Una sorgente di caldo e freddo – Ae 63

Numero 63, luglio/agosto 2005
A Milano l’impianto di condizionamento di alcuni edifici pubblici
va… ad acqua. Quella della falda a 35 metri di profondità. Una scorta geotermica gratuita e un’alternativa ecologica. Non sempre però
 
Il naso all’insù punta il cetaceo che fluttua nell’aria. È uno scheletro. I pinguini sono più in là, sembrano vivi.
In pieno centro, a Milano, per le sale del Museo di Storia naturale tra animali impagliati e collezioni di insetti: fuori, il caldo di una giornata assolata di inizio estate; dentro, un fresco artificiale che arriva dal basso. Molto in basso.
Il nuovo impianto di condizionamento del Museo, realizzato nel più ampio progetto di ristrutturazione dell’edificio, si nota per i lunghi tubi colorati che corrono sui soffitti delle sale. Ma l’energia che serve ad alimentare il sistema si trova a 35 metri di profondità, ed è costituita dalle acque della falda cittadina. Quella stessa falda che, da quando le grandi industrie non ne consumano più l’acqua, continua a innalzarsi allagando periodicamente cantine, garage, metropolitane.
Il principio: le acque sotterranee di Milano hanno una temperatura pressochè costante nel corso dell’anno, che oscilla tra i 12 e i 14 gradi centigradi. Si tratta di una “scorta” geotermica abbondante e gratuita che può essere utilizzata per raffreddare (o riscaldare) gli edifici. Il sistema che permette di sfruttare questa “sorgente” si chiama “pompa di calore”, e, almeno in teoria, consente di risparmiare energia (e quindi denaro) e ridurre le emissioni inquinanti di un normale impianto di condizionamento a gasolio o gas.
Il Museo di Storia naturale non è il primo a sperimentare, a Milano, l’utilizzo dell’acqua di prima falda come fonte termica.
“L’idea iniziale risale ai lavori al Castello Sforzesco qualche anno fa” spiega Marco Falcer, responsabile per il Comune di Milano del servizio Progetti e lavori del settore edilizia per lo Sport e la Cultura. “Ora pressoché tutti gli adeguamenti per gli edifici di mia competenza prevedono il ricorso a pompe di calore”. Dopo il Castello, anche la Rotonda della Besana, mentre sono in corso i lavori per l’Acquario civico e in programma quelli per Villa Scheibler, a Quarto Oggiaro. “L’utilizzo di questi impianti permette costi di gestione più bassi e minor impatto ambientale. Oltre che ad abbassare, seppur di poco, la falda”. Tre pozzi spillano 25 litri di acqua al secondo ciascuno a una profondità di 35 metri, che poi viene raccolta in due vasche sotterranee da 100 metri cubi. D’inverno viene riscaldata a 45 gradi, d’estate raffreddata a 10 gradi. Poi viene distribuita nelle sale, dove apposite centraline l’utilizzano per riscaldare o raffreddare il getto d’aria che finisce nei tubi. Il risultato sono 20 gradi di temperatura nelle sale in inverno, 25 gradi d’estate (ma comunque sempre 7 in meno rispetto alla temperatura esterna, quando questa dovesse salire sopra i 32 gradi). Secondo la Tecno Immobili, l’azienda di Garbagnate che ha progettato e realizzato l’impianto, il sistema permette di risparmiare 180 mila euro l’anno. La cifra però si rifà al precedente regime di riscaldamento a combustibile, e non tiene conto dei costi aggiuntivi dovuti al condizionamento estivo, che prima non c’era. L’impianto (che ormai ha tre anni, anche se è a regime da uno) è costato 3 miliardi e 300 milioni di vecchie lire.
La pompa a calore sostituisce per il 95% il precedente impianto a gasolio, tuttora in funzione solo per il piano interrato e per i momenti di particolare rigidità invernale. Quindi le emissioni inquinanti sono in effetti state quasi azzerate. Tuttavia, l’energia consumata in questo processo è quella, elettrica, utilizzata dal compressore. E anche questa energia crea inquinamento, solo localizzato dalle parti della centrale elettrica che la produce. La domanda è quindi: un sistema a pompa di calore è in effetti efficiente ed ecologico?
Lorenzo Pagliano è direttore del Gruppo di ricerca sull’efficienza negli usi finali dell’energia del Dipartimento di Energetica, Politecnico di Milano, nonché membro del direttivo del European Council for an Energy Efficient Economy. Spiega: “La sorgente acqua è in effetti migliore dell’aria, quando si tratta di condizionamento a pompa di calore. Tuttavia prima di realizzare un impianto ex novo che consumi energia bisogna chiedersi: come è fatto l’edificio? Vanno considerati il livello di isolamento termico, la ‘tenuta’ degli infissi, il tipo di vetri (semplici, doppi, ‘basso emissivi’), la presenza o meno di efficaci protezioni solari esterne alle finestre, l’efficienza dell’impianto di illuminazione. Ma basterebbe anche solo verificare la possibilità di ventilare durante la notte l’edificio, per beneficiare del rinfrescamento conseguente durante il giorno. Solo dopo aver verificato queste strategie ‘passive’ di condizionamento, si può valutare la reale efficienza (energetica ed economica) di un simile impianto”.
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Un circuito “virtuoso”
La pompa di calore è una macchina in grado di trasferire calore da un ambiente a temperatura più bassa a un altro a temperatura più alta. Funziona con lo stesso principio del frigorifero e del condizionatore d’aria. Schematicamente, si tratta di un circuito chiuso (vedi a lato) percorso da un fluido che, a seconda delle condizioni di temperatura e di pressione in cui si trova, assume lo stato liquido o gassoso. Nel circuito sono presenti un compressore, un condensatore, un evaporatore e una valvola di espansione. Il mezzo esterno da cui si estrae calore è detto “sorgente fredda” e, nel caso del Museo di Storia naturale di Milano. è l’acqua di falda accumulata nella vasca sotterranea.
La pompa di calore assume indifferentemente le funzioni di riscaldamento o di raffreddamento, attraverso la valvola di espansione, che scambia tra loro le funzioni dell’evaporatore e del condensatore.
 
