Metropolitana di Barcellona - ProtectawebNasce, nella «subway» della città catalana, un modello di riferimento per ridurre l’impatto ambientale: la società Cofely, con l’impiego di nuove tecnologie e con innovative metodologie di gestione, punta a ridurre i consumi energetici annuali del 5-10 per cento


•• Una metropolitana, per grande o piccola che sia, non è fatta solo di treni, binari e linee aeree. Ci sono anche i cosiddetti «apparati secondari», vale a dire gli impianti elettrici, i gruppi ausiliari, i sistemi di ventilazione e illuminazione che sono a servizio di essa. Non svolgono le funzioni primarie di trasporto ma, senza di essi, nessuna metropolitana potrebbe svolgere le attività per cui è stata costruita. Pensiamo, ad esempio, agli ascensori e alle scale mobili o ai tapis roulant, e alle biglietterie: se smettessero di funzionare, si pregiudicherebbe irrimediabilmente la continuità del servizio. Questo capillare, diffuso ma indispensabile complesso di apparati è fatto di motori elettrici, compressori, trasformatori e generatori: una rete complessa di dispositivi che richiedono un instancabile continuo flusso di tanta, tantissima energia. In media, infatti, assorbono il 30% del totale di quella richiesta per il funzionamento della linea a cui appartengono.

Come contenere gli appetiti di questi «energivori»? Fra le prime aziende a porsi seriamente questo problema, è stata la società Cofely (Gruppo GDF Suez), leader in Italia nei servizi per l’efficienza energetica e ambientale. Nel 2011, in collaborazione con l’Università Politecnica delle Marche ed altri 7 partners europei, Cofely ha dato vita al progetto sperimentale «Seam4Us» (Sustainable Energy Management for Underground Stations). Obiettivo di questo progetto, finanziato dalla Commissione europea nell’ambito del VII Programma Quadro 2011, sottoprogramma «Ict Energy Efficient Technology», è quello di finanziare progetti di efficienza per strutture pubbliche.

La durata di «Seam4Us» è di 36 mesi: il sito pilota per la validazione delle soluzioni proposte è la stazione di Paseo de Gracia della metropolitana di Barcellona, dove verrà affrontata a livello pionieristico (ma a livello internazionale) la riconfigurazione dell’ambiente «stazione» nell’ottica del risparmio energetico. È qui infatti che, tramite l’impiego di tecnologie, e metodologie di gestione completamente innovative dei sistemi ausiliari delle stazioni, si studierà come ridurre del 5-10% i consumi energetici annuali dei medesimi. Consumi che, in totale, ammontano a 63,1 milioni di kWh: pari al consumo di settecento abitazioni di media grandezza.

Aspetti innovativi

Seam4Us_PaseodeGracia - Protectaweb

 

Il progetto «Seam4Us» è la prima iniziativa nella ricerca, in Europa, che considera il sistema «stazione-metro» nell’ottica del risparmio energetico, prendendo in esame tutte quelle caratteristiche interne ed esterne dell’edificio in grado di incidere sui consumi energetici, e prescindendo dai consumi dei treni (che rappresentano il 70% dei consumi totali). Tutto questo avviene mediante lo sviluppo di un sistema di controllo centralizzato, e di supervisione della stazione e dei suoi impianti. Tale sistema sarà in grado di gestire automaticamente tutta l’infrastruttura, grazie a una complessa rete di sensori collegati a un server centrale, dotato di applicativi software specificatamente sviluppati per raccogliere ed elaborare i dati di carattere climatico/ambientale, gestendo gli impianti interessati al fine di ottimizzare il saving energetico.

La raccolta dei preziosi dati di riferimento

Anemometro_Paseo de Gracia - ProtectawebI dati raccolti verranno, infatti, elaborati in modo integrato: fornendo ad esempio, utili informazioni per il controllo automatico dell’illuminazione in base alla presenza o meno di persone presso la stazione metropolitana, oppure per la gestione dell’impianto di ventilazione in funzione delle condizioni ambientali, dell’affollamento e del passaggio dei treni.

