Il primo settembre 2018 il gruppo del FSA 12 (Dodicesimo “Field Study Abroad”) ha incontrato l’ingegnere Marco Ricci al Palazzo Crystal di San Jose, Costa Rica, oggi Hotel Exe. Nel 2012 l’hotel ha preso la decisione di utilizzare al massimo le energie rinnovabili rivolgendosi al Gruppo di Ricerca del CIRPS ed al FSA condotto dal Prof. Andrea Micangeli per fare un progetto, che poi è stato realizzato con l’esperienza di Stefan Frey e le maestranze locali.

L’ing. Ricci, responsabile del progetto, ci ha accompagnati sul tetto dell’albergo per spiegarci come è costituito l’impianto stando davanti ai pannelli installati e i relativi sistemi ausiliari.

La soluzione energetica è formata da due sistemi distinti: l’impianto fotovoltaico, e quello solare termico. Inoltre è presente un ampio lucernaio che fa entrare la luce fino a tre piano sotto il tetto, grazie alle porzioni vetrate dei diversi pavimenti.

Il gruppo del FSA12 aveva già visto impianti fotovoltaici nelle settimane precedenti, nelle aree rurali di Honduras e Guatemala, quindi la spiegazione è stata direttamente mirata alle applicazioni su edificio urbano residenziale.

Per il PV sono stati installati 100 pannelli PV da 230W, quindi la potenza di picco installata è di 23 kW. Vista la vicinanza del Costa Rica con l’equatore l’esposizione a sud diventa meno cruciale per una buona produzione, e si sfrutta anche l’esposizione ad Ovest e ad Est. Questa differenza di esposizione causa però una differenza di irradiazione e ed efficienza tra le varie parti, che viene gestita con 4 inverter, da 6kW.

Una spiegazione più approfondita è stata inoltre dedicata all’impianto solare termico, che non avevamo ancora avuto modo di studiare.

Sul tetto si può visitare la parte del circuito primario, ossia i pannelli termici piani e ci è stato spiegato che, viste le condizioni ambientali del Costa Rica, questi pannelli sono ottimali, per esempio mettere pannelli sottovuoto fornirebbe una temperatura troppo alta. I 30 pannelli installati sono sistemati con un primo raggruppamento di sei pannelli in parallelo per il preriscaldamento, in serie con quattro stringhe in parallelo formate da una serie di tre coppie di pannelli.

Figura 1 Disposizione dei pannelli in ciascuna stringa

Questa disposizione tra serie e paralleli permette di ottimizzare il riscaldamento dell’acqua. All’impianto è collegato un vaso d’espansione localizzato dentro alla stanza dove si trovano i macchinari di funzionamento degli ascensori.

Finita la lezione del Professore sul motivo della presenza ed il dimensionamento dei vasi di espansione, siamo andati nel seminterrato dell’hotel a vedere il circuito secondario costituito da accumulo, scambiatori e integrazione a gas.

 Qui l’ingegnere Ricci ci ha mostrato le varie parti che completano l’impianto. Si inizia da un serbatoio da 3000 litri che è collegato ai pannelli sul tetto e chiude il circuito primario.

È presente una centralina che, tramite sensori e pompe, gestisce tutto l’impianto. Se il sensore ai pannelli rileva una temperatura di 4 gradi più alta di quella del serbatoio la centralina attiva la pompa in modo che l’acqua si riscaldi.

Da questo serbatoio parte un tubo che passa dallo scambiatore ad alta efficienza. Si tratta di uno scambiatore a piastre, del quale il gruppo ha notato l’efficienza e le ridotte dimensioni. Dall’altra parte di questo scambiatore di calore c’è un serbatoio uguale al precedente, che è il primo che è stato installato. La centralina, sempre tramite sensori di temperatura collocati nei serbatoi attiva e disattiva le pompe dello scambiatore.

In un secondo momento è stato aggiunto un altro serbatoio da 3000 litri d’acqua in successione al primo. C’è una funzione di ricircolo tra i serbatoi in modo che la temperatura di distribuzione sia sempre disponibile all’utenza). Quando è arrivato il nuovo gestore dell’albergo ha imposto che si avessero a disposizione sempre 10 mila litri d’acqua calda e che si potessero rigenerare in massimo un’ora. Per assecondare questa richiesta sono stati fatti due grandi aggiornamenti. Il primo è stato di farsi fare un serbatoio da 5000 litri su misura in modo che potesse passare per l’entrata del seminterrato, e collegarlo in successione agli altri due, e la seconda è stata di installare delle caldaie a gas collegate a questo ultimo serbatoio che partono solamente quando la temperatura dell’acqua scende sotto i 50 gradi.

