L'innovazione energetica in edilizia

L’Unione Europea ha definito una strategia di riduzione autonoma delle emissioni climalteranti formalizzata nella direttiva 2009/28/CE del 5 giugno 2009, con specifici indirizzi relativi alle fonti rinnovabili. Facendo riferimento alla scadenza del 2020 la strategia europea si esprime con tre obiettivi:

- consumi di fonti primarie ridotti del 20% rispetto alle previsioni tendenziali, mediante aumento dell’efficienza.
- emissioni di gas climalteranti ridotte del 20%, secondo impegni già presi in precedenza, protocollo di Kyoto, ETS (Emissione Trading Scheme).
- aumento al 20% della quota di fonti rinnovabili nella copertura dei consumi finali (usi elettrici, termici e per il trasporto).

Gli immobili assorbono circa il 40% del consumo energetico totale dell’Unione Europea e costituiscono la più grande fonte di emissioni; migliorando le loro prestazioni energetiche si riuscirebbe a raggiungere gli obiettivi sulle emissioni di CO2 fissati per il 2020.

Per questo motivo l'Unione Europea ha stabilito che dal 2021 per i privati e dal 2019 per gli enti pubblici, gli edifici di nuova costruzione dovranno essere neutrali dal punto di vista energetico, ossia devono poter fare a meno di apporti per il riscaldamento e il raffreddamento o riuscire a soddisfarli attraverso fonti rinnovabili; il passaggio a questa rivoluzione energetica non è immediato, il percorso si compone quindi di step  graduali stabiliti dalle direttive europee che vengono recepite dagli stati dell'Unione e tradotti in leggi nazionali.

Per quanto riguarda le prestazioni degli edifici la Direttiva 2002/91/CE sul rendimento energetico degli edifici si può considerare l’inizio di un processo che anche in Italia ha portato ad una maggiore consapevolezza di quanto il settore dell’edilizia debba migliorare i propri standard e possa contribuire alla diminuzione delle emissioni climalteranti. Con il Dlgs 192/2005 la Direttiva è stata recepita nel nostro Paese, stabilendo i criteri, le condizioni e le modalità per migliorare le prestazioni energetiche degli edifici al fine di favorire lo sviluppo, la valorizzazione e l’integrazione delle fonti rinnovabili e la diversificazione energetica.

Sul tema della certificazione energetica il 2 febbraio 2007 è entrato in vigore il D.Lgs. 311/2006, che ha recepito le Direttive sul tema e ha modificato in parte il D.Lgs. 192/2005 prevedendo, a partire dal 1° luglio 2007, l’obbligo di certificazione energetica per gli edifici esistenti superiori a 1.000 m2 ed estendendolo dal 1° luglio 2008 a tutti gli edifici mentre dal 1° luglio 2009 anche alle singole unità immobiliari nel caso di trasferimento della proprietà. In particolare il Decreto stabilisce la metodologia per il calcolo delle prestazioni energetiche, le ispezioni da effettuare per gli impianti di climatizzazione e la sensibilizzazione nei confronti dei cittadini per l’uso razionale dell’energia.

Per le fonti rinnovabili, la Direttiva 2002/91/CE prevede la valorizzazione delle fonti rinnovabili per migliorare le prestazioni energetiche degli edifici. Dal primo Giugno 2012 nei nuovi edifici, e nei casi di ristrutturazioni non “leggere”, gli impianti di produzione di energia termica dovranno essere progettati e realizzati in modo da garantire il contemporaneo rispetto della copertura, tramite il ricorso ad energia prodotta da impianti alimentati da fonti rinnovabili, del 50% dei consumi previsti per l’acqua calda sanitaria e di percentuali stabilite della somma dei consumi previsti per l’acqua calda sanitaria, il riscaldamento e il raffrescamento.

Ma direttive a parte, quali sono gli elementi che permettono di rendere un edificio neutrale dal punto di vista energetico? Ecco i principali:

- isolamento termico

- utilizzo di fonti rinnovabili

- tecnologie per ottenere l'efficienza energetica

- orientamento/schermatura del sole per ottenere le massime prestazioni

- utilizzo di materiali locali e riciclabili nell'ottica del ciclo di vita dei prodotti

- risparmio idrico e recupero delle acque meteoriche ( interessante è anche la divisione delle acque di scarto per un miglior riutilizzo e depurazione di queste)

- tetti verdi per aumentare la superficie vegetale e al tempo stesso migliorare la capacità dell'edificio di mantenere la temperatura interna.

