Il Dlgs 3  marzo 2011 n. 28 “Attuazione della direttiva 2009/28/CE sulla promozione dell’uso dell’energia da fonti rinnovabili, recante modifica e successiva abrogazione delle direttive 2001/77/CE e 2003/30/CE” è stato pubblicato sulla gazzetta Ufficiale Italiana del 28 marzo (Suppl. Ordinario n.81) ed è in vigore dal giorno successivo. Le più importanti novità definite dal decreto per quanto concerne l’efficienza energetica degli edifici sono:

La definizione degli obblighi di utilizzo delle fonti rinnovabili negli edifici di nuova costruzione e sottoposti a ristrutturazioni importanti (Art. 11 e Allegato 3).

L’obbligo, in sede di compravendita e locazione di un edifico, dell’introduzione di una clausola in cui l’acquirente o il locatore dichiara di aver ricevuto le informazioni e la documentazione in ordine alla certificazione energetica degli edifici (art. 13).

Nello stesso art. 13 si introduce dal  1 gennaio 2012 l’obbligo per tutti gli annunci commerciali di vendita di riportare l’indice di prestazione energetica contenuto nel certificato energetico dell’edificio.

Scarica il testo dal sito ANIT

Attenzione! I valori di efficienza energetica, da rispettare, variano da regione a regione.

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Renzo Piano (www.rpbw.com) è del parere, e molti come me concordano perfettamente, che le città vanno rinnovate dall’interno. Questo significa che, invece di ampliarle eccessivamente verso le periferie, vanno riqualificate fin dal nucleo dove palazzi, condomini e strutture di vario genere necessitano di essere ristrutturate, talvolta demolite e ricostruite, altre volte completamente rinnovate e sostituite con progetti fondati su nuove logiche e nuove tecnologie.

Se molti concordano con questa teoria, molti altri pensano invece che ricostruire dall’interno sia errato in quanto un comune così perde gli oneri di urbanizzazione, si blocca la crescita del paese (sia demografica che economica) e la popolazione non lo accetta.

Diversi comuni, definiti “virtuosi”, stanno dimostrando invece come sia oltremodo valida la prima teoria la quale non impedisce ovviamente la crescita verso le periferie ma la pone come fase successiva ad un’ottimizzazione tecnologico-strutturale di quanto già disponibile in un contesto abitativo. Le città risultano così più vivibili, pulite, ordinate, ottimizzate ed esteticamente gradevoli. Inoltre le nuove tecnologie in esse inserite migliorano la qualità della vita degli abitanti.

Per conoscere chi sono e cosa hanno realizzato i comuni definiti virtuosi visita il sito: www.comunivirtuosi.org

Le città del futuro iniziano ad essere una realtà tangibile nel mondo. Anche in Italia qualcosa si muove, ma con molte difficoltà…

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Rubrica: Impianti fotovoltaici

Titolo o argomento: Dai pannelli fotovoltaici in plastica alle lacche fotovoltaiche

Se da un lato cresce l’esigenza di migliorare il rendimento dei pannelli in modo tale che possano convertire in energia elettrica quanta più energia solare assorbita (vedi il nostro articolo: P.E.T.E. Photon Enhanced Thermionic Emission), dall’altro anche l’occhio vuole la sua parte. Per tale ragione si studiano tecnologie in grado di offrire pannelli esteticamente sempre più gradevoli, pannelli mimetizzabili nel contesto abitativo urbano e delle periferie e, addirittura, pannelli completamente invisibili… Per raggiungere tali scopi, scienziati e ricercatori di tutto il mondo si stanno orientando verso nuovi orizzonti tecnologici: plastiche opportunamente trattate, lacche e tutti i possibili materiali che possano sostituire il silicio per ridurre i costi di produzione.

