This work, in collaboration with Studio Idrogeotecnico S.r.l. Società di ingegneria, Bastioni di Porta Volta, 7 20121 Milan, is born from the curiosity of knowing the low-enthalpy geothermal energy in urban contest, through the analysis of a real case. The goal of this thesis was to analyse the geothermal open-loop plant of Gioia 20 Est skyscraper, located in via Melchiorre Gioia 20 Milan. The Gioia 20 Est tower, over 100 m high, will cover a complex area of 27.500 m2 with tertiary use and direct connection to the metro M2. The goal was achieved through the analysis of construction phases, in particular the geology, the hydrogeology, several levels of regulatory (from national and regional regulation to province regulation), different types of wells drilling, through in-situ tests. Various technical solutions about the water table dewatering are shown during the foundation phases. The original part of this study is about the geothermal wells’ validation, not only through the normal procedures but also with a remake of the flow model and heat transport in aquifer by punctual and real data. In this way it is possible to validate the first project model, conducted before Gioia 20 Est tower’s construction started, using bibliography and nearby wells data. The final model confirmed the expectations required for the Gioia 20 Est geothermal plant, also supported by the wells’ testing. This work demonstrates the enormous potential of geothermal energy in urban contest, especially in hydrogeological contests such as Milan, where there is the possibility of heating and cooling buildings, like skyscrapers, thanks to the construction of wells and a good design system. The energy production employing affordable and renewable energy resources has become one of the central topics of European and National development policy visions. To support the transition to 100 percent renewable energy Europe pursue the goal of "carbon neutrality" by 2040. Nowadays, by the REN21 report (Renewable Global Status Report) the 90 percent of the total energy consumed comes from non-renewable energy and in Italy less than 1 percent comes from the geothermal sources. From my point of view, it is essential for the near future to increase the research in this field with a more solid and conscious legislation to help the energy transition and also enhancing life quality in Italian cities, that are now very polluted.
Il lavoro di tesi, condotto in collaborazione con lo Studio Idrogeotecnico S.r.l. Società di ingegneria, Bastioni di Porta Volta, 7 20121 Milano, nasce dalla curiosità di approfondire la tematica dell’energia geotermica a bassa entalpia in un contesto urbano, attraverso l’analisi di un caso studio reale. Lo scopo della tesi era quello di analizzare l’impianto geotermico ad acqua di falda del grattacielo Gioia 20 Est situato in via Melchiorre Gioia 20 a Milano e che avrà una altezza di oltre 100 m per un’area complessiva di circa 27.500 m2, sarà ad uso terziario e il piano interrato sarà collegato direttamente con la linea metro M2. L’obbiettivo è stato raggiunto attraverso un’analisi sistematica di tutte le fasi realizzative dell’impianto con particolare riguardo all’approfondimento della geologia, dell’idrogeologia, della normativa vigente a vari livelli (dalle leggi nazionali a quelle regionali e comunali) e della tipologia di perforazione dei pozzi e successivo collaudo, mediante prove in situ. Sono state presentate inoltre diverse soluzioni tecniche al problema dell’aggottamento della falda idrica per le fasi di realizzazione della platea di fondazione. La parte originale di questo studio è stata la validazione dell’impianto e dei pozzi geotermici non solo attraverso le prove di pozzo effettuate in situ, come da normale pratica di fine lavori, ma con un rifacimento del modello di flusso e del trasporto del calore con dati puntuali, precisi e reali. In questo modo si può validare il primo modello di progetto, realizzato prima dell’inizio del cantiere Gioia 20 Est, che utilizzava dati bibliografici e dei pozzi vicini. Il modello finale ha quindi confermato le aspettative richieste per l’impianto geotermico di Gioia 20 Est supportate anche dalle prove di collaudo dei pozzi. Questo lavoro dimostra le grandi potenzialità che l’energia geotermica può offrire in ambito urbano, soprattutto in contesti idrogeologici quali Milano, con la possibilità di riscaldare e raffrescare edifici, quali un grattacielo, grazie alla realizzazione di pozzi e di un impianto ben progettato. La necessità di utilizzare fonti alternative nasce anche dalle forti richieste europee degli ultimi anni, che chiedono una transizione energetica e di “carbon neutrality” entro il 2040. Ad oggi, infatti, secondo il report REN21 (Renewable Global Status Report) il 90% dell’energia consumata proviene da fonti non rinnovabili e in Italia meno del 1% deriva da fonti geotermiche. Reputo fondamentale per un prossimo futuro aumentare gli sforzi della ricerca in questo campo coadiuvata da una più solida e consapevole normativa per agevolare la transizione energetica ed aumentare anche la qualità della vita in contesti urbani italiani ormai molto inquinati.
Analisi degli aspetti normativi, ambientali e sperimentali di un progetto geotermico ad acqua di falda a Milano
BERTA, ALESSANDRO
2021/2022
Abstract
Il lavoro di tesi, condotto in collaborazione con lo Studio Idrogeotecnico S.r.l. Società di ingegneria, Bastioni di Porta Volta, 7 20121 Milano, nasce dalla curiosità di approfondire la tematica dell’energia geotermica a bassa entalpia in un contesto urbano, attraverso l’analisi di un caso studio reale. Lo scopo della tesi era quello di analizzare l’impianto geotermico ad acqua di falda del grattacielo Gioia 20 Est situato in via Melchiorre Gioia 20 a Milano e che avrà una altezza di oltre 100 m per un’area complessiva di circa 27.500 m2, sarà ad uso terziario e il piano interrato sarà collegato direttamente con la linea metro M2. L’obbiettivo è stato raggiunto attraverso un’analisi sistematica di tutte le fasi realizzative dell’impianto con particolare riguardo all’approfondimento della geologia, dell’idrogeologia, della normativa vigente a vari livelli (dalle leggi nazionali a quelle regionali e comunali) e della tipologia di perforazione dei pozzi e successivo collaudo, mediante prove in situ. Sono state presentate inoltre diverse soluzioni tecniche al problema dell’aggottamento della falda idrica per le fasi di realizzazione della platea di fondazione. La parte originale di questo studio è stata la validazione dell’impianto e dei pozzi geotermici non solo attraverso le prove di pozzo effettuate in situ, come da normale pratica di fine lavori, ma con un rifacimento del modello di flusso e del trasporto del calore con dati puntuali, precisi e reali. In questo modo si può validare il primo modello di progetto, realizzato prima dell’inizio del cantiere Gioia 20 Est, che utilizzava dati bibliografici e dei pozzi vicini. Il modello finale ha quindi confermato le aspettative richieste per l’impianto geotermico di Gioia 20 Est supportate anche dalle prove di collaudo dei pozzi. Questo lavoro dimostra le grandi potenzialità che l’energia geotermica può offrire in ambito urbano, soprattutto in contesti idrogeologici quali Milano, con la possibilità di riscaldare e raffrescare edifici, quali un grattacielo, grazie alla realizzazione di pozzi e di un impianto ben progettato. La necessità di utilizzare fonti alternative nasce anche dalle forti richieste europee degli ultimi anni, che chiedono una transizione energetica e di “carbon neutrality” entro il 2040. Ad oggi, infatti, secondo il report REN21 (Renewable Global Status Report) il 90% dell’energia consumata proviene da fonti non rinnovabili e in Italia meno del 1% deriva da fonti geotermiche. Reputo fondamentale per un prossimo futuro aumentare gli sforzi della ricerca in questo campo coadiuvata da una più solida e consapevole normativa per agevolare la transizione energetica ed aumentare anche la qualità della vita in contesti urbani italiani ormai molto inquinati.| File | Dimensione | Formato | |
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