Ogni elemento è importante e complementare agli altri e necessita di una trattazione specifica nei prossimi post. 

Fonti: Rapporto ONRE 2012 

http://www.legambiente.it/contenuti/dossier/rapporto-onre-2012

Biorobot Refrigerator

Progettato da un giovane russo, Yuri Dmitriev, classificatosi al secondo posto all'Electrolux Design Lab 2010, il Biorobot Refrigerator è il prototipo di un frigorifero di nuova generazione; 4 volte più piccolo di un frigorifero normale, la sua caratteristica principale è quella di non necessitare dell'approvvigionamento energetico mostrando quindi grandi doti ecologiche.

La struttura consiste in una grande "cornice" profonda contenente un gel di colore verde dove verranno inseriti i cibi, gli alimenti infatti non si ripongono sugli scaffali ma sono avvolti dal gel ognuno nel proprio bacello; il raffreddamento avviene proprio grazie a questo speciale gel detto Biopolymer, inodore e non appicicoso, che assorbe il calore dai cibi mantenendoli alla temperatura ottimale. Il processo fisico che permette il funzionamento di questo speciale frigo si chiama Luminescenza; consiste appunto nell'assorbimento del calore dai cibi, sotto forma di raggi infrarossi, da parte di una colonia di biorobot meccanici contenuti nel gel, che poi lo irradiano all'esterno sotto forma di raggi di lunghezza d'onda diversa.

Per quanto riguarda gli aspetti pratici questo speciale gel non sporca nè lascia residui, ha straordinarie capacità espandersi e cambiare forma per accogliere i cibi; inoltre è un ottimo isolante, per questo motivo non è necessaria la porta che invece in un normale frigo condiziona molto il consumo di energia, basti pensare che ogni volta che apriamo la porta poi il frigo lavora per ripristinare la temperatura ideale.
Naturalmente il prototipo non è in produzione e forse mai lo sarà ma è sempre un passo avanti verso una generazione di elettrodomestici a consumo energetico basso o addirittura nullo.

RIFIUTI: la raccolta pneumatica

Dal 15 ottobre in Francia quattro quartieri della cittadina di Romainville  hanno detto addio ai classici cassonetti per la raccolta dei rifiuti, ora sostituiti da più di cento colonne grigie; si tratta della raccolta dei rifiuti ad aspirazione pneumatica, una soluzione radicale ma molto efficace già utilizzata in molte città del nord europa: a Stoccolma esiste dal 1971 e a Barcellona dal 1982.

I cittadini al posto dei cassonetti trovano queste colonne disposte a coppie dove in una si getta l'umido e nell'altra  i materiali riciclabili, i rifiuti vengono stoccati all'interno di queste colonne per circa 12 ore e poi vengono aspirati pneumaticamente sotto terra da dei grossi tubi situati alla profondità di circa 2m che trasportano i rifiuti alla velocità di 70 km/h per qualche km fino al punto di raccolta; qui i rifiuti vengono compattati tramite vuoto pneumatico in container di grandi dimensioni che verranno poi trasportati alla destinazione finale (riciclaggio,compostaggio). Questo processo avviene completamente in automatico, l'intero sistema è infatti gestito da un software che ne verifica lo stato di carico e comunica con la centrale di controllo; il processo è quindi silenzioso, inodore e non necessita della mobilitazione di mezzi di trasporto pesanti e inquinanti.

Per i cittadini francesi non c'è stato alcun aumento della tassa di rifiuti, anzi si prevede che risparmieranno circa 120 euro l'anno; il costo dell'operazione è stato di 10,8 milioni di euro di cui solo 2,8 a carico dei cittadini grazie agli incentivi statali. Considerando i costi aggiuntivi della costruzione dell'impianto in zone già costruite, in una qualsiasi città italiana l'impianto si ripagherebbe con la sola tassa dei rifiuti, perché mediamente raccogliere una tonnellata di rifiuti col sistema tradizionale costa 100 euro mentre con quello pneumatico sol 60!