Solamente qualche settimana dopo l’installazione si sono resi conto che la richiesta era decisamente eccessiva e non c’era bisogno di produrre una tale quantità di acqua calda in così poco tempo, quindi adesso si utilizzano solamente due delle piccole caldaie e le altre non vengono utilizzate.

In seguito, l’ingegnere Ricci ci ha spiegato che l’albergo ha 10 colonne d’acqua che salgono per i 5 piani in modo da portare l’acqua a tutte le camere, e che in questo modo l’acqua, soprattutto nelle stanze più lontane e magari che non siano state utilizzate da qualche giorno, si raffredda. Essendo un albergo di eccellenza, per poter fornire il servizio migliore possibile hanno ovviamente installato un buon sistema di ricircolo di acqua calda. Questo permette ai clienti dell’albergo di avere l’acqua calda istanti dopo aver aperto il rubinetto invece di dover aspettare che si ricambi l’acqua di tutto il tubo.

Al finale, personalmente, credo che sia stata un’esperienza molto buona per il gruppo del FSA12 perché ci ha fatto mettere mani sulla tecnologia più efficiente per utilizzare l’energia solare nel riscaldamento dell’acqua, che insieme al fotovoltaico e alla luce diretta rendono questo edificio molto più sostenibile e un modello per la città e la cooperazione.

Giulio Marolda Chelli,

neo-laureato in Ingegneria Energetica

maroldagiulio@gmail.com

Il gruppo dei 16 tra Studenti e Docenti del Field Study Abroad #12  è arrivato a New York, è questo il momento di dare il via a questa nuova iniziativa.

La  Media Crew del FSA#12 (Felipe Micangeli, Francesco Carrara e Riccardo Fermani) scriverà un resoconto delle attività svolte oltreoceano,  includendo aspetti tecnici e descrivendo le diverse realtà che il nostro FSA incontrerà e con cui collaborerà.

Per iniziare, raccontiamo la breve ma intensa esperienza di New York. Il gruppo si è riunito ieri, mercoledì 8 agosto, al Jazz on the Park Hostel di NYC dove i tutor Carlo Tacconelli e Paolo Cherubini hanno illustrato il programma del soggiorno nellaGrande Mela. Appuntamento la mattina seguente alle ore 9 nel Department of Civil Engineering and Engineering Mechanics della Columbia University dove ha avuto luogo il “2nd Annual University of Rome/Columbia University Renewable Energy Summer Meeting for Students En Route to Summer Field Study Abroad.”

Grazie allo staff della Columbia in particolar modo Matt Sisul docente nel corso di Engineering for Developing Communities è stata rinnovata l’opportunità di far conoscere al Field Study questa prestigiosa Università. Durante il meeting sono intervenuti lo stesso Matt Sisul,  Andrea Micangeli, docente di Sistemi Energetici alla Sapienza, Iana Aranda, Director di Engineering for Change, Bred Shere, Independent Power Producer in Zambia e Davide Fioriti PHD candidate presso l’Università di Pisa e visiting scientist presso l’MIT, che ha tenuto una lezione sulle Minigrid e il modello REM. Al termine del meeting, fatta anche la foto di rito davanti la statua dell’Alma Mater, il team si è diretto all’aeroporto di New York LaGuardia per prendere il volo verso la prossima tappa della missione: l’Honduras.

Foto e testi di

Felipe Micangeli; Francesco Carrara; Riccardo Fermani

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Alla presenza del Presidente della Repubblica Mattarella premiata l’Innovazione Tecnologica e Didattica della Sapienza (DIMA-DIAEE), di Tecnologie Solidali Onlus e del Centro Interuniversitario di Ricerca Per lo Sviluppo Sostenibile, in riferimento ai progetti internazionali sostenibili del Field Study Abroad

Il Corso d’Ingegneria Energetica dell’Università Sapienza di Roma (DIMA-DIAEE), Tecnologie Solidali Onlus e il Centro Interuniveristario di Ricerca Per lo Sviluppo Sostenibile, con riferimento al Field Study Abroad hanno avuto una nomination di eccellenza nel Premio “Italia Decide”, per l’ Innovazione Tecnologica dello Sviluppo Sostenibile e nello specifico come Innovazione della Didattica e dell’Alta Formazione.

