In questo lavoro, abbiamo sviluppato un modello di simulazione del sistema di approvvigionamento idrico di una società di prodotti lattiero-caseari, con sede a Parma, Italia. L’approccio simulativo ha lo scopo di identificare le aree del sistema in cui l’efficienza potrebbe essere notevolmente migliorata mediante semplici modifiche.
Il consumo di acqua nei paesi industrializzati è in continuo aumento: è circa raddoppiato nell’arco degli ultimi due decenni. In diversi paesi l’esaurimento e la contaminazione delle fonti sotterranee sono diventate questioni centrali. L’adozione di soluzioni per il risparmio idrico genera quindi importanti benefici anche dal punto di vista economico. I vantaggi derivano dalla diminuzione dei costi di approvvigionamento ma anche dall’abbattimento delle spese per lo smaltimento delle acque reflue.
Tra gli altri, ovviamente, anche l’ambito alimentare è soggetto questa problematica. Il caso studio presentato è riferito, in particolare, al settore lattiero-caseario. Una fase critica per il consumo idrico, in questi contesti, è quella di pulizia e Cleaning-In-Place (CIP). Il tempo e i consumi relativi a tale attività sono molto elevati: si va dalle 4 alle 6 ore al giorno. Ne deriva che la percentuale di acque reflue provenienti dai processi di CIP è compresa tra il 50 e il 95%, in funzione della tipologia di azienda e del suo livello tecnologico.FMB ha svolto un’attività di collaborazione con una società parmense, mirata alla razionalizzazione del layout del circuito idrico e delle politiche di gestione della risorsa. Il lavoro si è basato anche sullo sviluppo di un modello di simulazione che ha riprodotto il circuito di distribuzione.
Inizialmente il modello di simulazione è stato utilizzato per riprodurre il sistema attuale. Nella seconda parte del lavoro, abbiamo sviluppato ed analizzato una serie di scenari alternativi, valutandone le prestazioni e identificando il migliore.
La linea di distribuzione idrica dell’azienda è molto complessa, ed è divisa in due sezioni principali: una per le linee di produzione del formaggio, l’altra per gli impianti di produzione del burro. In totale nello stabilimento si contano 10 utenze idriche, ma i principali prelievi idrici, per entrambe le sezioni produttive, sono riconducibili agli impianti di Cleaning-In-Place (CIP).
Il primo passo del lavoro è stato comprendere le inefficienze della linea nella sua configurazione originale. Per fare questo, abbiamo sviluppato un simulatore ad eventi discreti in ambiente Excel, sfruttando il linguaggio di programmazione Visual Basic for Applications (VBA). Abbiamo riprodotto fedelmente la linea, compresi i serbatoi di stoccaggio, i nodi del circuito, le valvole e tutte le utenze.
Anche le logiche operative del sistema sono state analizzate con l’aiuto del personale dell’azienda e incluse nel simulatore. Abbiamo considerato in dettaglio le fasi di funzionamento degli impianti, i cicli di accensione e spegnimento delle pompe di alimentazione, il livello di riempimento dei serbatoi.
La fase successiva è stata l’analisi di scenari alternativi utilizzando il simulatore. Questo tipo di analisi WHAT-IF ci ha permesso di quantificare l’impatto delle varie leve operative sul sistema. Siamo stati in grado di identificare uno scenario che avrebbe portato l’azienda ad una riduzione del consumo di acqua del 7,2%. E’ stato anche ridefinito l’intero layout della linea di distribuzione idrica del reparto di produzione burro.
In termini di volume, la riduzione del fabbisogno di acqua è stata pari a 211,58 m3 ogni 2 settimane, con un assorbimento medio giornaliero da parte della società di circa 210 m3.
Questo studio è un esempio di come la simulazione a eventi discreti può essere uno strumento fondamentale nella gestione dei processi. Consente infatti di prevedere le performance di nuove configurazioni di un sistema, prima della loro realizzazione fisica. Questo è un vantaggio importante per le aziende, in quanto può orientare le decisioni strategiche attraverso un’analisi WHAT-IF. Una volta impostata la logica di base del modello di simulazione è infatti molto veloce ed economico modificare alcune parti del layout e valutarne l’impatto sul sistema.
