A due mesi dalla riapertura del Museo delle Antichità Egizie di Torino, conosciuto al mondo con il nome di Museo Egizio, oltre ai nuovi allestimenti scenografici di Dante Ferretti, alle innovative soluzioni architettoniche di Isolarchitetti e ai 3300 reperti esposti, che rendono il museo di Torino il più importante al mondo dopo quello del Cairo, esiste un altro tesoro nascosto nelle profondità del seicentesco Palazzo dell’Accademia delle Scienze del Guarini. Si tratta dell’impianto geotermico del museo, un tesoro precluso alla vita dei visitatori ma che permette la climatizzazione, tutto l‘anno, dei 10.000 mq espositivi attraverso l’uso di energie pulite e rinnovabili come quella geotermica.

L'energia geotermica, in breve, è quell’energia generata per mezzo di fonti geologiche di calore e può essere considerata una forma di energia alternativa e rinnovabile. Tale funzionamento si basa sui principi della geotermia ovvero, sullo sfruttamento del calore naturale della Terra (gradiente geotermico) dovuto all'energia termica rilasciata dai processi di decadimento nucleare naturale degli elementi radioattivi contenuti all'interno della Terra stessa.

Nella fattispecie, l’impiantistica del museo, ed in particolare la centrale di produzione energetica, è stata concepita e realizzata secondo i più recenti criteri della ecosostenibilità con un impianto geotermico ad acqua di falda e impianti terminali a bassa temperatura per il massimo risparmio energetico, nel rispetto dei criteri per la conservazione delle opere, del comfort dei visitatori e dell’integrità del manufatto edilizio, con un risparmio di circa 200 tonnellate di anidride carbonica l’anno non immesse in atmosfera. Inoltre i punti luce dell’intero edificio sono attrezzati con tecnologia led a basso consumo energetico, per una maggiore efficienza e ecosostenibilità del museo.

 L’impianto in dettaglio.

La centrale termofrigorifera ipogea è composta da 3 refrigeratori d’acqua con compressore a vite raffreddati ad acqua di falda, con funzionamento a pompa di calore con potenzialità frigorifera di 857 kW (acqua refrigerata a 7 °C) e termica di 860 kW (acqua calda a 45 °C); una serie di scambiatori di calore a piastre per garantire lo scambio termico delle macchine frigorifere con la sorgente geotermica (prelievo di calore durante il funzionamento invernale e cessione di calore durante la stagione estiva); 2 pozzi di emungimento acqua di falda di portata nominale di 25 l/s; 1 pozzo di restituzione acqua di falda di portata nominale di 50 l/s e un sistema di produzione acqua calda sanitaria.

La soluzione impiantistica prevista consente di poter disporre di acqua calda e refrigerata contemporaneamente. In questo modo, durante le mezze stagioni, potrà essere ulteriormente massimizzata l’efficienza del sistema di produzione recuperando l’energia frigorifera resa disponibile dalle pompe di calore che, diversamente, verrebbe ceduta alla sola acqua di pozzo (sorgente calda).

Al di sotto della centrale termo frigorifera è presente una grande vasca in muratura impermeabilizzata, suddivisa in due sezioni. Ciascuna sezione della capacità di circa 100 m³, ha le seguenti funzioni: sezione di stoccaggio e accumulo dell’acqua di falda prelevata dai pozzi di emungimento, utilizzata quale sorgente termica per le pompe di calore nel periodo invernale e per raffreddare il condensatore dei refrigeratori nel periodo estivo; sezione di reimmissione e accumulo dell’acqua di falda utilizzata dalle pompe di calore o dei refrigeratori, in caso di eccesso di portata, al fine di equilibrare la portata del pozzo di restituzione (questa vasca è isolata termicamente).

Nel sottotetto dell’edificio è ubicata la centrale termica a servizio delle utenze ad alta temperatura e come back-up delle pompe di calore. La centrale termica è costituita da: 2 caldaie a condensazione in acciaio inox (C01-C02), complete di bruciatori a premiscelazione a bassa emissione di NOx, modulanti, con potenzialità termica di 850 kW (temperatura acqua calda 70 °C).

