Restrizioni e costi ridotti al minimo grazie al sistema di tubazioni aquatherm - Gateshead è una città del nord-est dell’Inghilterra
con una popolazione di circa 202.419 abitanti. È nota per la sua architettura, tra cui il Sage Gateshead, l’Angel of the North e il Baltic Centre for Contemporary Art. Nel 2017, uno schema energetico innovativo è stato presentato da Jesse Norman, ministro britannico dell’industria e dell’energia, che mira a ridurre le bollette energetiche e le emissioni di carbonio per le case e le imprese di Gateshead.
Il nuovo centro energetico genera sia calore che elettricità per la vendita diretta ai clienti attraverso una nuova rete sotterranea di tre chilometri di tubi di riscaldamento e cavi elettrici ad alta tensione. A differenza delle centrali elettriche convenzionali, la centrale di teleriscaldamento di Gateshead è in grado di catturare fino all’85% del calore di scarto generato durante la produzione di energia e di incanalarlo direttamente negli edifici pubblici, nelle imprese e nelle abitazioni private. Il centro energetico utilizza due impianti di cogenerazione a gas da 2 MW per generare abbastanza elettricità per 5000 case, recuperando il calore residuo dai motori per fornire acqua calda per il riscaldamento. Nelle centrali elettriche convenzionali, questo calore di scarto si perde nell’atmosfera.
La rete di teleriscaldamento di Gateshead non è solo innovativa, ma ha anche fornito molti dati comparativi, dato che per il sistema originale sono state scelte tubature in acciaio, mentre l’ampliamento è stato installato con il sistema di tubazioni preisolato aquatherm blue energy. L’area di lavoro per le tubazioni in acciaio era fino a 250 metri per sezione di costruzione. Questo ha aumentato i costi e ha creato un grande rischio per la sicurezza. C’è stato anche un enorme impatto sul trasporto pubblico e sulla mobilità dei residenti e delle imprese. La trincea per le tubature doveva essere profonda più di 1,2 metri, il che ha creato un ambiente di lavoro difficile e ha richiesto un’ulteriore messa in sicurezza della trincea. Con circa due ore di tempo di saldatura per un giunto di 200 mm di diametro, il lungo processo di giunzione del tubo d’acciaio era uno svantaggio perché la trincea doveva rimanere aperta più a lungo. Una grande sfida che gli studi di ingegneria dovevano affrontare era la mancanza di saldatori addestrati. Anche la lunga pulizia chimica e il lavaggio delle
tubature in acciaio hanno richiesto circa due mesi.
Risparmio di manodopera
I tubi di aquatherm sono stati posati dagli appaltatori in un’area di lavoro di soli 80 metri, il che ha reso la vita molto più facile ai residenti e alle imprese. Le chiusure stradali e le deviazioni sono state ridotte, minimizzando il rischio di congestione. Sono state necessarie meno attrezzature per proteggere la trincea, con conseguente riduzione dei costi.
Il processo di saldatura di testa per le tubazioni aquatherm è molto più veloce della saldatura dei tubi in acciaio. Un raccordo DN 200 su un tubo aquatherm in polipropilene (PP-R), materiale resistente alla corrosione, richiede circa 8 minuti per il riscaldamento e 43 minuti per la fusione e il raffreddamento. Si tratta di 51 minuti per collegare 2 lunghezze di tubo DN200 a 23,2 metri. Questo ha fatto risparmiare molta manodopera durante l’installazione, il che ha contribuito a rendere l’intero progetto più redditizio. Grazie al peso ridotto del polipropilene PP, il trasporto delle tubazioni aquatherm è più facile rispetto ai tubi in acciaio, e anche la manovra manuale riesce senza problemi. L’azienda di installazione ha anche risparmiato sulla manodopera utilizzando gruppi di lavoro più piccoli.
1 metro di tubo in acciaio DN200 = 42,5 kg
1 metro di tubo aquatherm DN200 = 16,5 kg
Anche la disponibilità di raccordi aquatherm ha giocato un ruolo importante nel sostenere la velocità di installazione, poiché le sezioni in acciaio, normalmente prodotte in loco, potevano essere prefabbricate con aquatherm. Questo vantaggio ha permesso di reagire più rapidamente alle deviazioni dai piani, quando tubi imprevisti si trovavano nel percorso prestabilito. La flessibilità e il peso del sistema hanno anche facilitato l’installatore nel bypassare i tubi esistenti.
L’acciaio richiede curve e tubi supplementari per assorbire le espansioni causate dalle variazioni di temperatura nel sistema. Grazie all’installazione interrata delle tubazioni aquatherm energy, non sono necessarie curve di espansione nel terreno, poiché il tubo incorporato assorbe le forze di espansione nella parete del tubo. Questo porta anche a un’enorme riduzione dei costi, in quanto sono necessari meno materiali, meno manodopera e meno lavori di ingegneria civile.
Risparmio sui costi di circa 460 euro al metro
A causa della rugosità del tubo d’acciaio e dei depositi all’interno, il pompaggio di un sistema d’acciaio richiede più potenza di un sistema in PP. Più il sistema diventa vecchio, maggiori sono i depositi e le rugosità, il che aumenta ulteriormente i costi. Rispetto all’acciaio, per esempio, un tubo aquatherm resistente alla corrosione può raggiungere un risparmio del 15% nei costi energetici. Anche l'efficienza termica del tubo in polipropilene è di gran lunga superiore a quella del tubo in acciaio.
0,15 W/mk = tubo aquatherm in PP
54,0 W/mk = tubo in acciaio
L'ampliamento del teleriscaldamento di Gateshead di altri 1,3 km, è stato un grande successo. L’impianto è entrato in funzione a pieno regime nel 2018, con un flusso di 81 °C d'inverno e circa 5 °C in meno d'estate. Utilizzando le tubazioni aquatherm al posto di quelle in acciaio, il Comune di Gateshead ha ottenuto un risparmio di costi stimato di circa 460 euro al metro. Questo valore si basa esclusivamente sui costi di costruzione e installazione delle tubazioni aquatherm rispetto ai tubi in acciaio e non include ancora i risparmi che si ottengono una volta che il sistema è in funzione. I principali costi associati a una rete di teleriscaldamento sono i costi di capitale e di esercizio.
“L’innovazione è la chiave per portare soluzioni economicamente vantaggiose a mercati nuovi e in crescita. L’espansione della rete di teleriscaldamento a Gateshead, con l'utilizzo di nuovi tubi in PP-R, con diametro maggiore di quello precedentemente utilizzato nel Regno Unito, è stata una grande opportunità per sviluppare la nostra cultura dell'innovazione. L’uso dei sistemi di tubazioni aquatherm elimina la necessità di anelli di espansione, poiché il tubo è autocompensante. Questo riduce significativamente i tempi di completamento, minimizza la necessità di un’ampia gestione del traffico cittadino e migliora l’esperienza del cliente durante l’installazione”.