Non si tratta di fantascienza ma delle tecnologie attualmente in fase di studio e sperimentazione le quali, si prevede, saranno disponibili già dal 2015-2016. La prima di queste innovazioni prevede l’impiego di pannelli realizzati in “plastica” (opportunamente trattata) i quali sostituirebbero totalmente il  classico pannello fotovoltaico realizzato con l’impiego del silicio. I vantaggi si traducono in termini di costi minori (fino all’80% in meno), semplicità delle lavorazioni e dell’interno processo produttivo ed un’estetica molto più adattabile ai contesti abitativi. Si è scoperto che con la plastica, sotto determinate condizioni, si possono ricavare da 10 watt di energia solare, 1/10 di watt di energia elettrica. Un valore a dire il vero troppo basso se non fosse per il fatto che trattando opportunamente il materiale con delle particelle (polimeri conduttori e nanostrutture di carbonio) la quantità di energia elettrica che si riesce a ricavare sale notevolmente (attualmente non sono disponibili dati precisi su tali studi ma l’unico parametro attendibile pare sia un rendimento inferiore rispetto ai pannelli fotovoltaici basati su silicio per via della bassa conduttività dei polimeri). Tali pannelli in plastica oltre ad essere più economici e facilmente lavorabili, possono essere realizzati con particolari forme e linee in modo da abbellire le facciate degli edifici offrendo un impatto decisamente gradevole, pulito e moderno. Anche per questa soluzione la durata della vita utile è prevista intorno ai 15-20 anni.

Alla pellicola di plastica, facilmente modellabile, viene applicato un rivestimento conduttivo

Altra tecnologia interessante, attualmente in fase di studio, è una particolare lacca che sarebbe in grado di trasformare l’energia solare in energia elettrica (esattamente come avviene in un normalissimo pannello fotovoltaico). Tale lacca potrebbe essere spruzzata su edifici di vario genere e rimanere completamente invisibile oltre ad essere facilmente applicabile e, soprattutto, con costi decisamente contenuti. Io personalmente credo che potrebbe essere persino miscelata con le vernici delle automobili ibride ed elettriche per dare un ulteriore apporto energetico utile alla ricarica delle batterie sia in movimento che durante una sosta. Una soluzione sicuramente molto interessante ma tutta da dimostrare per quanto concerne l’efficacia, l’affidabilità e la sicurezza.

Insomma, si cerca di trovare ogni possibile materiale alternativo al silicio con lo scopo di realizzare pannelli con una flessibilità d’uso smisurata, applicabili su diverse superfici e, ovviamente al costo più basso possibile immaginabile anche se questo dovesse significare un rendimento più basso di qualche punto percentuale.

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Rubrica: Tecnologie utili ai mezzi elettrici ed ibridi, ma non solo…

Titolo o argomento: Accumulo e utilizzo rapido di energia mediante ultracapacitore

Un ultracapacitore è una sorta di batteria in grado di accumulare grandi quantità di energia, essere ricaricata centinaia di migliaia di volte e, cosa più importante, essere ricaricata in tempi decisamente brevi. La tecnologia oggi è arrivata al punto di offrire ultracapacitori in grado di ricaricarsi completamente in tempi che vanno da 1 a 30 secondi. Ci sono delle pecche? Come è naturale che possa essere sì: il peso e, per qualche tempo ancora, i costi.

Simili dispositivi sono stati scartati ad esempio nel progetto della Porsche 911 Hybrid perchè, nonostante la buona autonomia fornita ai motori elettrici nonché la possibilità di ricarica rapida ad ogni frenata, il peso non rendeva complessivamente vantaggioso il meccanismo messo a punto da Porsche. Ragione per cui si è optato per un accumulatore di energia cinetica a volano.

Tornando agli ultracapacitori, essi sono prevalentemente destinati all’uso industriale (backup, unità di potenza ausiliaria, compensazione della potenza istantanea, compensazione potenza di picco), alle energie rinnovabili (stoccaggio energia ricavata in eccesso dai pannelli fotovoltaici), alle piccole utilità elettroniche (cellulari, computer portatili…) ed ai trasporti (vetture elettriche, vetture ibride, moto e biciclette elettriche, trasporti pesanti). L’efficienza è attestata intorno a valori del 90-95% e sono previsti 500.000 cicli di ricarica senza problemi.

Tecnicamente un ultracapacitore è un dispositivo a cavallo tra le tradizionali batterie ricaricabili ed un condensatore elettrolitico. Vanta elevata potenza, energia e affidabilità a lungo termine. Un ultracapacitore è composto da due elettrodi immersi in un elettrolita. La separazione avviene per mezzo di un dielettrico poroso che previene il cortocircuito degli elettrodi. Un ultracapacitore immagazzina energia sotto forma di cariche elettrostatiche. Queste si dispongono in versanti opposti a seconda della carica che si forma tra la superficie degli elettrodi e l’elettrolita.

