M.C.A. sas
Applicazione industriale — Trattamento acque

Misura interfase acqua-olio in disoleatori industriali e vasche API

Il sensore a impedenza automatizza lo scarico dell'olio accumulato e protegge dalla saturazione del separatore. Conforme D.Lgs 152/2006 (idrocarburi totali ≤5 mg/L acque superficiali, ≤10 mg/L fognatura) e UNI EN 858. Configurazione switch e misura continua.

Il problema Normativa Come funziona Switch vs continuo Applicazioni Materiali SCADA e telecontrollo ROI regolatorio FAQ Richiedi analisi

Il problema: controllo manuale dell'olio accumulato

Nei disoleatori, vasche API e separatori a coalescenza dell'industria pesante (raffinerie, petrolchimica, metalmeccanica, navale), l'olio galleggia progressivamente in superficie e si accumula nel comparto di raccolta. Senza automazione un operatore deve controllare periodicamente il livello visivo e attivare lo spurgo, con due rischi opposti:

Il sensore a impedenza risolve entrambi i problemi: attiva lo spurgo esattamente quando l'olio ha raggiunto la quota di accumulo target — né prima né dopo. Su impianti grandi come le vasche API o i separatori multi-stadio di raffineria, la misura continua aggiunge il monitoraggio dello spessore dello strato di olio nel tempo per allarmi predittivi e integrazione SCADA.

Quadro normativo italiano: D.Lgs 152/2006 e UNI EN 858

D.Lgs 152/2006 — Limiti scarico idrocarburi totali

Il D.Lgs 3 aprile 2006, n. 152, Allegato 5, Tabella 3, parametro 37 (Idrocarburi totali) fissa i limiti di scarico per gli effluenti industriali contenenti idrocarburi:

Tipologia di scarico Limite idrocarburi totali
Scarico in acque superficiali (corpi idrici, fiumi, laghi, mare) ≤ 5 mg/L
Scarico in pubblica fognatura ≤ 10 mg/L

Il superamento del limite costituisce illecito amministrativo (sanzioni tipicamente 6.000-60.000 €), può comportare la sospensione dell'autorizzazione allo scarico e nei casi più gravi configura responsabilità penale del titolare e del dirigente preposto. Il sensore di interfase non sostituisce le analisi periodiche obbligatorie ma riduce drasticamente il rischio di superamento dei limiti garantendo lo spurgo programmato dell'olio prima della saturazione del separatore.

UNI EN 858 — Norma tecnica europea per separatori di liquidi leggeri

La UNI EN 858-1:2005 regolamenta i separatori per liquidi leggeri (oli minerali, idrocarburi) e definisce due classi di prestazione:

Classe Tecnologia Olio residuo Tipico utilizzo
Classe I Con elemento a coalescenza ≤ 5 mg/L Scarico diretto in acque superficiali, conformità D.Lgs 152/2006 senza ulteriori trattamenti
Classe II Sola decantazione gravitazionale ≤ 100 mg/L Scarico in pubblica fognatura o trattamento ulteriore prima dello scarico in acque superficiali

Il sensore a impedenza si applica in entrambe le classi per automatizzare lo spurgo dell'olio accumulato. Nella Classe I con coalescenza la presenza di emulsioni intermedie favorisce l'uso della sonda a barra continua che gestisce gli strati di mulch layer, mentre nei separatori Classe II a sola decantazione è generalmente sufficiente la sonda a tubo switch.

Esclusioni della UNI EN 858: la norma NON si applica a emulsioni stabili, grassi e oli di origine animale o vegetale (per i quali si usa il D.Lgs 152/2006 Allegato 5 Tabella 3, parametro 36 — limite ≤20 mg/L acque superficiali, ≤40 mg/L fognatura). Per olii vegetali/animali stabili la tecnologia a impedenza ha applicabilità limitata: verificare caso per caso la presenza di tensioattivi e la stabilità dell'emulsione.

Come funziona il sistema automatizzato

  1. Sensore in acqua (alta conducibilità, tipicamente 500-5.000 µS/cm in acque industriali): relay in stato "acqua" → valvola di spurgo olio chiusa, scarico effluente attivo.
  2. Olio accumulato che raggiunge la quota del sensore (bassa conducibilità, <0,1 µS/cm per idrocarburi): l'elettrodo entra in olio → relay commuta in stato "olio" → valvola di spurgo aperta verso il serbatoio di raccolta olio recuperato.
  3. Spurgo completato: il livello di olio scende, il sensore torna in acqua → relay torna in stato "acqua" → valvola di spurgo chiusa.
  4. Configurazione a doppia soglia (opzionale): un sensore al livello massimo (avvia spurgo) e uno al livello minimo (ferma spurgo) — evita cicli troppo brevi e ottimizza la concentrazione dell'olio recuperato.

