Droop | Matteo Bottoni by DIDA

matteo bottoni

Droop Energy Village

tesi | Magistrale in Design

Il presente volume è la sintesi della tesi di laurea a cui è stata attribuita la dignità di pubblicazione. “Per la capacità dimostrata nella gestione di sistemi complessi, per le competenze emerse nei vari aspetti del processo progettuale, per il rigore metodologico, la cura progettuale e l’attenzione alla producibilità e alla sostenibilità. Di rilievo, la visione di una nuova modalità turistica, tutta Made in Italy”. Commissione: Proff. E. Benelli, G. Caprai, E. Cianfanelli, R. Furferi, D. Giorgi, G. Lotti, A. Rinaldi, M. Tufarelli

Ringraziamenti Un sentitissimo ringraziamento a chi ha reso possibile la realizzazione di questo progetto, la professoressa Elisabetta Cianfanelli e il professor Gianfranco Caprai. Grazie per la pazienza e per aver saputo tirare fuori il meglio da me. Un ringraziamento speciale va ad Andrea Catini, che mi ha regalato il suo preziosissimo tempo e la sua impagabile esperienza. Ultimo, ma non ultimo, un grazie enorme ai ragazzi del team NoowDesign, per le idee e tutte le piccole cose che si vedono e non si vedono.

in copertina Droop Energy Village, Render.

progetto grafico

didacommunicationlab Dipartimento di Architettura Università degli Studi di Firenze Susanna Cerri Federica Aglietti

Stampato su carta di pura cellulosa Fedrigoni Arcoset

matteo bottoni

Droop Energy Village

Presentazione

La tesi di laurea che ho assegnato a Matteo Bottoni nasce dalla necessità di dare nuove frontiere al Made in Italy, allargandone i confini e potenziandone le connessioni con i temi di maggiore rilevanza a livello globale. Dopo aver approfondito il tema della sostenibilità, con particolare riferimento alle fonti di energia rinnovabile di oggi e i domani e quello dell’architettura sostenibile, nello specifico le innovative abitazioni galleggianti, lo studio si è concentrato sul settore nautico e sulle nuove soluzioni tecnologiche. Il progetto si traduce in un sistema complesso ma funzionale che conduce ad una nuova modalità di fare turismo, capace di coniugare comfort e bellezza all’insegna della tutela di un ecosistema fragile come quello marino e di abbattere le barriere architettoniche, favorendo l’inclusività, requisito imprescindibile nella progettazione odierna. Droop Energy Village è un esempio di come si possano garantire alte performance raggiungendo allo stesso tempo risultati eccezionali nel limitare l’impatto ambientale e di quanto sia importante per la ricerca universitaria mantenere un solido contatto con le nuove capacità e scoperte tecnologiche. Elisabetta Cianfanelli Dipartimento di Architettura Università degli Studi di Firenze