Il risparmio energetico per giacca e cravatta
La piccola rivoluzione l’ha iniziata il primo ministro Junichiro Koizumi. A inizio giugno, il premier ha invitato i rigorosi dipendenti pubblici giapponesi a lasciare a casa giacca e cravatta, per tutta l’estate, presentandosi in ufficio in maniche di camicia. L’idea in realtà è venuta al ministro dell’Ambiente Yuriko Loibe, dopo la decisione del governo di aumentare la temperatura dei condizionatori degli uffici pubblici da 25 a 28 gradi.
Scopo dichiarato del provvedimento (e della “nuova moda” conseguente) è quello di diminuire i consumi di energia elettrica del Paese, e di abbattere le emissioni inquinanti in ottemperanza al protocollo di Kyoto, mantenendo però un accettabile livello di comfort.
Negli stessi giorni, a Mandelieu, presso Cannes, si è tenuta una conferenza internazionale dedicata al risparmio energetico, organizzata dal Consiglio europeo per un’economia energeticamente efficiente (250 tra ricercatori ed esperti provenienti da università, centri di ricerca e aziende energetiche, www.eceee.org). Tema principale: il comfort estivo negli edifici, realizzato utilizzando tecnologie “passive” che prevedono un bassissimo -se non nullo- consumo di energia. Tra queste l’utilizzo di protezioni solari, vetri selettivi, materiali a cambiamento di fase, ventilazione notturna, uso del verde attorno agli edifici. Durante la conferenza sono stati presentati anche i risultati di un sondaggio, condotto attraverso 21 mila interviste, secondo i quali la temperatura preferita dagli individui in un ufficio cresce col crescere della temperatura esterna. Si tratta di quello che è stato definito “comfort adattivo”, definizione che verrà fatta propria in vista dell’applicazione della direttiva Ue sugli edifici, in vigore dal primo gennaio 2006. Il principio è che non si può definire una temperatura fissa per gli uffici indipendente dal luogo geografico e dalla situazione climatica esterna.
È un metodo già applicato in alcuni Paesi europei, come la Germania, e funziona particolarmente bene se gli occupanti degli edifici possono “adattare” la loro situazione attraverso il controllo delle finestre, l’uso di ventilatori a soffitto e, appunto, un “codice” di abbigliamento flessibile.