giovedì 22 marzo 2012

Zeolite: “la pietra che bolle” nelle nuove caldaie sostenibili della Vaillant

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di Francesca Petretto

“Immaginate un sasso, simile alla ceramica che (grazie alla sua elevatissima porosità) è in grado di assorbire e rilasciare grandi quantità di vapore acqueo, riscaldandosi fino a raggiungere temperature che possono alimentare un impianto di riscaldamento, e di generare calore ininterrottamente per circa 300 anni”: questa è la zeolite, la pietra che, come dice l’origine greca del nome (lithos = pietra e zein = bollire), letteralmente bolle.

A chi è stato attento alle manovre della Tokyo Electric Power Company – Tepco nel post Fukushima, non sarà sfuggito l’utilizzo che il gigante energetico giapponese ne ha fatto nel mare di fronte al sito contaminato nel nordest dell’isola di Honshū, nel tentativo di assorbire le sostanze radioattive e di rallentare perciò l’inquinamento delle acque. Il minerale era infatti già stato utilizzato, per le sue note proprietà depuranti e filtranti, in altre zone del Pianeta avvelenate da radiazioni: l’esempio più famoso di impiego è quello di Three Mile Island, negli USA, già noto per il tristemente celebre incidente nucleare ivi avvenuto nel 1979.

Questo per quanto riguarda le zeoliti “naturali”, ma è il comportamento termico da “setaccio molecolare” delle sintetiche – create in laboratorio – quello che ci interessa in questa sede: se la zeolite è un minerale naturale che “scaldato in un letto di borace, espelle acqua come se stesse bollendo”, ciò è dovuto alla sua struttura chimica, fatta “di impalcature tridimensionali di tetraedri (framework) per lo più occupati da Si e Al, che presentano gabbie e canali sufficientemente ampi da ospitare molecole di acqua e cationi scambiabili (ioni extraframework)”.

Ebbene “il futuro è qui”: riscaldare, proteggere l’ambiente, risparmiare energia e ridurre i costi, tutto con un solo prodotto; da oggi tutto ciò è possibile, secondo Vaillant, grazie ad una rivoluzionaria pompa di calore a gas zeolite/acqua. Da diversi anni il marchio tedesco studia il comportamento chimico delle zeoliti pensando a una sua intelligente applicazione per la produzione di energia termica in maniera pulita, naturale, “senza sforzo”, e dunque mettendo in commercio un nuovo modello d’impianto, chiamato zeoTHERM, consistente in pompe di calore ad altissimo rendimento, il cui funzionamento è anche in parte dovuto all’impiego di zeolite sintetica, un materiale che riesce a produrre e rilasciare energia senza bisogno di un impulso energetico proveniente dall’esterno, un elemento naturale, non tossico, non combustibile e non nocivo per l’ambiente. Dato che la zeolite è estremamente igroscopica, essa attrae le molecole d’acqua e le immagazzina nei pori sulla sua superficie: così queste molecole, “rallentate” nel proprio moto naturale, sviluppano per trasformazione, da quella cinetica, energia termica. Il calore prodotto, detto di adsorbimento (fenomeno che consiste nell’adesione e nel concentramento di sostanze disciolte o aerodisperse a ridosso della zona superficiale di un corpo), è messo a disposizione dell‘impianto di riscaldamento sotto forma di calore utile. Con questo nuovo tipo di apparecchiature le emissioni di CO2 e il consumo di energia si stima saranno abbattute del 20% rispetto alla tecnologia a condensazione, e del 30% rispetto alle caldaie tradizionali.

E si parla di produzione di energia pulita zeoTHERM non solo perché la zeolite è un minerale non inquinante, ma anche perché, proprio quella natura, da cui essa proviene, la Vaillant vuole rispettare: il materiale utilizzato nei nuovi impianti – in commercio in Italia da aprile – è riprodotto in laboratorio (di aspetto differente ma con le stesse identiche caratteristiche dell’originale, lo stesso alluminosilicato con facies differenti) e perciò assicura l’ecologico vantaggio del non depauperamento della risorsa naturale, poiché non è necessario estrarlo ed ha comunque un comportamento ecocompatibile ed ecosostenibile. ZeoTHERM è un sistema integrato che comprende pannelli solari, pompe di calore a gas e zeolite: a quest’ultima è affidato il compito di aumentare l’efficienza del sistema, facendo risparmiare energia e quindi soldi. “I rendimenti energetici dei nuovi impianti sono già altissimi, ma con la zeolite siamo riusciti ad arrivare al 135%”, racconta Gherardo Magri, amministratore delegato di Vaillant Italia. “Il vantaggio non è piccolo: se all’improvviso tutti gli impianti di riscaldamento di una città come Milano adottassero questo sistema, hanno calcolato, l’effetto sarebbe di 150.000 tonnellate di CO2 in meno all’anno o, detto in termini ancora più semplici, l’equivalente di 103 giorni all’anno con la città senza nemmeno un auto per le strade. Un bel successo ecologico. La zeolite da sola ancora non ce la fa a far funzionare un impianto di riscaldamento. Quando viene bagnata emette calore, ma poi deve asciugarsi per potere ripetere la performance. Però è chiaro che il suo ruolo in un ciclo di produzione come quello di una caldaia, può essere strategico. E la Vaillant sta pensando a come utilizzarla anche nelle piccole caldaie domestiche a gas. «Siamo solo all’inizio di un nuovo viaggio», promette Magri. Anche perché la Vaillant non è poi l’unica impresa che sta pensando o ha pensato a come usare la zeolite. C’è chi la sta mettendo nelle lavatrici e chi negli impianti di condizionamento. Ma in realtà questo materiale ha anche un’altissima capacità filtrante”. (cfr. P. Magliocco, Il Sole 24 ORE).

