Un Parco “elettrico” nel Municipio 3
Ma come, una centrale idroelettrica in un parco cittadino e non accanto a una cascata in alta montagna o a un’enorme diga? Vediamo di capire di cosa si tratta.
Gli esseri umani da molto tempo sfruttano l’energia dell’acqua per azionare macchinari e oggi l’energia idroelettrica rimane una fonte significativa di energia elettrica in tutto il mondo. Una moderna centrale idroelettrica rappresenta il punto di arrivo di una meravigliosa invenzione basata su millenni di ingegno umano.
Per migliaia di anni l’acqua è stata la principale fonte di energia per gestire sistemi di macinazione dei cereali, irrigazione dei campi e lavorazione del legname. Alla fine dell'800, si è iniziato a utilizzare l’energia idroelettrica per generare elettricità. La prima grande centrale di questo genere italiana venne attivata nel 1895 a Paderno, costruita sul fiume Adda dalla società Edison. I continui miglioramenti hanno reso queste centrali più sicure e più efficienti che mai.
L’energia idroelettrica rappresenta oggi una fonte importante e affidabile di energia elettrica pulita e rinnovabile. Poiché sono indipendenti dalle condizioni meteorologiche (tranne che dalla siccità), le centrali idroelettriche possono fornire un servizio più affidabile rispetto agli impianti solari o eolici. Inoltre, la capacità di controllarne la portata consente ad ogni impianto di adattare la propria produzione per soddisfare le richieste di mercato.
Ma torniamo alla centrale sul Lambro. Come è possibile realizzare una simile 'mini-centrale' in città? Vediamo in breve come funziona una centrale idroelettrica.
Fondamentalmente, una moderna centrale idroelettrica dovrebbe essere composta da un bacino idrico, posto in alto, condotte forzate, turbine e generatori. L’acqua dal bacino viene convogliata alle turbine, grandi ruote mosse dall’acqua che cade attraverso una condotta forzata. La turbina converte l’energia cinetica del movimento o della caduta dell’acqua in energia meccanica, collegata attraverso un alberodi trsmissione al rotore di un generatore, che trasforma a sua volta l’energia meccanica in elettricità.
In base alla potenza nominale, gli impianti si classificano in:
- micro-impianti: potenza < 100 kWp
- mini-impianti: 100 kWp – 1 MWp
- piccoli impianti: 1 – 10 MWp
- grandi impianti: > 10 MWp
In base alla caduta o salto, gli impianti possono essere classificati in:
- bassa caduta: H < 20 m
- media caduta: H = 20–100 m
- alta caduta: H = 100–1000 m
- altissima caduta: H > 1000 m
La nostra centrale nel Parco Lambro è dunque un 'micro-impianto' a bassa caduta. Come si arriva a queste centrali a bassa caduta o micro-centrali come quella del Parco Lambro?
È proprio con questo relativamente nuovo tipo di micro-impianti che si hanno le maggiori possibilità di nuove installazioni idroelettriche, ovviamente su piccola scala, mini-impianti idroelettrici con taglia inferiore a 10 MW. Il mini-idro è considerato dagli esperti di fonti rinnovabili uno dei settori dove è possibile operare maggiori sviluppi.
Per quanto riguarda la salvaguardia dell'ambiente, gli impianti idroelettrici di piccola taglia sono caratterizzati da modalità costruttive e organizzative di scarso impatto sul territorio; inoltre possono essere gestiti, almeno per l'ordinario funzionamento, anche da piccole comunità (alcuni impianti, ad esempio, sono condotti dai gestori di rifugi alpini) e anche integrati in un uso plurimo ed equilibrato della risorsa acqua; inoltre la presenza di piccoli impianti induce all'osservazione e manutenzione del territorio. Costi di installazione e tempi di ritorno di investimento sono competitivi rispetto alle altre fonti di energia rinnovabili, grazie anche alle forme di incentivazione.
Gli impianti al di sotto dei 100 kW di potenza rappresentano una modalità di sfruttamento di una fonte energetica rinnovabile, che altrimenti andrebbe dispersa, con un bassissimo impatto ambientale, necessitano di una limitata risorsa idrica per produrre energia elettrica, producono energia elettrica vicino alle utenze attraverso una generazione distribuita, sono poco ingombranti e relativamente semplici da trasportare.
Elemento fondamentale del funzionamento del 'micro-idro' è la turbina a coclea (o 'vite di Archimede'). Essa funziona sul principio 'inverso' della chiocciola di Archimede, brevettata di recente come turbina idroelettrica. Come tutte le turbine il suo scopo è trasformare l'energia potenziale di un liquido in energia meccanica. La turbina è costituita da un rotore tubolare con saldata una vite senza fine (vedi foto), che ruota in una contenitore metallico semicircolare chiamato trogolo. Il liquido scorre nella turbina e, per gravità, spinge la spirale, che ha funzione di pala, facendo ruotare la turbina sul suo asse. È il peso dell'acqua a generare il movimento. Ciò consente a questa tipologia di turbine di operare senza necessità di essere intubate, ma utilizzando corsi d’acqua a pelo libero. L'acqua fluisce liberamente dall'imbocco a monte fino allo scarico a valle. Il movimento rotatorio della turbina viene trasformato in energia elettrica attraverso l'applicazione in serie di un moltiplicatore e di un alternatore. È particolarmente adatta per operare in presenza di detriti, per la semplicità di installazione e manutenzione, per i bassi costi di impianto e gestione, per la possibilità di operare anche con portate minime d'acqua, quindi in corsi d'acqua con portata discontinua. Le turbine a coclea sono utilizzate per salti da 1 a 10 metri e portate d'acqua da 0,5 a 5,5 m³/s.
Costruire una centrale elettrica in un parco cittadino sembra una idea bizzarra? Già intorno alla metà degli anni 10 del 2000 fu costruita sul Lambro una centrale idroelettrica a basso salto o mini-idro in zona 3, vicino a Cascina Gobba-Crescenzago, ben visibile alla fine di via Rizzoli. È stata realizzata con il metodo della turbina a coclea, tre turbine a 'vite di Archimede' (vedi foto), per il committente A2A, con un salto di 2,1 m, in grado di soddisfare i consumi di 1.500 persone, approfittando di una vecchia derivazione irrigua oggi abbandonata.
La nuova centrale è stata autorizzata dalla Città metropolitana di Milano che ha la competenza per l’autorizzazione delle piccole centrali. Naturalmente per realizzare un impianto idroelettrico in un parco di 900 mila quadrati, situato in piena città nel Municipio 3, è stato necessario un accurato lavoro di studio e progettazione che ha permesso di arrivare a una centrale con un basso impatto paesaggistico e nessuno ambientale, con una potenza di 76 kW, grazie appunto alla turbina a 'vite di Archimede' installata in un salto di 1,7 metri con una portata di 6,5 metri al secondo. Progettazione e costruzione sono entrambe a cura della società Vettorello di Casale sul Sile.
Le opere civili richieste per la realizzazione di un impianto a coclea sono abbastanza semplici ed economiche. Inoltre l’inserimento paesaggistico ed ambientale dell'impianto è stato semplificato dalla morfologia del canale di alloggiamento della coclea, che segue il profilo naturale del terreno. L’impatto acustico è piuttosto modesto, ulteriormente ridotto dall’ausilio di coperture fonoassorbenti del canale.