La consegna del riconoscimento,  è avvenuta in occasione della presentazione del Rapporto “Italia Decide” 2018 presso la Sala della Regina della Camera dei Deputati, alla presenza del Presidente della Repubblica, Sergio Mattarella e la Presidente della Camera Laura Boldrini.

Sono Intervenuti Luciano Violante, Presidente dell’associazione Italia Decide e Federica Mogherini, Alta rappresentante dell’Unione Europea per gli affari esteri e la politica di sicurezza.

Ha ritirato il premio il premio il prof. Andrea Micangeli, ideatore e coordinatore del FSA, docente di Sistemi Energetici presso il Dipartimento d’Ingegneria Meccanica dell’Università Sapienza di Roma e presso lo State University of New York (SUNY), e parte del suo staff di ricercatori, dottorandi e studenti d’Ingegneria, Carlo Tacconelli, Paolo Cherubini e Caterina Celia.

Per l’anno 2018 l’Associazione, in linea con gli indirizzi di Sviluppo sostenibile delle Nazioni Unite (Sustainable Development Goals), ha voluto attirare l’attenzione sulla criticità crescente e ineludibile della questione energetico-ambientale, che impone di intervenire sulle problematiche della gestione sostenibile delle risorse, della protezione dell’ambiente e della urgente e globale mitigazione dei cambiamenti climatici in atto.

Tenuto conto del ruolo decisivo che istituzionalmente può e deve svolgere l’Università nell’ambito della comunità nazionale, il Premio “Amministrazione, Cittadini, Imprese” 2018 si è deciso di assegnare il premio ad attività svolte da Dipartimenti ad indirizzo ingegneristico, di Università pubbliche, nell’ambito delle tecnologie per l’energia e l’ambiente. La Commissione ha lavorato in stretta collaborazione con il MIUR e con la Conferenza dei Rettori delle Università Italiane – CRUI.

Il Field Study Abroad è un progetto formativo interterdisciplinare di ricerca scientifica, cooperazione internazionale, che si concretizza attraverso la partecipazione di ricercatori e studenti a progetti di sviluppo sostenibile in aree rurali in Italia, in  Centro America e Africa. Il progetto è proposto dal DIMA-DIAEE della Sapienza e dal Centro Interuniversitario di Ricerca per lo Sviluppo Sostenibile, che si occupano degli aspetti didattici, scientifici e tecnici, e dalla ONLUS “Tecnologie Solidali”, che si occupa della gestione logistica e didattica in loco.

Contribuiscono alla realizzazione del progetto numerosi docenti e studenti di Università, centri di ricerca internazionali tra cui: Università di Roma “Sapienza”, Università di Pisa, State University of New York (SUNY), Strathmore University di Nairobi, Universidad de Costa Rica, Universidad Nacional Autonoma de Honduras (UNAH), University of Cambridge, Columbia University of New York,  in cooperazione con piccole e grandi aziende come Meridiana Energy (Italia), Coopesantos (Costa Rica), Bujagali (Uganda), Giz (Rwanda), ed ONG come RETE (Honduras), AVSI (Uganda e Kenya), ed Aziende Italiane presenti sul territorio (in particolare per le attività in Kenya, il Field Study Abroad si è unito alla Micro Grid Academy, gestita da RES4Africa).

I progetti proposti e realizzati, mettono in pratica gli Obiettivi dello Sviluppo Sostenibile delle Nazioni Unite ed hanno come scopo la preparazione di professionisti che siano in grado di applicare soluzioni tecnologiche, finanziarie e sociali, appropriate ai problemi delle Comunità in via di sviluppo, che via via si incontrano, sia nelle aree urbane che rurali.

Lo sviluppo dei progetti e delle relative tecnologie si svolge attorno a temi strettamente connessi tra loro:

sistemi di energia rinnovabile, ambiente; studi di pre-fattibilità e gestione di progetto; valutazione finanziaria; aiuto umanitario e cooperazione internazionale allo sviluppo.

Il progetto FSA è inoltre innovativo dal punto di vista dell’inclusione sociale di comunità rurali.