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Introduzione

“Com’è profondo il mare” cantava Lucio Dalla in una delle sue tracce più iconiche e apprezzate, per celebrarne la bellezza, per dichiarargli il suo amore. Amore condiviso da molti in tutto il mondo; in particolare da chi, nato in una penisola, è abituato ad averlo attorno da tre lati su quattro. Per celebrarlo tuttavia non ci sarebbe bisogno di immergersi fino negli abissi, basterebbe limitarsi alla sua superficie; non fosse che le notizie degli ultimi anni rendono il mare molto meno meraviglioso di come ci piace immaginarlo. Isole di plastica grandi come la Spagna che galleggiano nel Pacifico, petroliere che rilasciano tonnellate di petrolio nell’oceano, barriera corallina distrutta e oltre centoquindici specie animali, tra pesci e volatili, a rischio estinzione per le microplastiche sospese tre le onde, ingerite e servite fumanti sulle nostre tavole. Decisamente non il mare che ci piace sognare, nessun punto in comune con la vacanza a cinque stelle dei nostri desideri, tra le cinquanta sfumature d’azzurro che vediamo nelle foto su Instagram. Non che sulla vecchia e cara terraferma le cose vadano molto meglio, la sconfinata produzione di CO2 sta causando disastri ambientali irreparabili, primo tra tutti l’aumento della temperatura media mondiale, che è la causa del progressivo e sconvolgente scioglimento dei ghiacciai, con conseguente innalzamento del livello degli oceani e inondazione di molte città a partire dal prossimo secolo. Ma anche la siccità, la desertificazione, l’estinzione di molte specie animali e vegetali e la proliferazione di virus e batteri, di cui quest’anno abbiamo avuto tutti un assaggio. Le drammatiche condizioni ambientali si riverseranno immancabilmente sulla società, con conseguenze drammatiche; la terra coltivabile ed abitabile sarà sempre meno, con conseguente aumento dei prezzi e quindi del divario sociale, per non parlare della disponibilità, sempre più esigua, dell’acqua potabile. Dopo anni di scellerata ingordigia, il nostro comune pianeta chiede a gran voce aiuto; le sue risorse si stanno velocemente esaurendo e il suo ecosistema alterando, con drastiche conseguenze che ricadranno inevitabilmente su di noi. Ma per fortuna c’è ancora una speranza, l’ennesima chance che ci regala il nostro pianeta, un treno che non possiamo perdere: l’energia rinnovabile. Infatti, i combustibili fossili non sono l’unica fonte con cui è possibile produrre energia e già da molto tempo elementi naturali come il vento, la luce del sole o la forza di un fiume sono convertiti in elettricità. Purtroppo, ancora con risultati non sufficienti per soddisfare l’enorme fabbisogno del globo, che tutt’ora fatica ad abbandonare i metodi tradizionali. Serve di più; per affrontare problemi globali servono politiche globali e ideologie comuni. La svolta green non deve avvenire solo nelle matite dei designer, ma nel cuore di ognuno di noi, solo così potremo invertire la rotta che ci sta portando inesorabilmente verso l’oblio. Ma da qualche parte si dovrà pur cominciare e quella parte è senz’altro la progettazione, una progettazione attenta e consapevole, che miri ad un solo e unico obiettivo: l’impatto zero. Questa tesi nasce per dimostrare che non è necessario rinunciare a dei bei progetti, non è detto che tutta le bellezza del mondo sia destinata a sparire, non è detto che tutti i nostri sogni debbano svanire. Se la progettazione e la produzione industriale avranno come requisito di partenza il rispetto dell’ambiente, se le nuove tecnologie saranno impiegate per migliorare la nostra vita senza per questo distruggere l’ecosistema, se anche noi come esseri umani saremo più sensibili ala conservazione di un mondo che, nonostante tutto, è ancora meraviglioso quel sogno, che ora sembra sempre più lontano, potrebbe non finire mai.

Energia dal Mare

pagina precedente L’onda esprime perfettamente tutta l’energia che risiede nel mare

Per sopravvivere dobbiamo imparare a sfruttare solamente le fonti rinnovabili, riconvertendo il sistema di produzione su scala globale. Tra le tante fonti, il mare è contemporaneamente quella dal più alto potenziale e la meno sfruttata. Ci sono vari sistemi per raccogliere l’energia mareomotrice, alcuni più vantaggiosi di altri. Le energie rinnovabili sono fonti energetiche alternative a quelle tradizionali prodotte con i combustibili fossili e devono il loro nome al fatto di essere forme di energia rigenerabile, che non implicano la distruzione delle risorse naturali e garantiscono pertanto un maggiore rispetto dell’ambiente. Tutte le fonti rinnovabili sono caratterizzate da potenziale infinità, nel senso che, a differenza dei combustibili fossili e dell’energia nucleare (ciascuno, per le proprie rispettive caratteristiche, soggetto ad esaurimento al termine di determinati cicli produttivi), la loro disponibilità è potenzialmente a tempo indeterminato e non esauribile. Proprio per questo sono considerate la vera risorsa del futuro, valide alternative alle fonti fossili non rinnovabili a vantaggio dello sviluppo sostenibile, di qui i sinonimi di “energia sostenibile”o con cui vengono spesso indicate. Le fonti rinnovabili offrono nu-