Un solo impianto pneumatico può servire un bacino di utenza di 25mila abitanti ed inoltre migliora il senso di responsabilità dei cittadini verso la raccolta differenziata: la presenza delle colonnine dà l'impressione che la differenziazione sia definitiva e ciò determina un elevato grado di qualità della raccolta.
Oltre ai vantaggi economici ci sono sicuramente quelli ambientali: l'assenza dei camion per la raccolta significa meno emissioni di CO2 nell'atmosfera, e un miglioramento della raccolta differenziata significa più riciclo e meno rifiuti nelle discariche. Solo vantaggi quindi da queste colonnine colorate che a differenza dei cassonetti migliorano anche l'immagine dei nostri quartieri.

PHYSALIA: la nave che purifica l'acqua

Prende il nome da una grande medusa, Physalia appunto, questo nuovo progetto futuristico dello studio di architettura di Vincent Callebaut; più che di una nave si tratta di un giardino galleggiante, completamente autosufficiente dal punto di vista energetico, il cui scopo è quello di trovare una soluzione alla sempre più ampia necessità di acqua potabile. Sono oltre un miliardo le persone sul nostro pianeta che non hanno accesso all'acqua potabile, e oltre 3.000 di esse muoiono ogni giorno a causa dei problemi idrici.

Physalia è stata progettata per navigare nei fiumi europei maggiormente inquinati come il Danubio, il Volga, il Reno, il Guadalquivir per poi arrivare anche fino all’'Eufrate e al Tigri. Durante la navigazione assorbirà CO2 e inquinanti chimici grazie ad una rete idraulica che percorre la sua superficie e le consente di  filtrare l'acqua del fiume, inoltre è dotata di un sistema di purificazione dagli inquinati biologici posto sul tetto. La struttura di Physalia è realizzata interamente in acciaio rivestito in alluminio, che a sua volta è ricoperto da uno strato di anatasio, una delle forme minerali dell'ossido di titanio (TiO2) che purifica l'acqua attraverso un meccanismo di catalisi chimica attivata  dai raggi ultravioletti.

Questa nave è stata progettata con un'architettura a zero emissioni di anidride carbonica, ed è essa stessa un impianto di energia rinnovabile; è in grado di generare più energia di quanta ne consuma. Il tetto della nave è dotato di celle fotovoltaiche e sotto dello scafo si trovano delle idro-turbine che trasformano l'energia del moto ondoso del fiume in energia idroelettrica.

Nemmeno all'interno poteva essere un'imbarcazione tradizionale, Physalia contiene infatti quattro giardini che rappresentano i quattro elementi della terra: il Giardino dell’Acqua all'ingresso, sovrastato da un tetto di vetro; poi al centro della nave si trova il Giardino della Terra, dedicato alle ricerche internazionali che analizzano gli ecosistemi. Il Giardino del Fuoco è una specie di salotto subacqueo dedicato alle mostre permanenti sugli ecosistemi acquatici, mentre infine s’incontra il Giardino dell’Aria, uno spazio luminoso che si apre anche verso il paesaggio esterno.
Un gigante buono, creato dall'uomo, che tra qualche decennio potrebbe realmente fare il suo ingresso sulla terra e rendere dono all'ambiente delle sue capacità.

POWER FLOWER: eolico bello da vedere

E' di NL Architects il progetto di unire le richieste energetiche a quelle estetiche delle pale eoliche; così proprio in Olanda, paese dei mulini a vento, nascono i "Power Flower", dei generatori eolici che abbelliranno le nostre città producendo energia pulita in modo silenzioso. L'idea nasce proprio dal voler superare il limite estetico e rumoroso delle pale eoliche attualmente utilizzate che non sono ben viste perchè deturpano il paesaggio; queste nuove turbine, oltre agli aspetti estetici, offrono la possibilità di utilizzare l'energia eolica anche nelle zone densamente abitate, venendo definiti quindi "mulini a vento urbani". 