L’edificio è climatizzato mediante impianti misti (aria-acqua) in grado di effettuare un controllo della temperatura e dell’umidità in tutti gli ambienti museali. Al fine di incrementare l’efficienza del sistema di produzione dell’energia termica, tutti i terminali sono stati dimensionati per funzionare con basse temperature dei fluidi termo vettori.

La soluzione progettuale consente l’adeguamento alla recente normativa sullo sfruttamento delle energie rinnovabili (D.Lgs. 28/2011). Sebbene l’edificio possa derogare alla norma citata, la soluzione lo adegua ai limiti più virtuosi previsti per gli edifici di nuova costruzione e quindi in linea con i più elevati standard di risparmio energetico; grazie all’utilizzo della fonte geotermica permette di realizzare un sistema di produzione dell’energia termica ad elevatissima efficienza con valori di COP (Coefficient of Performace) medi stagionali molto elevati non inferiori a 4,6; e grazie all’utilizzo della fonte geotermica permette di realizzare un sistema di produzione dell’energia frigorifera ad elevatissima efficienza con valori di EER (Energy Efficiency Ratio) molto elevati, non inferiori a 7,40 (25% del fabbisogno complessivo) sino ad un massimo di 7,67 (100% del fabbisogno complessivo).

 Abbiamo chiesto all’ing. Giuseppe Bonfante ( Presidente e Amministratore Delegato delle società PREOCO e Onleco di Torino) di spiegarci meglio il progetto e il perché della scelta del geotermico.

Qual è stato il ruolo di PROECO nella ristrutturazione dell'edificio? Di cosa si sono occupate?

Le società Onleco e PROECO in regime di partenariato hanno collaborato nel progetto di riqualificazione del nuovo Museo Egizio e nella sua realizzazione. Onleco ha svolto la consulenza specialistica per l'acustica, il risparmio energetico e la climatizzazione. PROECO ha redatto il progetto degli impianti di climatizzazione, idrico sanitari e antincendio e ha svolto la direzione operativa dei lavori di realizzazione degli stessi.

Quanto sono durati i lavori?

I lavori sono durati da novembre 2011 a marzo 2015. Attualmente sono in corso di completamento alcune opere di finitura e messa a punto degli impianti che si concluderanno nel corso del mese di maggio 2015.

Perché è stato scelto il geotermico per alimentare la pompa di calore? Esistevano altre soluzioni?

La soluzione progettuale con pompa di calore alimentata ad acqua di pozzo (geotermia) consente di disporre di un impianto ad alta efficienza in quanto la sorgente di calore per la produzione di caldo e di freddo si trova ad una temperatura costante tutto l’anno (circa 15 °C) e quindi ad un valore più vicino alla temperatura che si manterrà all’interno degli ambienti (20 °C d’inverno e 26 °C d’estate). Ciò permette di impiegare meno energia elettrica rispetto a quella che sarebbe necessaria con una pompa di calore ad aria, in quanto, la temperatura di questa sorgente varia molto di più durante l’arco dell’anno.

Poiché l’edificio è tutelato, sarebbe stato possibile derogare alle norme per il risparmio energetico e all’uso delle energie rinnovabili, e quindi si sarebbero potute adottare soluzioni impiantistiche tradizionali, meno costose ma assai meno efficienti. Grazie alla sensibilità e all’impegno economico della committenza si è reso possibile adottare questa soluzione d’avanguardia, in linea con le più recenti normative sul risparmio energetico e la riduzione di inquinanti e con un ottimo impatto ambientale, anche dal punto di vista del rumore. Tutte le macchine più rumorose, pesanti e ingombranti sono collocate nel piano interrato dell’edificio senza che vi siano problemi di inquinamento acustico ed estetico o problemi strutturali. E’ stato inoltre utilizzato il sottoetto per la collocazione della centrale termica e delle unità di trattamento aria ripercorrendo una soluzione già adottata dagli impianti preesistenti e quindi senza impattare sugli spazi espositivi.

Grazie all'impianto geotermico quanto risparmia il museo, sia in termini di efficienza energetica che di denaro? può indicarmi alcuni dati?

Considerando i costi di energia primaria attuali sono stati stimati i tempi di ritorno dell’investimento in un intervallo compreso tra i 7 e gli 8 anni (tempi coerenti con le indicazioni della letteratura di settore) grazie ad un risparmio stimabile in 75.000 €/anno rispetto ad un sistema impiantistico di tipo tradizionale.