merosi vantaggi, come il fatto di non essere soggette ad esaurimento, ma sempre disponibili. Inoltre, non essendo estratte, impattano relativamente poco sull’ambiente e per questo sono definite sostenibili. Essendo reperibili in ogni luogo, riducono la dipendenza energetica da altri stati ed essendo in via di massiccio sviluppo, presto garantiranno rese sempre maggiori e spese sempre minori. L’energia sostenibile è rinnovabile, pertanto, è in assoluto la strada che l’uomo deve percorrere per salvaguardare il pianeta. Tuttavia, allo stato attuale delle cose presentano anche degli svantaggi, infatti gli impianti ad oggi sono ancora molto costosi e a livello di prezzo conviene ancora affidarsi al sistema energetico tradizionale, vista l’abbondanza di infrastrutture. La resa non è ancora ottimale, infatti i combustibili fossili sono ancora estremamente più performanti e rendono una quantità maggiore di energia. Infine, essendo non programmabili, non sempre garantiscono la resa energetica richiesta. Nonostante i problemi ora elencati, non c’è dubbio che le preoccupanti condizioni in cui versa i pianeta obblighino l’uomo ad implementare soluzioni energetiche sostenibili. In effetti, la disponibilità di risorse naturali è veramente enorme, si pensi al

sole, al mare, al vento, un potenziale illimitato che deve essere solamente sfruttato. Quando parliamo di energia rinnovabile, troppo spesso ci dimentichiamo di citare una fonte che passa inosservata, ma che probabilmente nasconde dentro di sé il maggiore potenziale: il mare. Infatti, circa il 70-80% della superficie terrestre è ricoperto da acqua i cui 3/4 distribuita tra gli oceani e, per avere un’idea della potenzialità di questa tipologia di energia, basti pensare che in tutto il mondo la marea in sole 12.4 ore è in grado di smuovere 115 miliardi di tonnellate di acqua. Per di più ci sono diversi modi di sfruttare l’energia prodotta dagli spostamenti d’acqua, o energia mareomotrice, per ricavare energia elettrica, ad esempio: • Le maree • Il moto ondoso • Le correnti • Il gradiente di temperatura Il gradiente di salinità Secondo le stime, entro il 2050, grazie a questa energia inesauribile, sarebbe possibile sostituire 90 centrali a carbone, un terzo degli impianti oggi in funzione in Europa. Si stima in oltre che l’energia delle maree in tutto il mondo sia in grado di produrre oltre 3000 gi11 ga-watt (GW), anche se sola-

mente il 3% si trova in luoghi in cui è facile catturarla. Si è detto che con energia mareomotrice si intende la creazione di energia mediante lo sfruttamento dei movimenti dell’acqua, si tratta quindi di una fonte di energia rinnovabile e alternativa alle fonti fossili, utilizzata fin dall’antichità. La prima centrale mareomotrice al mondo, inaugurata nel 1966, si trova nel nord della Francia, in Bretagna, sull’estuario del fiume Rance nei pressi di Saint Malo e sfrutta il dislivello dell’acqua che si forma tra l’alta e bassa marea, fenomeno estremamente accentuato in quella zona. Mentre quella più grande al mondo si trova in Corea del Sud, vicino alla capitale Seoul, all’interno del lago salmastro Sihwa. Con una capacità totale di 254 MW, è in grado di fornire energia elettrica sufficiente ad alimentare una città con una popolazione di 500.000 abitanti. Esistono due modalità principali per ricavare energia dal mare:

Centrali mareomotrici Possono essere costruite lungo i fiumi, oppure in mare aperto in quanto si basano sullo spostamento orizzontale delle grandi masse d’acqua. Durante la fase di alta marea l’acqua viene raccolta all’interno di un bacino artificiale o naturale, mentre nel corso della bassa marea l’acqua defluisce passando attraverso una serie di condutture idrauliche al cui interno ci sono le turbine collegate ai generatori elettrici messe in moto dal passaggio dell’acqua. I sistemi a barriera hanno un costo molto elevato ed un impatto ambientale molto alto. Esistono alcune applicazioni di questo tipo in Francia come la centrale fluviale di Rance e quella di Saint-Malo. La marea è un fenomeno naturale che provoca l’innalzamento e l’abbassamento ritmico del livello del mare conseguente all’effetto gravitazionale della luna e del sole sul nostro pianeta. Ogni 28 giorni la terra, il sole e la luna sono allineati perfettamente, generando la marea più forte, ma in ge-

nerale ogni movimento lunare provoca un effetto sulle maree. L’energia prodotte dalle maree può essere sfruttata attraverso specifiche tecnologie in grado di ricavare energia meccanica ed elettrica. I primi ad usufruire di questa enorme fonte di energia offerta dal nostro pianeta furono padre e figlio Girard nel 1799, anno in cui fu depositato il primo brevetto per trarre energia dal movimento delle onde. Un vantaggio enorme dello sfruttamento dell’energia da maree e moto ondoso è che, essendo connesse alle maree, sono facilmente prevedibili ed è quindi possibile stimare quanta energia si possa produrre durante l’arco di un anno. Idrogeneratori Si tratta di turbine marine galleggianti sia in acque basse, in prossimità della costa, che in acque profonde, ancorate al fondo del mare, oppure a mezz’acqua. Queste centrali sfruttano l’energia cinetica contenuta nella corrente, per produrre energia elettrica.

Il flusso all’interno di un condotto di un metro quadrato di superficie ad una velocità di 3 m/s permette di ottenere circa 3 kW di potenza, pari ai consumi massimi all’interno di un’abitazione. È una tecnologia relativamente recente, concepita negli anni 70 ed oggi in crescita, sotto la lente d’ingrandimento di studi sempre più accurati, poiché sembra essere la più economica e meno dannosa ecologicamente tra le modalità di sfruttamento della energia mareomotrice, visto che,non essendo una costruzione permanente, può essere facilmente rimossa limitando al massimo l’impatto ambientale. L’unica limitazione è che le correnti di marea di intensità adeguate per essere convertite in energia elettrica sono individuate in poche regioni della superficie terrestre. In Europa, il potenziale energetico delle correnti di marea è limitato a pochi Paesi: Scozia, Malta, Grecia, Francia e Italia. In Italia le regioni più attraenti in termini di correnti di marea sono lo Stretto di Messina, la Laguna di Venezia, il Canale di Sicilia e le Bocche di Bonifacio

pagina precedente La centrale Rance, nei pressi di Saint Malo, Francia a fronte Un idrogeneratore ad asse orizzontale appoggiato sul fondale

in Sardegna. Tra queste regioni la più “energetica” è la Sicilia, nella zona dello Stretto di Messina. Dal momento che i generatori a flusso di marea (“tidal stream generators”) sono una tecnologia immatura, non è emersa ancora una tecnologia che abbia dimostrato una sufficiente durata dell’impianto e la capacità di recuperare l’investimento, ma una grande quantità di progetti vengono sperimentati, alcuni molto prossimi al dispiegamento in larga scala. Alcuni prototipi si sono dimostrati promettenti e molte compagnie hanno proclamato un certo successo, ma non hanno operato commercialmente per periodi sufficientemente lunghi per stabilire le prestazioni e il tasso di ritorno sugli investimenti. Tuttavia, lo European Marine Energy Centre categorizza questi generatori in quattro classi: 1. Turbine Assiali 2. urbine a Effetto Venturi 3. Turbine Oscillanti 4. Turbine Verticali / Orizzontali a Flusso Incrociato