La struttura del mulino "Power Flower" è in acciaio e ha la forma di un albero con un numero di rami che può andare da 3 a 9, su ognuno dei quali si trova una turbina ad asse verticale capace così di sfruttare il vento proveniente da ogni direzione ( e non unidirezionalmente come le pale eoliche classiche). Le turbine si muovono con un vento a velocità minima di 3,5 m/s e la struttura è in grado di resistere a venti di velocità di 190 km/h. Secondo le stime un albero di 3 rami con un vento medio di 5 m/s sarebbe in grado di produrre 13'000 kw/h all'anno, con meno di 42.8 db di rumore a 12 m/s.

Quando l'energia eolica è anche bella da vedere :)

La foglia artificiale

Oggi il potenziale dei raggi solari viene sfruttato attraverso i pannelli solari e i pannelli fotovoltaici che utilizzano però materiali costosi e ancora poco competitivi rispetto alle risorse non rinnovabili; inoltre non sono capaci di sfruttare appieno questo tipo di fonte energetica, si pensi infatti che il sole ogni anno fornisce alla terra 100mila TeraWatt di energia e che 14 TeraWatt, quantità emessa in un ora, potrebbero soddisfare il fabbisogno annuale dell'uomo. Ecco perchè da un po' di tempo gli scienziati cercano metodi alternativi per imitare il processo naturale che per antonomasia utilizza l'energia solare: la Fotosintesi.

DANIEL NOCERA E IL PROGETTO

Da questa ricerca nasce nei laboratori MIT, Massachussetts Institute of Technology, il progetto del professor Daniel Nocera e della sua squadra: una foglia artificiale grande quanto una carta da gioco, costruita con materiali economici come il nichel e il cobalto, che riproduce le reazioni della sintesi clorofilliana. Questo processo è costituito da due fasi: la fase luminosa, in cui l'acqua viene scissa in ossigeno e idrogeno grazie all'energia della luce solare, e la fase oscura, durante la quale l'idrogeno prima ottenuto si combina con l'anidride carbonica per formare sostanze organiche con grande potenziale energetico come l'etanolo e il metanolo. La nuova tecnologia della foglia artificiale è in grado di ricreare la prima reazione ottenendo così dall'acqua una fonte di energia pulita, l'idrogeno.

Durante le sperimentazioni la foglia artificiale ha sorpreso tutti: inserita in un recipiente pieno d’acqua ed esposto al sole ha prodotto una quantità d’energia dieci volte superiore a quella che sarebbe stata generata da una foglia naturale di analoga grandezza. Gli studiosi ritengono che con questo metodo con appena quattro litri d’acqua si potrebbe produrre l’energia necessaria per riscaldare una casa in un Paese in via di sviluppo.
Energia pulita a basso costo e con rendimenti ben maggiori di tutte le altre fonti energetiche che conosciamo, compreso il nucleare che per soddisfare le nostre esigenze necessiterebbe della costruzione di una centrale a settimana per i prossimi 120 anni. E non finisce qui: se gli scienziati riusciranno a ricreare anche la fase oscura artificialmente potremmo utilizzare l'anidride carbonica come reagente e trasformarla in sostanze organiche ad alto contenuto energetico ristabilendo così l'equilibrio sempre più compromesso del nostro pianeta.

WORES: la lana che pulisce il mare dal petrolio!

GOLFO DEL MESSICO

Il disastro del Golfo del Messico, come altri in precedenza, suggerisce sempre più la ricerca di nuovi metodi per la raccolta del petrolio sversato in mare al fine di evitare disastri ambientali; oltre ai progetti futuristici interessanti ma di dubbia applicazione oggi ne troviamo un altro di una semplicità direi sconvolgente :)
Questo progetto italiano si chiama Wores, abbreviazione di Wool Recovery System, è stato ideato dal presidente dell'Unione Industriali di Biella, Luciano Donatelli, e brevettato dalla società Gruppo Creativi Associati. Wores consiste nel bonificare le acque inquinate dal petrolio usando un prodotto ecologico come la lana grazie alla riscoperta capacità della lana grezza di assorbire olii in quantità 10 volte superiore al proprio peso. Più precisamente si utilizza la lana sucida, ovvero la lana scartata dalle lavorazioni tessili in quanto di bassa qualità, che ciononostante ha grosse capacità di assorbimento ed è al tempo stesso idrofoba ossia non assorbe l'acqua, condizione essenziale per essere utilizzata in caso di sversamenti.