Per impianti grandi con monitoraggio continuo (vasche API di raffineria, separatori CPI multi-stadio), la configurazione tipica usa la sonda a barra continua che fornisce in tempo reale lo spessore dello strato di olio accumulato come segnale 4-20 mA, permettendo: ottimizzazione predittiva degli interventi di spurgo, allarmi sulla velocità di accumulo (anomalo = indicatore di malfunzionamento del trattamento upstream), integrazione con SCADA centralizzato.

Switch puntuale o misura continua: quando scegliere quale

Aspetto Sonda a tubo (switch) Sonda a barra (continua)
Apparecchiatura tipica Disoleatori industriali standard, separatori a coalescenza piccoli/medi Vasche API di raffineria, separatori CPI/TPI multi-stadio, impianti acque di sentina grandi
Cosa misura Soglia di accumulo olio raggiunta o no (binary) Spessore dello strato di olio in continuo (proporzionale)
Uscita Relay (contatto pulito) → ingresso digitale PLC 4-20 mA HART → ingresso analogico PLC/DCS/SCADA
Logica di controllo Avvia/ferma spurgo a soglia fissa Monitoraggio continuo, allarmi predittivi su velocità di accumulo, ottimizzazione SCADA
Funziona con emulsioni intermedie No (fasi devono essere fisicamente separate) Sì (gestisce mulch layer e emulsioni)
Pagina pillar dedicata Misura di livello interfase (switch) Misura continua livello interfase
Investimento indicativo 10.000-15.000 € 10.000-20.000 €

Regola pratica: per disoleatori standard di stabilimento singolo lo switch è sufficiente e conveniente. Per impianti multi-stadio (vasche API + CPI + DAF), per stabilimenti con SCADA centralizzato che richiede dati continui, e ovunque sia presente uno strato di emulsione persistente, la sonda a barra continua è la scelta corretta. In impianti grandi le due tecnologie spesso coesistono: switch per protezione di soglia, continua per monitoraggio operativo.

Applicazioni industriali della misura interfase acqua-olio

1. Vasche API in raffineria e petrolchimica

Lo standard di trattamento primario per acque di processo e drenaggi di raffineria. La vasca API (American Petroleum Institute) realizza la separazione gravitazionale primaria: l'olio si accumula in superficie verso lo skimmer di raccolta. Il sensore di interfase comanda l'attivazione dello skimmer e segnala accumuli anomali. Tipicamente è la prima applicazione del sensore in una raffineria, con configurazione mista: sonda a barra per monitoraggio continuo + sonda a tubo per allarme di soglia.

2. Separatori CPI / TPI / PPI di raffineria

Separatori a placche corrugate (Corrugated Plate Interceptor), inclinate (Tilted Plate) o parallele (Parallel Plate) installati a valle delle vasche API per separazione fine. Le placche aumentano la superficie di separazione gravitazionale e riducono le dimensioni del separatore a parità di portata. Il monitoraggio continuo dello strato di olio in uscita CPI è un indicatore di efficienza dell'API a monte: una velocità di accumulo crescente segnala problemi di funzionamento del trattamento primario.

3. Separatori a coalescenza in chimica e petrolchimica

Separatori dotati di elemento coalescente (filtro reticolare, lamelle inclinate) che aggrega le gocce di olio finemente disperse in gocce più grandi che risalgono per gravità. Sono tipicamente conformi UNI EN 858 Classe I con olio residuo ≤5 mg/L. Lo strato di olio sopra l'elemento coalescente richiede spurgo periodico al serbatoio di raccolta — il sensore di interfase comanda direttamente l'elettrovalvola di spurgo o pilota la pompa di estrazione.

4. Impianti trattamento acque di sentina (settore navale e portuale)

Le acque di sentina di navi e imbarcazioni contengono miscele di acqua, oli minerali (lubrificanti, gasoli) e detergenti. Gli impianti di trattamento di porti e cantieri navali usano disoleatori dedicati — il sensore di interfase automatizza lo spurgo dell'olio raccolto in conformità alla MARPOL Annex I e alle specifiche italiane. Materiali standard 316L, esecuzione marine-proof per ambienti salini.

