Estrarre calore dalle gallerie con il progetto Enertun
Trasformare il rivestimento di calcestruzzo di una galleria in un grande scambiatore di calore con il terreno adiacente oppure con l’aria interna della stessa galleria. È quanto riesce a ottenere l’applicazione di Enertun - un brevetto depositato da Marco Barla (docente del Dipartimento di ingegneria strutturale, edile e geotecnica-DISEG del Politecnico di Torino) e Alice Di Donna (ricercatrice al DISEG al momento dello sviluppo del brevetto, ora presso il Laboratoire 3SR dell’Université Grenoble Alpes) - ai conci prefabbricati con cui queste opere vengono realizzate. Una tecnologia che sfrutta le differenze di calore e riesce a sfruttare in particolare il calore geotermico, estrarlo e portarlo in un altro luogo per usi diversi. Enertun costituisce così una modalità tecnologicamente d’avanguardia utile non solo alle grandi imprese di costruzione, ma anche per l’applicazione concreta dei principi di economia circolare.
Il cuore del brevetto è semplice: “Vengono inserite – spiega Barla - delle tubazioni all’interno dei conci in calcestruzzo che costituiscono il rivestimento delle gallerie; all’interno di questi tubi viene fatto passare un liquido costituito da acqua e da glicole che consente lo scambio termico. Il fluido che scorre nelle tubazioni viene poi portato ad una pompa di calore che realizza lo spostamento del calore. Le tubazioni sono inserite nel momento della fabbricazione di ogni singolo concio e vengono, in fase di montaggio in galleria, collegate tra di loro come qualsiasi altra struttura idraulica”. Il funzionamento è anche invertibile: in inverno si estrae calore dalla galleria e lo si porta fuori, ma in estate è possibile estrarre fresco dal terreno e portarlo in superficie.
“Tecnicamente – aggiunge Barla – si tratta di una geostruttura energetica che può rappresentare un forte elemento di innovazione e di efficienza nelle grandi opere dal punto di vista energetico”. Per capire, basta sapere che Enertun sfrutta la presenza di una temperatura costante ad una profondità di 15 metri circa: questo calore può essere spostato con facilità ed a costi contenuti dove può essere utile. “L’analisi costi-benefici che abbiamo effettuato con Alessandra Insana, ricercatrice del Politecnico, – spiega Barla - indica che il costo aggiuntivo pari all’1% deve essere confrontato con un ritorno dell’investimento intorno agli 8-12 anni: un arco di tempo brevissimo per una grande opera. Importante è anche la riduzione delle emissioni che è stata valutato pari all’80% rispetto al carbone, al 74% per il petrolio e al 60% per gas naturale”.
Tecnica al servizio dell’economia e dell’ambiente, dunque, quella di Enertun la cui efficacia, tuttavia, dipende molto dalle condizioni del sottosuolo. Per questo dopo la registrazione del brevetto nel 2016 sono state effettuate numerose prove, che sono ancora in corso in un tratto della Linea 1 della metropolitana di di Torino (piazza Bengasi). Una nuova sperimentazione è inoltre attualmente in fase di progettazione preliminare sulla linea C della metropolitana di Tolosa, in Francia, in collaborazione con il Centro di studio dei Tunnel (CETU), Tisseo Ingénierie e Bouygues Construction. Un progetto è in corso anche per la Linea 2 della metropolitana torinese con l’obiettivo di sfruttare Enertun per il condizionamento di tutte le stazioni. “Altri studi – ricorda Alice Di Donna – sono in corso per la metropolitana di Parigi e per alcune gallerie ferroviarie in Germania”. Brevetto e prototipi sono stati sostenuti nel tempo da una serie di finanziamenti nazionali e internazionali.
Ma a chi può essere utile Enertun? “Prima di tutto – spiegano Barla e Di Donna – alle imprese impegnate nella realizzazione di gallerie di dimensioni varie, poi anche agli enti pubblici che possono trovarvi uno strumento importante di risparmio ed efficientamento energetico oltre che di sostenibilità ambientale delle infrastrutture. Ma Enertun è importante anche per le imprese e gli studi di progettazione che possono trovarvi una buona base di miglioramento dei progetti. Ma anche imprese che si occupano di energia (anche per quanto riguarda l’integrazione dei sistemi di teleriscaldamento) e quelle che lavorano con le pompe di calore possono trovarvi più di uno spunto per allargare i mercati di riferimento”.