Il progetto Wores prevede un kit allestibile su qualsiasi imbarcazione che sparge i fiocchi di lana sulla macchia di petrolio; la lana una volta inzuppata viene poi recuperata da un nastro trasportatore e strizzata. Il procedimento consentirebbe così di raccogliere e recuperare gli idrocarburi, che poi verrebbero stivati in un serbatoio, e la lana stessa pronta per essere riutilizzata; le fibre infatti possono essere riusate fino a piu’ di dieci volte, per poi essere smaltite in un termovalorizzatore.
Ma quanto costa Wores? Circa 1 milione di euro per una nave di 50 metri, una spesa che stando ai suoi ideatori verrebbe recuperata in poche ore di lavoro. Ma come recuperata? Ebbene il greggio assorbito può essere nuovamente raffinato! Calcolando il basso costo della lana utilizzata in 20 ore di lavoro circa si potrebbero recuperare greggio per un valore di circa 1 milione di euro pari appunto al costo per le attrezzature della nave. Senza contare il vantaggio ecologico e ambientale, di sicuro inestimabile. 

Luci a LED!



LED

 LED è un acronimo per Light-Emitting Diode (diodo ad emissione di luce), è un semiconduttore che emette luce al passaggio della corrente elettrica attraverso una giunzione di silicio, assolutamente privo di filamento interno. La forza commerciale di questo dispositivo si basa sulla sua possibilità di ottenere elevata luminosità, quattro volte maggiore di quella delle lampade flourescenti e filamento di tugsteno, ed elevata efficienza ed affidabilità, la durata di un LED è di molti ordini di grandezza superiore a quella delle classiche sorgenti luminose, specie in condizioni di stress meccanici, nonchè un notevole risparmio energetico!

FARETTO A LED

I LED infatti sono l’ultima generazione delle fonti luminose a risparmio energetico con consumi elettrici ridotti del -70% rispetto alle vecchie lampadine ad incandescenza; infatti la lampada o faretto a LED consuma solo 3,4 watt a differenza dei 40 watt di una lampada ad incandescenza!

Le lampade a LED, i faretti a LED, le barre a LED sono sempre più facili da reperibili e con costi  man mano più accessibili. Poter decidere il colore della parete della propria abitazione seguendo i propri gusti, umori ed estro è uno degli aspetti che affascina di più di queste nuova tecnologia.

Quindi perché scegliere l’illuminazione a LED?

Durano di più nel tempo (anche una decina d'anni), non vi sono costi di manutenzione, il fascio luminoso emesso dai LED non emette calore (è possibile installare più lampade in più punti della casa riducendo quindi di molto i costi di condizionamento) e il notevole risparmio energetico.

Questo è un sistema alternativo che oggi più che mai, con la continua sensibilizzazione a riguardo del risparmio energetico, darà una svolta decisiva al futuro dell’illuminazione mondiale.

Smart Fortwo Electric Drive

Premettendo che io stessa guido una smart e ne sono pazzamente innamorata, quando ho sentito parlare della versione elettrica ho pensato subito: "sarà mia!"; ecco perchè mi sembra un interessante esempio che si può allargare anche alle vetture ibride già presenti sul mercato.
Questa nuova smart ha propulsione esclusivamente elettrica, il motore a magnete permanente da 30 kW è caratterizzato da una prontezza immediata di risposta che rende disponibile una coppia di 120 Nm; ne deriva un' accellerazione straordinaria che permette di raggiungere 60 km/h (partendo da fermo) in appena 6,5 secondi meglio della sorella a benzina. Visto che questa smart è stata progettata per un uso prevalentemente urbano, la velocità è stata limitata a 100 km/h.