A quale profondità arrivano le sonde dell'impianto geotermico?

L’impianto geotermico si compone di due pozzi di prelievo dell’acqua di falda (ciascuno di portata massima di 25 l/s) e di uno di restituzione (di portata massima di 50 l/s).

Ciascun pozzo ha una profondità di circa 40 metri e un diametro netto di circa 60 cm.

Mediante elettropompe sommerse l’acqua viene emunta dai pozzi di prelievo realizzati nel cortile interno dell’edificio. Una volta utilizzata l’acqua viene reimmessa nel pozzo di restituzione realizzato nella via Accademia delle Scienze in prossimità dell’ingresso principale al museo.

Perché l'uso di due vasche?

L’acqua prelevata dai pozzi viene immessa nella prima vasca di raccolta in modo che eventuali residui si depositino sul fondo. Tale vasca ha inoltre la funzione di serbatoio di energia in modo da fronteggiare le punte di carico che, dal calcolo del fabbisogno, richiedono una portata leggermente superiore a quella che i pozzi sono in grado complessivamente di garantire.

Anche la portata d’acqua in restituzione non deve mai superare il valore massimo di 50 l/s. Per questo motivo, in corrispondenza delle punte di carico di cui sopra, la quota parte eccedente viene riversata nella seconda vasca e poi, terminato il periodo di punta, reimmessa nel pozzo di restituzione.

Quali sono state le fasi più critiche dei lavori?

Nella riqualificazione di un edificio storico nel centro di una città metropolitana, non c’è niente di semplice. Dall’approvvigionamento dei materiali, alla loro installazione e integrazione nel contesto architettonico. Per non parlare del coordinamento generale dei lavori tra il team di progettisti, l’impresa e gli enti di vigilanza esterni. Di questa importantissima funzione bisogna rendere merito alla magistrale e paziente attività svolta dal nostro Direttore dei Lavori: l’arch. Cosimo Turvani della società ICIS che si è occupata anche della progettazione architettonica (con lo studio Isola) e di quella strutturale.

Sicuramente una fase critica è stata rappresentata dal trasporto e montaggio delle pompe di calore con un tiro in alto di apparecchiature da 4.000 kg sorvolando un edificio storico d’immenso valore sia dal punto di vista architettonico che del contenuto.

Si ritiene soddisfatto del lavoro svolto?

E’ stata un’esperienza unica e forse irripetibile nella vita professionale di un progettista. Sono molto soddisfatto del lavoro che abbiamo svolto, sia dal punto di vista del risultato tecnico qualitativo che del rapporto di collaborazione che si è creato tra tutti i componenti del team che ha permesso di realizzare questo importante progetto.

(Un parere tecnico) Sarebbe stato possibile sperimentare qualcosa di più innovativo per il museo?

Credo proprio di no. Diverso sarebbe stato per un edificio di nuova costruzione con molte più libertà in termini di scelte progettuali. Per un edificio storico come il Museo Egizio di Torino credo sia stato fatto proprio il massimo possibile.

I protagonisti del PROGETTO:

Committente - fondazione museo delle antichità egizie

Progetto architettonico - ISOLARCHITETTI s.r.l. - I.C.I.S. s.r.l.

Prof. Arch. Carlo AYMONINO - Prof. Arch. Paolo MARCONI con Arch. Gabriella BARBINI

Progetto del restauro architettonico - Prof. Arch. Paolo MARCONI - Arch. Giancarlo BATTISTA - Arch. Marco GRIMALDI

Progetto del restauro artistico - Dott.ssa Maria Gabriella DE MONTE

Progetto degli allestimenti - Arch. Dante FERRETTI - ISOLARCHITETTI s.r.l. - I.C.I.S. s.r.l.

Progetto strutturale - I.C.I.S. s.r.l. - Dott. Geol. Secondo Antonio ACCOTTO

Progetto degli impianti tecnologici

Impianti elettrici e speciali: ITACA s.p.a.

Impianti meccanici: PROECO s.s.

Consulenza per la eco sostenibilità, l’acustica ed il comfort ambientale

ONLECO s.r.l.