Il Caso Studio: Kobold È un prototipo, il primo al mondo nel suo genere, progettato da Ponte di Archimede International S.p.A. in collaborazione con il Dipartimento di Progettazione Aeronautica (DPA) dell’Università “FEDERICO II” di Napoli, per lo sfruttamento delle correnti di marea, all’interno del progetto ENERMAR. È una piattaforma galleggiante, dal diametro di 6m, che sfrutta una turbina verticale collegata ad un generatore, che traduce l’energia cinetica della corrente marina in energia elettrica. Si trova tra Ganzirri e Torre Faro, a nord di Messina, a circa 100 metri dalla costa, ancorata al fondale tramite 4 linee d’ormeggio. Anche grazie alla collaborazione con diversi partner europei, la Ponte di Archimede ha svolto un lavoro di ricerca e sperimentazione sul campo, dotandosi del know-how necessario ad un utilizzo ottimale dell’energia prodotta dalle correnti marine, arrivando a realizzare questo prototipo che si è dimostrato molto competitivo rispetto ad altre forme di eco-energia, come quella solare o eolica ed è stato oggetto del brevetto internazionale n. WO 2005/024226 A1: “Turbina idraulica ad asse verticale per la generazione di energia elettrica pulita sfruttando le correnti di marea”.

Sono stati inoltre effettuati degli studi volti all’individuazione di località in Europa che presentino condizioni favorevoli per la produzione di energia dalle correnti marine, anche perché le correnti italiane, che nello Stretto di Messina si esprimono al massimo della loro potenza, ovvero 3m/s, non sembrano essere ottimali per sfruttare il sistema nel più proficuo dei modi. In collaborazione con l’Institute of Energy Conversion della Accademia Cinese delle Scienze, sono attualmente in corso in Cina studi applicativi del sistema ENERMAR nello Stretto di Jintang, nell’Arcipelago di Zhoushan. Come detto, La turbina Kobold è un rotore ad asse verticale con 3 pale dritte e parzialmente libere di oscillare collegate all’asse della turbina, in grado di convertire l’energia cinetica prodotta dalle correnti marine in energia meccanica rotativa, che viene trasformata in energia elettrica da un generatore, con un alto rendimento. Le pale girando a favore delle varie correnti dello Stretto (Scendente o Montante in base alle fasi) ad una velocità che varia fra 2-3 m/s trasferiscono il movimento all’asse centrale della turbina che genera così energia elettrica. L’impianto con potenza nominale di 80 Kw a 3 m/s produce attualmente energia per 25 Kw, che viene distribuita in modo permanete alla rete elettrica italiana dalla fi-

ne di Marzo 2006, infatti da quella data Kobold è allacciata alla rete Enel. Annualmente, l’energia utile estraibile è 22.000 Kilowattora in questa località e considerata l’estensione dell’area interessata dalle correnti, l’energia totale estraibile è pari a 538 Gwh. Allo stato attuale il sistema ha un’efficienza globale pari a circa il 23%: tale grado di efficienza è comparabile, se non addirittura superiore, a quello delle turbine eoliche che hanno avuto uno sviluppo applicativo più che trentennale. Un tale risultato è estremamente incoraggiante ai fini di un ulteriore approfondimento della ricerca. Sono in corso test migliorativi riguardanti i componenti per la trasmissione meccanica e la connessione con il generatore elettrico e dai calcoli effettuati, l’efficienza risulterà ancora più elevata a seguito degli interventi programmati. Per di più la piattaforma è stata attrezzata anche con 39 pannelli solari, che la rendono una vera e propria icona dello sviluppo sostenibile in campo energetico.Tuttavia, il suo migliore rendimento non potrà realizzarsi in Italia, bensì in quei mari in cui le correnti raggiungono 8 m/s, ovvero negli stretti che separano le migliaia di isole remote e prive di energia elettrica dell’Indonesia, della Cina e delle Filippine. L’allacciamento di Kobold alla rete elettrica dell’Enel è stato seguito dal-