Insomma possiamo definire un ultracapacitore un dispositivo affatto complesso che sfrutta un fenomeno puramente fisico di un processo reversibile, anziché una reazione chimica, con la conseguenza che si ottengono i vantaggi e gli svantaggi sopra citati.

Un simile dispositivo è l’ideale per immagazzinare rapidamente l’energia fornita ad ogni frenata da un veicolo ibrido.

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Novità sostanziali circa le detrazioni del 55% per la casa

Il decreto “Milleproroghe” (D.L. 29/12/2010 n. 225) non contiene novità per quanto riguarda le detrazioni 55%. Per ora quindi, le uniche modifiche sono quelle descritte al comma 48 dell’articolo 1 della Legge di Stabilità (L. 13/12/10 n. 220) pubblicata il 21 dicembre 2010, ovvero:

• Le disposizioni di cui all’articolo 1, commi da 344 a 347, della legge 27 dicembre 2006, n. 296, si applicano, nella misura ivi prevista, anche alle spese sostenute entro il 31 dicembre 2011.
• La detrazione spettante è ripartita in dieci quote annuali di pari importo.

È ragionevole aspettarsi entro i prossimi mesi, come avvenuto negli anni passati, la pubblicazione dell’aggiornamento delle procedure operative per accedere alle detrazioni nel 2011.

L. 13/12/10 n. 220. Disposizioni per la formazione del bilancio annuale e pluriennale dello Stato (legge di stabilità 2011). Art. 1 comma 48 (estratto). In vigore dal 1/1/2011

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Rubrica: Tecnologie obsolete

Titolo o argomento: Edilizia e metodi di costruzione

Se penso che al giorno d’oggi una casa è ancora costruita con il cemento e con un processo produttivo che implica la necessità di vari strati, ad esempio: mattone faccia a vista, strati isolanti per l’isolamento termico, strati isolanti per l’isolamento acustico, mattoni forati, cemento, intonaco, vernice… penso a un qualcosa di vecchio, obsoleto, costoso e difficile da aggiustare, ristrutturare, sistemare, modificare.

Tecnicamente non è sensato al giorno d’oggi dover rompere i muri per far passare un impianto di allarme  (certo ce ne sono di wireless ma con quali rischi?) o dover rompere un pavimento per aggiustare o modificare le tubazioni dell’impianto idrico. Non ha molto senso fare la casa a strati altrimenti non è isolata ai rumori, al caldo e al freddo, all’umidità. Non ha molto senso che non sia ristrutturabile con facilità e che sia necessario molto spesso spendere cifre pari a quelle del valore della casa stessa per ristrutturarla ed avere comunque un edificio “vecchio”.

La logica dei mattonici LEGO è senz’altro un buon punto di partenza per comprendere come le tecnologie attuali dovrebbero fornire case che possano essere smontate senza danni per adeguare impianti e isolamenti o ancora per implementarle con nuove tecnologie o ristrutturarle recuperando pezzi ed utilizzandone di nuovi.

Un minimo accenno a questa idea di cambiamento, fervida nella mia mente, lo possiamo vedere ad esempio con le case in cemento armato dotate però di tetti in legno. Se ncessario dopo 20 o 30 anni questi possono essere completamente smontati aggiustati o sostituiti. Si può montare un isolamento termico migliore, cambiare una trave, ecc…

Esistono persino pavimenti che si svitano… Questo significa che per modificare un impianto idrico si prende un cacciavite, si svitano le viti, si sollevano le mattonelle e si lavora sugli impianti senza rompere né spendere cifre esagerate.

Esistono inoltre blocchi di mattoni che vengono assemblati con la sola pressione del loro peso, altri che sono già completi di buona parte degli strati di cui necessita la casa. Con una sola passata si monta tutto e le spese di montaggio calano drasticamente anche se, sinceramente, aumenta il costo del laterizio.

Infine possiamo costruire (e smontare per ricostruire in un altro modo) diverse zone ricreative della casa  con mattoni in legno senza quindi ricorrere ai mattoni tradizionali ed alle complicazioni che tali lavori implicano.