Le comunità infatti oltre a beneficiare dello sviluppo di progetti, quali elettrificazione, potabilizzazione dell’acqua, beneficiano anche dello sviluppo di attività lavorative, in quanto spesso gli abitanti locali vengono formati e impiegati nella realizzazione dei progetti.

La metodologia innovativa risiede  nel concetto di “researching by doing” and “learning by doing”, fare ricerca e imparare e sul campo, combina cioè gli aspetti teorici della progettazione con quelli pratici dell’esperienza lavorativa.

I progetti finora incontrati sono stati completati attraverso diverse edizioni di Field Study Abroad e rappresentano il testimone che ciascun gruppo passa a quello successivo ed alla comunità locale con una staffetta che si ripete tre volte all’anno. I progetti finalizzati restano in fase di monitoraggio, oppure sono studi di fattibilità, altri vengono analizzati come casi studio per i successivi Field Studies.

Alcuni progetti sviluppati in America Centrale:

–        Impianto fotovolatico per favorire le attività di pescatori e per la protezione delle biodiversità marine in un’area protetta, Cuero y Salado, Honduras;

–        Impianto fotovoltaico installato presso uno Yoga Garden, realizzato per favorire la diffusione di strutture culturali e turistiche, sostenibili, Tegucigalpa, Honduras;

–        Impianto idroelettrico per l’elettrificazione di un villaggio rurale, El Dictamo, Honduras

–        Progetto di efficientamento e sostenibilità ambientale applicato a una Scuola di agricoltura e allevamento, San Ramon, Costa Rica;

–        Applicazione di sistemi energetici di piccole dimensioni ad un centro di donne rifugiate vittime di violenza strutturato come fattoria sostenibile, Upala Costa Rica;

–        Progetto di ampliamento di un parco eolico, Coopesantos Costa Rica;

–        Studio di fattibilità di una micro-grid nelle isole di Cayos Cochinos, Honduras;

–        Caso Studio: Nano-Hydro Power System presso una comunità del parco della Muralla, Olancho, Honduras e di una comunità isolata, Quinito, Honduras;

–        Caso Studio: Centrale Idrolettrica presso Enel Green Power in Costa Rica e studio di fattibilità di un impianto fotovoltaico ausiliario alla centrale.

Progetti sviluppati in Africa Occidentale (Rwanda, Uganda, Kenya):

–        Impianto fotovoltaico in un villaggio rurale su un’isola ;

–        Analisi di fattibilità di un Impianto fotovoltaico presso un’ospedale;

–        Hybrid Mini-grid;

–        Off-grid site identification.

Tecnologie ideate e applicate in Centro America e in Africa:

–        OSEC, On site electrolytic chlorination, tecnologia per la disinfezione dell’acqua che sfrutta il processo dell’elettro-clorazione, realizzata e installata in numerose comunità del Centro America e in Africa;

–        Studio per la conversione del sistema di propulsione di imbarcazioni da convenzionale ad elettrico a Cuero y Salado e Quinito;

–        Studio di fattibilità di speciali lanterne solari da realizzare per le comunità di pescatori in collaborazione con la Makerere University;

Il progetto Field Study ha coinvolto enti quali Università, Centri di ricerca, Associazioni no profit, Compagnie elettriche  in maniera da favorire il trasferimento di conoscenze e la condivisione di buone pratiche di sostenibilità sotto il punto di vista tecnico, sociale ed accademico, favorendo la collaborazione tra società civile ed istituzioni.

Tra pochissimi giorni partirà la 7° edizione del “Field Study Abroad”, corso di formazione e specializzazione per studenti  universitari e professionisti riguardante soluzioni pratiche e integrate per migliorare le condizioni delle comunità in Paesi in Via di Sviluppo o emergenti attraverso uno sviluppo sostenibile.

Impianto fotovoltaico Green Residence Hotel, Costa Rica.

A partire da alcuni corsi universitari come “Engineering for Developing Communities” della Columbia University di New York, “Global Leadership and Sustainable Development” della Hawaii Pacific University, “Engeneering for Sustainable Development” dell’University of Cambridge e “Design for Cooperation and Development”dell’ Universitá La Sapienza di Roma, un team di studenti universitari e professionisti sotto la guida del Prof. Ing. Andrea Micangeli del CIRPS (Centro Interuniversitario di Ricerca per lo Sviluppo Sostenibile, il quale conta 12 Università Italiane) in collaborazione con il Direttore Esecutivo della CIC – Camara de Industria e Comercio italo costarricense Ing. Marco Ricci, gestiscono e organizzano un’esperienza unica tra Honduras e Costa Rica.