La ditta tedesca si propone così ancora una volta come pioniere ecologico nell’innovazione delle tradizionali caldaie a gas nel nome dell’energy saving, ventuno anni dopo il lancio della prima caldaia ecologica a bassa emissione, conosciuta come Tecnoblock Low NOx. Sulla sostenibilità la Vaillant ha costruito tutto il proprio sviluppo e la propria strategia industriale, dal 1874 (anno della sua fondazione) ad oggi, ed è di fatto tra le prime tre aziende green della Germania. Con l’imperativo di proteggere l’ambiente, il produttore tedesco ha reinventato questo modo di produrre calore dallo sviluppo di una tecnologia già provata nella Germania degli anni ‘80 ai tempi della RFT: la novità sta nella combinazione zeolite come adsorbente e acqua per fluido refrigerante al posto di HFC, ammoniaca o propano, con conseguente mancata produzione di CO2, non tossicità e completa ecologicità; l’energia solare, ingabbiata dai collettori solari termici integrati nella pompa di calore a gas è quella che mette in moto l’intero processo a gas zeolite/acqua:
quando l’acqua viene adsorbita, la zeolite genera calore fino a 80°C in un processo termodinamico; questo calore può essere utilizzato nel processo di riscaldamento; portata alla temperatura di 120°C, l’acqua può essere espulsa nuovamente dalla zeolite (che desorbe le molecole d’acqua) sotto forma di vapore acqueo e il calore di condensazione risultante, detto di desorbimento, può essere utilizzato.

Spiega ancora Gherardo Magris: “Le più recenti innovazioni di Vaillant nel campo delle energie rinnovabili sono la cogenerazione, la micro-cogenerazione, e lo sviluppo nell’applicazione della zeolite. Cosa si intende per cogenerazione? Significa generazione contemporanea di due tipologie di energia: energia termica combinata con energia elettrica. Questo processo consente di sfruttare al massimo l’energia perché si determinano meno sprechi. Ogni singola unità abitativa sarebbe autonoma e indipendente dalle grandi centrali, il che comporta meno rischi per l’ambiente. In questo senso la micro-cogenerzione è ancora più avanzata come tecnologia. Vaillant propone due soluzioni: la prima offre unità di micro-cogenerazione abbinata a caldaie con motore Stirling per piccole case e piccole centrali. La seconda soluzione prevede unità micro-cogenerazione con motori a combustione combinati adatti a strutture come condomini, alberghi, piccole imprese. Tutto ciò è già una realtà in Germania e nel Nord Europa. Oggi siamo pronti a proporla anche in Italia.” Dunque la lunga fase sperimentale in terra tedesca pare chiusa e si spera che il mercato italiano si contraddistingua per una virata verso il sostenibile anche in questo settore.

Caratteristiche:

- le pompe di calore a gas zeolite/acqua, con un rendimento fino al 135%, sono più efficienti delle caldaie che sfruttano la semplice tecnica a condensazione;

- consumano oltre un terzo in meno di energia delle caldaie a gas a condensazione;

- i componenti del sistema solare sono integrati;

- sono particolarmente indicate per abitazioni singole, in particolare quelle con sistemi di riscaldamento a pavimento;

- hanno un funzionamento modulante con una potenza di riscaldamento fino a 10 kW.

- rendimento energetico certificato fino a 135%;

- sistema che non necessità di manutenzione;

Vantaggi:

- acqua e zeolite sono completamente prive di sostanze inquinanti e interamente ecocompatibili;

- perfetta integrazione solare per produzione ACS (acqua calda sanitaria) e riscaldamento;

- elevato comfort acqua calda sanitaria;

- basse emissioni di COx e NOx (classe 5 secondo EN 677);

- regolazione integrata in macchina

La pompa di calore a gas zeolite/acqua è particolarmente adatta per la produzione di calore (riscaldamento e acqua calda) nelle abitazioni monofamiliari: può essere utilizzata sia nelle nuove costruzioni o in vecchi edifici completamente ristrutturati e risulta in particolar modo efficace l‘uso in presenza di un impianto di riscaldamento a pavimento.

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2 commenti:

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  2. Contatta la scrittrice, vai nel sito :)

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