Insomma più andremo avanti e più la casa sarà comparata ad un’automobile che si può portare dal meccanico, smontare, revisionare e aggiornare sostituendo delle parti facilmente e senza buttare via la struttura primaria. Questa tecnologia però è in ritardo… a mio avviso, oggi dovrebbe già essere diffusa da un pezzo. Invece sul mercato troviamo spesso prodotti obsoleti*, sensibili ai terremoti** ma talvolta osannati con campagne di marketing nelle quali si abusa di suffissi quali “bio”, “eco” senza avere una concreta idea di cosa si stia parlando.

*Il fondo lo si tocca in quelle particolari agenzie immobiliari che tendono a far credere ai clienti che “tutte le case sono uguali” e che quindi conviene sempre scegliere quella che costa meno. Poi puntualmente accade questo: La casa, un investimento sicuro?

**Sensibili ai terremoti significa che la casa resiste ai terremoti come prescritto a norma di legge, tuttavia può richiedere, in seguito a forti scosse, costosi lavori di manutenzione cosa che accade più raramente con strutture in cemento misto legno di cui ancora troppo poco si sente parlare.

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Rubrica: Impianti fotovoltaici

Titolo o argomento: Photon Enhanced Thermionic Emission

50 milioni di GigaWatt vengono regalati ogni giorno dal sole alla terra

All’Università di Stanford, in California, stanno sviluppando un sistema che permette di generare elettricità utilizzando come propellente sia la luce che il calore del sole. La tecnica si chiama P.E.T.E.  ovvero Photon Enhanced Thermionic Emission e l’idea è quella di aumentare il più possibile l’efficienza dei pannelli fotovoltaici riducendo al contempo i costi degli impianti.

Oggi esistono due soluzioni per ottenere energia elettrica dal sole. I pannelli fotovoltaici (che sfruttano i  quanti) producono corrente elettrica sfruttando l’energia dei fotoni per eccitare gli elettroni di un semiconduttore (silicio). I pannelli solari termodinamici (che si basano sulla termodinamica) invece utilizzano le radiazioni solari come sorgente di energia termica, che viene incamerata in speciali fluidi poi utilizzati per alimentare turbine a vapore.

Il sistema P.E.T.E. sfrutta entrambi i processi, tuttavia si manifesta un problema non da poco: i pannelli fotovoltaici e termici lavorano ad intervalli di temperatura troppo diversi e, sopra i 100 gradi centigradi , il silicio perde le sue proprietà di semiconduttore e le celle fotovoltaiche non sono più in grado di produrre energia. A questo problema si è posto rimedio sostituendo il silicio con il nitruro di gallio (anche se si stanno già facendo nuove prove utilizzando l’arseniuro di Gallio che pare offra maggiori certezze sui risultati previsti). Si tratta di un semiconduttore in grado di lavorare in presenza di temperature più elevate. Ad esso è stato aggiunto un secondo strato metallico a base di Cesio che permette di catturare anche il calore che altrimenti verrebbe perso in un normale pannello fotovoltaico. Tale strato produce elettroni attraverso un meccanismo conosciuto come effetto termoionico.

Si è così passati da un estremo all’altro. Gli attuali pannelli fotovoltaici sono in grado di lavorare correttamente solo a temperature inferiori ai 100 gradi centigradi. Il sistema P.E.T.E. mostra una buona efficienza solo al di sopra dei 200 gradi centigradi. Questa condizione sembra buona per un accoppiamento con i concentratori solari parabolici i quali raggiungono temperature di circa 800 gradi  centigradi. Si prevede si possa raggiungere un’efficienza approssimativamente del 60%. Un valore molto elevato sul quale bisogna stare cauti ed attendere tutte le dimostrazioni necessarie.

Le celle fotovoltaiche attuali raggiungono un rendimento del 20% circa. Si possono tuttavia raggiungere rendimenti del 40% con celle dette a “multigiunzione” le quali però hanno costi proibitivi. Il solito problema del cane che si morde la coda. Nelle celle multigiunzione i semiconduttori vengono disposti su diversi strati al fine di catturare una gamma più ampia di lunghezze d’onda dalle radiazioni solari.

Le alte concentrazioni solari rendono possibile la riduzione del costo dei materiali riducendo le dimensioni del pannello inoltre i dispositivi P.E.T.E. sono naturalmente abbinabili con le macchine termiche e potrebbero essere implementati collegandoli alle infrastrutture termico-solari esistenti per ottenere rendimenti sinora mai visti. Guarda il video.