Il sistema, inoltre, sarà in grado di «apprendere», mediante specifiche funzioni, il comportamento della struttura e degli utenti nelle varie possibili condizioni di utilizzo, anticipando le azioni correttive necessarie al fine di ottenere il miglior risultato possibile. Un significativo passo avanti per quella logica cooperativa che è alla base del concetto guida per la realizzazione delle «Smart Cities».

I partner coinvolti

Quadro elettrico_smart meters_Paseo de GraciaPer la realizzazione del progetto è stato costituito un team internazionale composto da università, istituti di ricerca e società di servizi appartenenti a sei Paesi europei, tra cui Italia, Spagna, Germania, Olanda, Finlandia e Svezia. Nel dettaglio i partner Cofely sono: Università Politecnica delle Marche, Università Politecnica de Catalunya (E), TMB-Società Trasporti Metropolitani di Barcellona (E), Centro di ricerca Fit Fraunhofer (D), Università di Kassel (D), Centro di ricerca Almende (NL), Società multitecnica Vitt (FIN) e Società multitecnica Cnet (S).

Cofely, in particolare, come coordinatore del progetto, si occuperà di seguire tutti i partner suddivisi per team di lavoro, gestire l’audit energetico preliminare e il successivo monitoraggio, oltre ad elaborare il piano di diffusione e promozione di «Seam4Us» sulla base dei risultati ottenuti.

 

Alessandro Ferri


 

Storia e cronologia del progetto «Seam4Us»

Dicembre 2010 Cofely, in collaborazione con l’Università Politecnica delle Marche, presenta il progetto «Seam4Us» alla Commissione Europea nell’ambito del bando VII Programma Quadro, sottoprogramma «Ict Energy Efficient Technology», volto a finanziare progetti di efficienza per strutture pubbliche.
Febbraio 2011 La Commissione europea assegna un punteggio elevato (14.5/15) al progetto riconoscendo, oltre al carattere innovativo delle tecnologie impiegate, la sua originalità nella scelta metodologica prevista e la validità dei partner coinvolti.
5 ottobre 2011 La Commissione europea sottoscrive il Grant Agreement che finanzia il progetto con 3 milioni di euro.
20 ottobre 2011 Avvio dei lavori di «Seam4Us» in occasione del primo kick off organizzativo che vede riuniti a Roma, presso la sede Cofely, tutti i rappresentanti dei soggetti coinvolti.
10 novembre 2011 A Barcellona si è svolge il primo meeting operativo per l’acquisizione delle informazioni tecniche relative alle caratteristiche degli impianti della stazione pilota e una prima raccolta dei dati.
Attività svolte durante il primo anno di progetto (2012)

La prima fase del progetto prevede la realizzazione della diagnosi energetica della stazione Paseo de Gracia, con l’obiettivo di:

  • verificare su un arco di tempo significativo i consumi energetici secondari della stazione (sistemi di ventilazione, illuminazione, movimentazione passeggeri ecc.), mediante una complessa rete di misuratori di energia;
  • individuare criticità ed eventuali inefficienze cause di spreco;
  • definire le corrispondenti soluzioni tecniche idonee all’efficientamento della struttura.

Sono state, prima di tutto, svolte tutte le indagini necessarie alla progettazione della rete di sensori per il monitoraggio energetico ed ambientale che, verso la fine dell’anno scorso, è stata completamente dispiegata.

Tale rete di monitoraggio energetica è costituita da una serie di «contatori intelligenti» installati nelle cabine di distribuzione della stazione Paseo de Gracia, che misurano i principali parametri elettrici in maniera continuativa e duratura. Il sistema di monitoraggio ambientale prevede una serie di sensori, disseminati in tutti gli ambienti della stazione, come le piattaforme e i corridoi, per la misura dei parametri ambientali interni ed esterni (ovvero temperatura, pressione, umidità, concentrazione di CO2, illuminamento, flussi di passeggeri ecc).

