
modo da sopportare il relativo carico massimo che deve essere chiaramente
indicato su una parete, espresso in kg per metro quadro di superficie; il
materiale, pertanto, dovrà essere distribuito razionalmente per garantire la
massima stabilità del piano di carico;
locali di deposito di carte, cartoni e film plastici: in tali locali devono essere
installati apparecchi estintori portatili di primo intervento, mantenuti in
efficienza e controllati almeno ogni 6 mesi da personale esperto. Per depositi
con quantitativi superiori a 5000 kg o con superficie lorda superiore a 400 m2
deve essere presente idoneo impianto antincendio come descritto più
dettagliatamente nel capitolo dedicato agli impianti;
manutenzione degli ambienti di lavoro: gli edifici, gli ambienti di lavoro, i
servizi accessori devono essere costruiti e mantenuti in buono stato di
efficienza in relazione alle condizioni di uso ed alle necessità di sicurezza;
scale fisse a gradini: come ogni altro tipo di passaggio, devono essere
costruite per resistere a carichi massimi, in modo da garantire, anche durante
situazioni di emergenza, la sicurezza del lavoratore; la pendenza deve essere
91
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
inferiore ai 35° e i gradini devono essere adeguatamente dimensionati72 e le
scale, con i relativi pianerottoli (almeno uno ogni 15 scalini), devono essere
provviste, in corrispondenza dei lati aperti, di parapetto alto almeno 1 m,
parallelo alla rampa, partenza a piombo del primo gradino e con arresto al
piede; se la scala è confinata fra due pareti, deve essere munita di corrimano
su almeno un lato. Le scale a chiocciola devono essere evitate, se possibile, in
quanto scomode;
o scale fisse a pioli: se l’altezza di queste scale supera i 5 m e la pendenza è
maggiore di 75°, a partire da 2,5 m dal pavimento, deve essere montata una
gabbia metallica di protezione, ad una distanza non superiore a 60 cm dai
pioli, per impedire la caduta dei lavoratori; i pioli devono distare dalla parete
almeno 15 cm; se l’applicazione della gabbia non è possibile, devono essere
comunque adottate misure di sicurezza contro il pericolo di cadute. Il
corrimano può essere sostituito da un cavo per l’aggancio con il moschettone
dell’imbragatura.
impianti: in cantina diversi impianti possono essere causa di infortuni oppure
produrre effetti negativi, nel lungo termine, per la salute degli operatori (tali aspetti
verranno presi in esame e approfonditi nel capitolo dedicato agli impianti). In questa
sede, a titolo di esempio, analizziamo alcuni aspetti dell’impianto elettrico. A partire
dal punto di fornitura ENEL, l’impianto deve essere installato in ottemperanza a
quanto stabilito dal D.P.R. 547/77 e dalle norme CEI. Inoltre sarà opportuno tener
conto della L. 46/90 e del relativo regolamento di attuazione (D.P.R. 477/91) per
impianti nuovi o che comunque abbiano avuto modifiche sostanziali. In particolare:
o tutti i circuiti che alimentano prese a spina devono essere protetti mediante
interruttore differenziale nominale inferiore od uguale a 30 mA;
o in tutti i luoghi umidi o bagnati gli impianti devono essere protetti
dall’umidità; tale grado di protezione deve essere IP44 o superiori (il marchio
è riportato sui componenti);
o le lampade elettriche portatili, usate in luoghi bagnati o molto umidi, devono
essere alimentate a tensione non superiore a 25 V.
o sulla porta dell’eventuale cabina di trasformazione a servizio della cantina sia
esposta, ben visibile, un cartello indicante pericolo e divieto di ingresso;
all’interno della cabina deve essere presente un mezzo di illuminazione
sussidiario indipendente;
o tutte le strutture ed i recipienti metallici, sia esterni che interni devono essere
collegati elettricamente a terra.
macchine ed attrezzature:
o macchine operatrici: gli organi lavoranti delle macchine e le relative zone di
operazione, quando possono costituire pericolo, devono, per quanto possibile,
essere protetti o segregati mediante griglie metalliche o barriere trasparenti
oppure provvisti di dispositivi di sicurezza (barriere a fotocellula, sensori
infrarosso, …). All’acquisto di una macchina o di attrezzature per cantina è
necessario richiedere la dichiarazione CE di conformità secondo quanto
previsto dalla Direttiva Macchine (2006/42/CE) che stabilisce i requisiti di
igiene e sicurezza che debbono obbligatoriamente possedere macchine ed
attrezzature per poter essere immessi sul mercato, le procedure di
certificazione, gli obblighi relativi in capo a progettisti, fabbricanti,
commercianti, installatori, ecc.;
o motori: se costituiscono pericolo per chi li avvicina, devono essere installati in
un apposito locale (il cui accesso deve essere vietato ai non autorizzati
tramite avviso) o comunque reso inaccessibile;
o vasche di fermentazione: quelle sopra le quali è necessario lavorare o
comunque accedere, devono essere protette con parapetto normale, installato
sulla vasca stessa o sulla passerella di accesso;
72
I gradini sono costituiti da una alzata (compresa fra 15 e 20 cm) e da una pedata (compresa fra 28 e 30 cm). Il
dimensionamento è corretto qualora la somma dell’alzata e del doppio della pedata e compreso fra 60 e 65 cm.
ing. Maines Fernando
92
Elementi per la progettazione di una cantina
Analisi preliminare
saldatrici: nelle operazioni di saldatura effettuate in officina è obbligatorio
prevedere un adeguato impianto di ventilazione proporzionato alla cubatura
del locale.
depositi di prodotti enologici: devono essere fisicamente isolati ed adibiti
esclusivamente a tale scopo. Deve essere presente una finestra o un impianto di
ventilazione che garantisca il ricambio dell’aria; il pavimento e le pareti devono
essere lavabili; deve inoltre essere presente un rubinetto di erogazione dell’acqua. In
presenza di poche confezioni è sufficiente un armadio chiuso a chiave, lontano da
depositi di alimenti ad uso umano o zootecnico.
o
Non si devono trascurare i rischi connessi alle prestazioni dei materiali utilizzati per la
costruzione della cantina. Per una corretta valutazione di tali aspetti è fondamentale la
Direttiva Europea 89/106/CE del 21 dicembre 88 relativa alla conformità dei materiali da
costruzione per una definizione oggettiva della resistenza meccanica, del comportamento in
caso di incendio, la presenza di fonti di pericolo per l’igiene e la sicurezza degli operatori, la
protezione contro il rumore e l’isolamento termico. La Direttiva, inoltre, definisce la procedura
di campionamento e di controllo per l’ottenimento della Dichiarazione CE di conformità; questo
deve riportare il nome e l’indirizzo dell’organismo notificante, il numero di certificato, il nome e
l’indirizzo del produttore, la descrizione del prodotti, le specifiche tecniche e le condizioni
particolari di impiego.
ing. Maines Fernando
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