Fonte: Nature Materials Journal

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Rubrica: Esisteranno materiali alternativi al cemento?

Titolo o argomento: Il cemento trasparente

Il cemento può diventare trasparente? Certamente, legandolo con particolari resine e un impasto di nuovissima concezione, consente di realizzare pannelli solidi e isolanti ma allo stesso tempo in grado di far filtrare la luce.  I.light® è il nome del nuovo “cemento trasparente” utilizzato per la realizzazione del Padiglione italiano a Shanghai per l’Expo.

Il materiale è stato messo a punto da Italcementi proprio per l’edificio che ospita la presenza dell’Italia in Cina durante i sei mesi dedicati all’esposizione internazionale.

Il nuovo prodotto garantisce la trasparenza miscelando, secondo un’innovativa formulazione, cemento e additivi i quali, grazie ad una straordinaria fluidità, legano una matrice di resine plastiche in un pannello che unisce alla robustezza caratteristica del materiale cementizio la possibilità di far filtrare la luce dall’esterno verso l’interno, e viceversa. Le resine, opportunamente inserite in questo particolare impasto, hanno delle prestazioni di trasparenza migliori delle fibre ottiche sperimentalmente utilizzate finora in questo campo. Cosa ancora più importante: costano molto meno, consentendone l’applicazione su larga scala.

Per il padiglione italiano a Shanghai (destinato all’Expo) sono stati utilizzati ben 3.774 pannelli, realizzati con l’impressionante massa di 189 tonnellate di “cemento trasparente”. Questi ricoprono una superficie complessiva di 1.887 metri quadri, circa il 40 per cento del totale del Padiglione e creano una sequenza di luci e ombre sempre variabile durante la giornata. In futuro questo materiale verrà utilizzato come componente architettonica per l’internal lighting (tecniche di ombreggiamento/diffusione della luce).

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Rubrica: Impianti fotovoltaici

Titolo o argomento: Tende fotovoltaiche

Se fino a pochi mesi fa per noi il termine fotovoltaico significava abbinare all’abitazione un costoso e poco convincente (dal punto di vista estetico) impianto formato da pannelli, staffe e supporti da fissare sul tetto… ecco che qualcosa sta per cambiare.

Non solo i prezzi degli impianti fotovoltaici sono scesi drasticamente da quando ho scritto su questo blog il primo articolo al riguardo, non solo si sono evoluti al punto di avere supporti a forma di coppo per la perfetta integrazione con il tetto, non solo si è arrivati alla possibilità di montarli sulle facciate dei condomini (vedi la Solar PST), non solo si sono assottigliati grazie all’abbondante studio condotto dalla Germania… ma siamo arrivati persino a cambiare dimensione… uscire dalla logica del solido pesante, ingombrante, talvolta antiestetico che invade il tetto, per arrivare -finalmente- ad avere un motivo in più per abbellire un’abitazione: siamo arrivati alle Tende fotovoltaiche.

Si possono installare in casa come normali tende, si possono aprire e chiudere come normali tende ma si mostrano anche come la soluzione migliore per realizzare piccoli grandi portici,  pergolati, gazebi, serre, coperture da porre sopra l’arredo in giardino, su terrazzi e balconi, sulle vetrine dei negozi (sia in interno che in esterno), nel parco sotto casa, sui posti auto al mare…

Mai stato facile come ora produrre energia in modo “bello” oltre che pulito. Questa tecnologia non è ancora disponibile in commercio e bisognerà attendere un pò, come per tutte le nuove tecnologie inizialmente sarà molto costosa ma si pensa che già nel giro di 3 anni il suo prezzo possa calare drasticamente al punto di costare poco più di normali tende ma con la differenza che per queste saranno previsti incentivi dallo stato.

Ora immaginiamo proprio che i comuni dovranno finalmente ridurre l’enorme mole di inutile burocrazia a vantaggio delle famiglie che vogliono “coprire” una parte di giardino o un posto auto!

Immagine tratta dal sito: cityproject.it

La scienza che ha permesso di ottenere un simile risultato si chiama: Nanotecnologia OPV (Organic Photovoltaics).

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