5. Trattamento oli da taglio esausti — metalmeccanica

Le officine metalmeccaniche (lavorazioni meccaniche, stampaggio, deformazione plastica) generano grandi volumi di acque emulsionate da oli da taglio (cutting fluids, lubrorefrigeranti). Dopo demulsificazione (chimica o meccanica), il decantatore separa la fase oleosa recuperabile dalla fase acquosa per il trattamento. Il sensore di interfase automatizza lo spurgo della fase oleosa dal decantatore. Materiali consigliati: PTFE per l'elettrodo (resiste a tensioattivi), 316L o duplex per la flangia in funzione della concentrazione di cloruri nei lubrorefrigeranti. Approfondimento normativo (codice CER 12 01 09*, CONOU, D.Lgs 95/1992) e ROI economico nella guida dedicata oli da taglio metalmeccanica.

6. Recupero olio da slop tank e morchie

Serbatoi di raccolta di slop oil e morchie da operazioni di pulizia, drenaggi straordinari, manutenzioni di apparecchiature di processo. Dopo decantazione lenta (giorni-settimane) si separa l'olio recuperabile dall'acqua di fondo. Il sensore di interfase consente lo scarico programmato dell'acqua di fondo quando l'interfaccia raggiunge la soglia, senza perdita dell'olio recuperabile. Configurazione tipica: sonda a barra continua per monitoraggio della separazione lenta + sonda a tubo per allarme di soglia.

7. Impianti di prima pioggia di stabilimenti industriali

Negli stabilimenti industriali con grandi piazzali contaminabili da idrocarburi (depositi carburanti, parcheggi industriali, aree di carico/scarico), la prima pioggia (primi 5 mm) viene raccolta in vasche dedicate per trattamento prima dello scarico. Il disoleatore di prima pioggia richiede spurgo dell'olio accumulato dopo eventi meteorici. Il sensore di interfase automatizza la gestione, particolarmente utile in stabilimenti multi-sito con gestione remota via SCADA.

Materiali e configurazione per acque industriali

Componente Standard Quando passare a versione speciale
Elettrodo di misura PTFE (spessore tipico 1,2 mm) Standard adeguato in tutti i casi: PTFE è inerte a idrocarburi, oli da taglio, tensioattivi e additivi tipici delle acque industriali
Flangia / corpo sonda — standard Acciaio inox 1.4404 (AISI 316L) Adeguato per la maggior parte delle acque industriali con cloruri <30.000 mg/L e pH 5-10
Flangia — ambienti salini o acque iperhaline Duplex UNS S31803 (PREN ~35) Per cloruri >30.000 mg/L (ambiente navale, acque di sentina), resistenza superiore al pitting
Flangia — pH estremi sostenuti Super-duplex UNS S32750 o leghe nichel Per pH <4 o >11 sostenuti (raro nei disoleatori standard, possibile in trattamenti acidi/basici a monte)
Guarnizioni VITON (FKM) — buona resistenza a idrocarburi, tensioattivi, oli da taglio EPDM per applicazioni con vapore CIP (lavaggio sanificazione), PTFE encapsulato per ambienti molto aggressivi
Connessione processo Flangia DN 50 o ANSI 2" (PN16/40 o 150 lbs) DN 80 / ANSI 3" su separatori grandi, attacchi filettati per disoleatori standard piccoli
Grado di protezione IP 68 (testa di connessione) | IP 66 (pressacavo) Esecuzione marine-proof / seawater-resistant per applicazioni navali e portuali
Certificazione ATEX II 1/2G Ex d ia IIC T6 (Direttiva 2014/34/EU) Standard nei disoleatori di raffineria e petrolchimica. Verificare classificazione del DVR per altri siti.

Integrazione SCADA e telecontrollo remoto

Negli impianti industriali moderni il disoleatore non è un'apparecchiatura isolata ma fa parte di un sistema più ampio di gestione delle acque. Il sensore di interfase si integra naturalmente con i sistemi di supervisione e telecontrollo esistenti.

SCADA stabilimento

L'uscita relay (switch) o 4-20 mA HART (continua) si integra in qualsiasi piattaforma SCADA: Siemens WinCC, Rockwell FactoryTalk, GE iFix, Wonderware. Allarmi di soglia, registrazione storica, dashboard centralizzate.

DCS petrolchimico/raffineria

Per vasche API e separatori in raffineria, integrazione diretta con DCS Honeywell Experion, Yokogawa Centum, Emerson DeltaV. HART per diagnostica, dati di processo nel data historian.

Telecontrollo multi-sito

Per stabilimenti multi-sito o gestioni navali con più porti, il segnale del sensore può essere remotato via gateway IoT industriale (4G, LoRaWAN, ethernet) verso una piattaforma di telecontrollo centrale. Manutenzione predittiva e ottimizzazione interventi su flotte di disoleatori.