La Smart ED si ricarica o in una comune presa elettrica domestica o in una apposita colonnina. Una ricarica completa necessita di 8 ore e permette di percorrere fino a 135 chilometri mentre si può scegliere anche per una carica parziale della durata di un paio d'ore per perocrrerne una quarantina.
E i costi? per percorrere un centinaio di chilometri, i costi di ricarica si aggirano sui 2 euro (se si ricarica di notte, quando l'energia costa meno, si risparmia). Sono minori anche i costi di manutenzione, vista la semplicità del nuovo motore. Il prezzo di vendita purtroppo non è ancora stato comunicato ma nell'ambito di un progetto pilota chiamato e-mobility Italy, 100 fortunati italiani potranno testare la vettura a un canone mensile di 400 euro più Iva per 2 anni aspettando il 2012 quando entrerà a far parte della gamma Fortwo.
Un po' di considerazioni: è ovvio che un agente di commercio che corre tutto il giorno non potrà mai affidarsi ad una Smart ED ma una studentessa universitaria come me che usa la macchina solo per andare in fermata alla mattina per prendere l'autobus (che inquina meno di 50 macchine, una per passeggero) o per uscire il weekend è perfetta! C'è chi dice che è troppo presto e che il mercato non è ancora pronto per qst innovazione..intanto proviamoci a cambiare e poi il mercato di adeguerà con tanto di distributori di corrente con colonnine! :)

Giornata Mondiale dell'Acqua, un'idea Eco!

Ricorre oggi, 22 Marzo, la 'Giornata Mondiale dell'Acqua' delle Nazioni Unite, istituita per la prima volta nel 1992 con lo scopo di sensibilizzare la popolazione e i governi sull'importanza della corretta gestione delle risorse idriche. Il tema di quest'anno è 'Water for Cities. Responding to the Urban Challenge', ossia 'Acqua per le Città. Come rispondere alle sfide dell'urbanizzazione', ed ha l'obiettivo di attirare l'attenzione sull'impatto della rapida crescita urbana, dell'industrializzazione e delle incertezze legate ai cambiamenti climatici sulle risorse idriche. Al giorno d'oggi un abitante su quattro delle città del mondo, 789 milioni in totale, vive senza adeguate strutture igienico-sanitarie. La sfida dell’oro blu nelle citta’ aumenta se si considerano i dati sulla poverta’: 828 milioni di persone vivono in baraccopoli o in insediamenti impropri, senza adeguati servizi idrici e igienico-sanitari. Inoltre, i poveri pagano fino a 50 volte in piu’ per un litro d’acqua rispetto ai loro vicini piu’ ricchi, poiche’ spesso devono comprarla da fornitori privati. La salute dell'uomo risulta quindi compromessa dalla scarsita’ di acqua potabile che provoca malattie come il colera e la malaria diffusissime nei paesi sottosviluppati. Inoltre bisogna considerare i disservizi dovuti alle perdite nelle reti di distribuzione urbana dove le percentuali di perdita arrivano anche al 50%, con una stima annuale che si aggira tra i 250 e i 500 milioni di metri cubi di acqua potabile smarrita nelle grandi citta’, che invece potrebbe rifornire dai 10 ai 20 milioni di persone.

Ed è proprio in questa giornata che voglio parlarvi del progetto di Paolo Franceschetti, un ricercatore veneziano dell'Università Ca' Foscari, che facendo bollire l’acqua della pasta ha avuto un’idea folgorante: recuperare il vapore acqueo condensato sul coperchio della pentola e farne acqua potabile. Un’intuizione che è diventata un’invenzione, con la costruzione di un piccolo impianto di depurazione e desalinizzazione dell’acqua che funziona ad energia solare. Facendo evaporare l’acqua infatti si eliminano i sali e la maggior parte degli inquinanti; l’importante è che nell’acqua da depurare non ci siano tracce di alcool o derivati del petrolio. Tante sono le possibili applicazioni della serra solare, chiamata SOLWA (SOLarWAter), che l’Onu ha inserito tra le dieci idee per lo sviluppo dell’umanità e per il progresso del mondo. La serra ad evaporazione costa poco, è fatta di materiali di recupero e potrebbe portare acqua potabile in ogni parte della terra. Così si sono fatti avanti i governi di Bolivia, Marocco, Perù ed Etiopia. Possibile che nessuno non ci avesse ancora pensato a far bollire l'acqua? No infatti, perchè per farla bollire servirebbe molta più energia.. l’intuizione rivoluzionaria consiste proprio nel non far bollire l’acqua. Nella sua serra si fa evaporare l’acqua a una temperatura bassa, attorno ai 20°, sfruttando il secondo principio dell’evaporazione. Il segreto consiste nel creare un cuscinetto d’aria secca che istiga la naturale evaporazione.
Quest'uomo è un GENIO! Queste sono le idee di cui abbiamo bisogno :)