Nel corso del primo anno del progetto si è così proceduto a:

1)     Sviluppare e completare il modello virtuale della stazione delle condizioni ambientali e dei consumi energetici sul quale effettuare tutte le simulazioni desiderate e ad avviare il processo di modellazione di tutti i principali dispositivi presenti in stazione: il sistema di ventilazione, il sistema di illuminazione e quello di trasporto verticale dei passeggeri (scale mobili). Tutti i modelli completati o parzialmente sviluppati nel corso del primo anno verranno in seguito validati accuratamente con i dati forniti dalle reti di monitoraggio energetica e ambientale.

2)     Ipotizzare, in base ai risultati preliminari forniti dai modelli, una serie di provvedimenti di risparmio energetico basati sull’innovativa logica di controllo predittivo ed adattativo. È stato, inoltre, quasi completato il sistema per l’elaborazione dei dati video forniti dalle telecamere di videosorveglianza della stazione. L’elaborazione di tali dati consentirà di monitorare la densità di passeggeri in stazione, parametro fondamentale per l’implementazione di logiche di controllo predittive ed adattative.

3)     È stata altresì messa a punto l’architettura software del sistema informativo centralizzato di gestione, ovvero il «cervello» stesso di «Seam4Us», in grado di elaborare tutti i dati rilevati sul campo, prevedere con metodi statistici il «comportamento» della stazione e degli utenti e impartire agli attuatori automatici gli ordini necessari per ottimizzare i consumi.

4)     È stata progettata in via preliminare una rete di controlli automatici per gli impianti di illuminazione e di ventilazione. Tale rete, a servizio del sistema centralizzato di gestione, consentirà l’attuazione delle politiche di ottimizzazione degli impianti sulla base dei dati forniti dalla rete di sensori per il monitoraggio ambientale e dal sistema per l’elaborazione dei segnali video forniti dalle telecamere presenti in stazione.


Nel corso del primo anno Cofely ha, quindi, completato l’analisi preliminare di audit energetico della stazione metro e ha curato il report tecnico di preliminary energy audit previsto nel cronoprogramma del Progetto. Oltre a ciò, Cofely ha curato lo sviluppo del modello di simulazione del funzionamento delle scale mobili per poter eseguire l’analisi del comportamento dinamico del sistema e definire, così, in maniera accurata, i risparmi energetici conseguibili attraverso le politiche di controllo delle scale mobili.

Il primo anno di attività del progetto si è concluso con la technical review, svoltasi il 4 dicembre 2012, da parte della Commissione europea che ha valutato positivamente il lavoro effettuato e ne ha autorizzato la prosecuzione.


Attività previste per il secondo anno di progetto (2013)

Nel corso del secondo anno, il progetto della rete di controlli automatici sarà completato ed esteso alle scale mobili, verranno validati i modelli della stazione e degli impianti sulla base dei dati forniti dalle reti di monitoraggio e sarà avviata l’installazione della rete di controlli e del sistema centralizzato di gestione per l’ottimizzazione dei consumi energetici.

Cofely si occuperà prevalentemente di aggiornare l’audit energetico della stazione in tempo reale, confrontando i dati raccolti con i risultati attesi, oltre a produrre le specifiche opportune per migliorare ulteriormente le prestazioni del sistema.


Attività previste per il terzo anno di progetto (2014)

Il terzo anno vedrà il completamento dell’installazione della rete di controlli e del sistema di gestione e l’esecuzione dei test finali di collaudo, supervisionati in tutte le loro fasi dai responsabili tecnici di Cofely; apportate le ultime modifiche al sistema, si arriverà infine alla validazione dei risultati tecnici e scientifici conseguiti, mediante i quali Cofely potrà certificare gli obiettivi raggiunti in materia di risparmio energetico.

Cofely Italia (Gruppo GDF Suez)

Progetta, realizza e gestisce soluzioni che permettono di utilizzare al meglio l’energia riducendo l’impatto ambientale e contenendo i costi.

La missione aziendale di Cofely è quella di trasformare le esigenze energetiche in soluzioni integrate e innovative, spaziando dalla progettazione e realizzazione di interventi strutturali di ammodernamento, razionalizzazione e ottimizzazione dell'intera infrastruttura energetica e tecnologica, alla realizzazione di centrali di cogenerazione e reti di riscaldamento, con l'utilizzo integrato di energie rinnovabili.

 

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