Allarmi predittivi

La sonda a barra continua permette di rilevare velocità di accumulo anomale dell'olio, indicatore precoce di malfunzionamento del trattamento upstream o di sversamenti accidentali. L'allarme arriva prima che il separatore vada in saturazione.

ROI: il vero ritorno è regolatorio e operativo

Per il cliente trattamento acque il ritorno principale non è il valore dell'olio recuperato (è un sottoprodotto da smaltire) ma la riduzione del rischio normativo e l'ottimizzazione operativa. Ecco le voci principali:

Sanzioni D.Lgs 152/2006 evitate

Il superamento del limite idrocarburi totali (5 mg/L acque superficiali, 10 mg/L fognatura) comporta sanzioni amministrative tipicamente nell'ordine di 6.000–60.000 € per violazione, oltre alla potenziale sospensione dell'autorizzazione allo scarico e responsabilità penale del dirigente nei casi più gravi.

Riduzione interventi straordinari

Senza sensore, gli interventi di pulizia da ditta autorizzata (svuotamento del comparto olio) sono programmati a calendario indipendentemente dall'effettivo livello di accumulo. Costo tipico: 500-2.000 €/intervento. Con il sensore gli interventi sono programmati sulla base reale: riduzione tipica 30-50%.

Ottimizzazione codice CER smaltimento

Un'acqua oleosa raccolta tempestivamente quando è ancora concentrata viene classificata e smaltita come rifiuto oleoso (CER 13.05.*) a costo specifico inferiore rispetto a una miscela acqua/olio diluita raccolta tardivamente. Il delta sui volumi annui di un impianto industriale può essere significativo.

Continuità di scarico autorizzato

Un disoleatore in saturazione blocca l'intera linea acque dello stabilimento, costringendo a soluzioni di emergenza (autobotti, scarico in ATO temporaneo, in casi estremi sospensione di lavorazioni). Il valore della continuità operativa supera spesso il costo del sensore in un singolo evento evitato.

Esempio numerico — stabilimento metalmeccanico medio: 1 disoleatore industriale per acque contaminate da oli da taglio, 8 interventi straordinari/anno a 1.200 €/intervento = 9.600 €/anno. Con sensore ottimizzato: 4-5 interventi/anno = ~5.500 €/anno → risparmio ~4.000 €/anno solo sugli interventi. Aggiunto un evento di non conformità evitato (sanzione minima ~6.000 €) = ROI in <3 anni anche escludendo il valore della continuità di scarico.

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FAQ — Misura interfase acqua-olio in trattamento acque

Quali limiti normativi italiani impone il D.Lgs 152/2006 sugli idrocarburi nelle acque scaricate?

Il D.Lgs 152/2006, Allegato 5, Tabella 3, parametro 37 (Idrocarburi totali) fissa i seguenti limiti: ≤5 mg/L per scarico in acque superficiali, ≤10 mg/L per scarico in pubblica fognatura. Il superamento del limite costituisce illecito amministrativo (sanzioni 6.000-60.000 €) o penale nei casi più gravi. Il sensore di interfase non sostituisce le analisi periodiche obbligatorie dell'effluente, ma riduce drasticamente il rischio di superamento garantendo lo scarico programmato dell'olio prima della saturazione del separatore.

Cosa cambia tra separatori EN 858 di Classe I e Classe II?

La UNI EN 858-1:2005 definisce due classi di separatori per liquidi leggeri (oli minerali, idrocarburi) in base al contenuto residuo di olio nell'effluente trattato. Classe I (con coalescenza): olio residuo ≤5 mg/L, adatti allo scarico diretto in acque superficiali. Classe II (senza coalescenza, sola decantazione): olio residuo ≤100 mg/L, richiedono trattamento ulteriore prima dello scarico in acque superficiali, generalmente accettati in pubblica fognatura. La taratura del galleggiante è tipicamente per liquidi leggeri con densità 0,85 g/cm³. Il sensore a impedenza si applica in entrambe le classi per automatizzare lo spurgo dell'olio accumulato.

Mi serve uno switch o una misura continua nel mio impianto trattamento acque?