Il progetto ha lo scopo di insegnare e mostrare alle persone coinvolte lo stretto legame tra le nuove tecnologie, l’applicazione delle stesse, la cooperazione e lo studio della scienze sociali, per ottenere una crescita e uno sviluppo sostenibile delle aree in via di sviluppo, così da poter fare dei passi avanti nel raggiungere gli obiettivi SDGs (Sustainable Development Goals) prefissati dalle Nazioni Unite per il 2030.

Con una speciale attenzione allo studio e sviluppo di tecnologie che rispettino gli standard di sostenibilità e sviluppo integrato, si affrontano temi relazionati a energia, acqua, ambiente e cooperazione internazionale, permettendo ai partecipanti di lavorare sul campo in ambienti rurali, così come entrare in contatto con istituzioni nazionali e internazionali. Il programma si focalizza sulle tecnologie alimentate da fonti rinnovabili e sul’insegnamento delle basi per l’elaborazione e la stesura di progetti o piani di azione per ridurre le emissioni di CO2, progetti solitamente finanziabili da fondi nazionali e internazionali.

Negli ultimi anni, i Peasi del Centro America si sono proposti come parte attiva di questi progetti, in particolar modo la collaborazione è molto proficua con l’Honduras e il Costa Rica, che fu anche la sede del primo Field Study Abroad.

Idroelettrica nella comunità El Diptamo, Honduras.

I partner coinvolti sono tanti, soprattutto in Costa Rica, con accordi con i  principali protagonisti del mercato elettrico come l’Instituto Nacional de Electricidad (ICE), la Compañia Nacional de Fuerza y Luz (CNFL) e le Cooperativas de Electricidad come Coopesantos e Coopeguanacaste, oltre alle collaborazione con alcune Università di Costa Rica. In Honduras si collabora con la Secretaría de Recursos Naturales y Ambiente de Honduras (SERNA), il Banco Centroamericano de Integracion Economica (BCIE), il Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD), la Universidad Nacional Autonoma de Honduras (UNAH), oltre ad alcune ONG.

Riunione presso la BCIE, Honduras.

Il Field Study Abroad è un’importante possibilità per gli studenti europei e statunitensi di conoscere le reali opportunità di lavoro sociale e impreditoriale tanto in Costa Rica quanto in Centro America. La settimana edizione del FSA si svolge in 2 Paesi principalmente: Honduras, Paese con grandi ricchezze naturali ma anche con aree molto povere, e Costa Rica, dove, oltre a visitare e studiare alcune fattorie eco-sostenibili, si incontrano le più importanti imprese europee e internazionali (come ENEL Green Power) e costaricensi, come Coopesantos o ICE, con la quale ci si incontrerà durante il corso, il prossimo 13 di ottobre, nella sede Sabana Norte di ICE, San José di Costa Rica.

La Universidad de Costa Rica (UCR) e la Universidad Nacional (UNA) sono parte dell’accordo tra il CIRPS, la Columbia University di New York e la University of Cambridge, UK e il Paese Costa Rica.

Il CIRPS supporta e promuove in Italia l’importanza del Field Study Abroad, a partire dal suo Direttore Generale, Prof. Ing. Vincenzo Naso, il quale è stato un pioniere con il Prof. Andrea Micangeli quando nel 2010, participò alla formazione dei dirigenti dei Ministerios de Energia de los Paises dell’America Centrale in occasione del corso di aggiornamento riguardante le energie rinnovabili (SICA 2010).

Gli studi iniziati dai ricercatori e dagli studenti collaboratori del Cirps negli ultimi anni, hanno già dato alla luce alcuni risultati significativi che simboleggiano la cooperazione tra questi Paesi, come l’installazione di un impianto fotovoltaico sul tetto del Green Residence Hotel, situato in pieno centro a San José de Costa Rica (Av.1, Calle 1-3), con il supporto delle Cooperative o la diffusione della nuova tecnologia “Smart” in collaborazione con ICE.

Andrea Micangeli, Marco Ricci