Switch puntuale (sonda a tubo TSS): per disoleatori e vasche standard dove serve solo segnalare il raggiungimento della soglia di accumulo olio e comandare lo spurgo. Tipicamente la soluzione più economica e adatta a stabilimenti con uno o pochi separatori. Misura continua (sonda a barra STM): per impianti grandi come vasche API di raffineria, separatori CPI multi-stadio, dove serve il monitoraggio continuo dello spessore dello strato di olio per ottimizzare i tempi di spurgo, integrarsi con SCADA centralizzato e generare allarmi predittivi su malfunzionamenti del separatore.

Quali materiali servono per acque industriali aggressive?

Elettrodo in PTFE: standard, inerte a tutti gli idrocarburi, oli da taglio, tensioattivi, soluzioni acide o basiche moderate. Flangia e corpo: acciaio inox 1.4404 (AISI 316L) per condizioni standard di disoleatori industriali. Per acque iperhaline o con cloruri >30.000 mg/L: duplex UNS S31803 (PREN ~35) o super-duplex UNS S32750 (PREN ~42) per resistenza al pitting. Per pH estremi (<4 o >11) sostenuti: leghe nichel speciali, in casi rari Hastelloy. Specificare composizione effettiva delle acque in fase di analisi applicativa.

Il sensore funziona se l'olio è emulsionato nell'acqua?

Per la sonda a tubo (switch): se l'olio è finemente emulsionato, le due fasi non sono fisicamente separate e il sensore non distingue — occorre prima un sistema di rottura dell'emulsione (coalescente, centrifuga, chiariflocculazione). Per la sonda a barra continua: gestisce nativamente strati di emulsione e mulch layer, ed è la tecnologia di scelta nei separatori a coalescenza dove l'emulsione transitoria fa parte del processo. È una delle differenze chiave tra i due regimi di misura.

In quali apparecchiature industriali si applica la misura interfase acqua-olio?

Le principali sono: vasche API di raffinerie e impianti petrolchimici (separazione gravitazionale primaria); separatori CPI/TPI/PPI di raffineria per separazione fine; separatori a coalescenza in impianti chimici e petrolchimici; impianti di trattamento acque di sentina di navi e porti; trattamento acque emulsionate da oli da taglio esausti in metalmeccanica; recupero olio da slop tank e morchie industriali; impianti di prima pioggia di stabilimenti industriali con grandi piazzali.

Si può integrare con SCADA o telecontrollo remoto?

Sì. Lo switch (sonda a tubo) si interfaccia via relay agli ingressi digitali del PLC stabilimento, da cui il segnale viene portato allo SCADA centrale. La misura continua (sonda a barra) ha uscita 4-20 mA HART standard, integrabile direttamente in qualsiasi piattaforma SCADA o sistema di telecontrollo. Per stabilimenti multi-sito (es. raffinerie con più separatori, gestioni navali con più porti) il telecontrollo remoto consente la supervisione centralizzata e la generazione di allarmi predittivi su malfunzionamenti dei separatori — utile per ottimizzare manutenzione e ridurre interventi straordinari.

Qual è il ritorno economico di automatizzare un disoleatore industriale?

Il ROI principale non è il prodotto recuperato (l'olio recuperato è sottoprodotto da smaltire) ma la riduzione del rischio. Tre voci principali: 1) evitare sanzioni amministrative D.Lgs 152/2006 (6.000-60.000 € per superamento limiti scarico, oltre alla potenziale sospensione attività); 2) ridurre la frequenza di interventi straordinari di pulizia da ditta autorizzata (500-2.000 €/intervento) con un programma manutentivo basato sulla misura reale invece che su tempistica fissa; 3) ottimizzare il codice CER del rifiuto smaltito. ROI tipico: 12-24 mesi su un singolo separatore, più rapido per impianti multi-sito.

Il sensore richiede certificazione ATEX nei disoleatori industriali?

Dipende dalla classificazione del sito. Disoleatori che trattano acque con benzine, gasoli, solventi residui sono tipicamente in zona 1 o 2 secondo la classificazione del DVR aziendale. Il sensore è disponibile in versione standard II 1/2G Ex d ia IIC T6 secondo Direttiva 2014/34/EU. Per disoleatori che trattano solo oli minerali pesanti (oli motore, idraulici, lubrificanti) la classificazione ATEX può non essere richiesta. Indicare la classificazione esatta della zona all'ordine.

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Perché contattare MCA

Quando scegli una soluzione per la misura interfase acqua-olio in trattamento acque industriali, il punto non è solo automatizzare uno scarico. È capire se la configurazione è coerente con la classe EN 858 del separatore, se i materiali reggono le acque specifiche del tuo processo, se il regime di misura giusto è lo switch o la misura continua per la dimensione dell'impianto, e se l'integrazione con SCADA esistente è prevista correttamente.

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