la firma di un accordo italo-indonesiano, presso la sede di Roma dell’Unido (l’Organizzazione per lo sviluppo industriale delle Nazioni Unite), che porterà alla realizzazione, di un altro prototipo della turbina nell’isola di Selayar, a Sud di Celebes, in Indonesia. Si tratta di una joint venture fra la società Ponte di Archimede e l’indonesiana Walenusa Energy che punta a installare il prototipo sperimentale di Kobold nei mari indonesiani e, successivamente, a realizzare una vera e propria una rete di turbine Kobold per soddisfare la domanda di circa 7 mila kilowatt di potenza elettrica dell’intera isola di Selayar, abitata da circa 700 mila persone e attualmente dotata di una centrale elettrica tradizionale che però copre le esigenze soltanto di un quarto della popolazione. La costruzione del primo Kobold indonesiano costerà circa 800.000 euro, cofinanziati, oltre che dalle due società, dal ministero degli Esteri italiano e dall’Unido.

Abitare il Mare

pagina precedente Abitare in mare, un sogno che si può avverare

Le nuove tecnologie ci permettono di superare limiti che prima non potevamo nemmeno immaginare, garantendoci maggiori comfort, sicurezza e riducendo il nostro impatto sul pianeta. Abitare il mare senza inquinarlo oggi è possibile, abbandonare le città gorgie di cemento e concedersi una tregua vivendo al massimo il rapporto con un elemento che ci ispira e affascina da sempre.

Quello di abitare in case galleggianti, pur avendo una lunga tradizione in certi posti del mondo, è in realtà un fenomeno contemporaneo che sta prendendo piede. Sempre più persone in tutto il mondo infatti sono stanche delle grandi metropoli piene zeppe di cemento e così abbandonano appartamenti, stile alveare e grandi palazzi e vanno in cerca di libertà. Non tutti però possono vivere su una barca a vela o a motore e allora ecco la soluzione: acquistare una casa galleggiante. Oggi alcune aziende specializzate in questo settore ne propongono di stupende, dotate di tutti i comfort, ecocompatibili e perfettamente autonome sul piano energetico. Come già detto, le case galleggianti hanno una lunga tradizione residenziale in città come Amsterdam, Stoccolma, San Francisco e Seattle. Per non parlare dell’Oriente e del Sud America. In Europa la moda delle case sull’acqua iniziò con il finire della Seconda Guerra Mondiale con la mancanza di alloggi da una parte e l’improvvisa abbondanza di navi dismesse dall’altra. Ancora oggi ad Amsterdam le abitazioni sull’acqua legalmente registrate sono oltre 2.500, per non parlare di quelle illegali.

In Estremo Oriente le case galleggianti, chiamate “sampan”, gremiscono da sempre le vie fluviali, mentre in Paesi come Ecuador, Perù e Brasile affollano il corso del Rio delle Amazzoni, rappresentando l’unica soluzione possibile per sopravvivere alla stagione delle piogge, quando il livello dell’acqua è tale da sommergere le abitazioni sulla terraferma. Anche in una città come Belgrado negli ultimi 30 anni sono nate circa 3.000 case galleggianti, mentre la stessa Berlino attualmente sta conoscendo una speculazione edilizia che dopo avere conquistato quasi ogni angolo della città, sta riempiendo anche fiumi e laghi cittadini con moderne houseboats particolarmente lussuose. C’è stata infatti un’evoluzione importante nella costruzione di case galleggianti. Oggi sono unità abitative concepite e costruite da società specializzate che utilizzano materiali innovativi e le soluzioni più moderne in fatto di isolamento, autonomia energetica e allestimenti hi-tech. Quello delle case galleggiante al momento è ancora un mercato nicchia. Ma quanto costa abitare in una di queste dimore sull’acqua? A Londra, dove il fenomeno si è imposto grazie a un mix che mesco17 la moda per un’élite abbiente e

Una vista degli interni di Anthenea

scelta di vita alternativa, più libera e rilassata i prezzi di acquisto di una casa galleggiante non sono alla portata di tutti, potendo variare dalle 20.000 a a oltre 1 milione di sterline nel caso di natanti più grandi e lussuosi. Il Caso Studio: Anthenea Presentata al Salon Nautic di Parigi, da un progetto dell’architetto-designer Jean-Michel Ducancelle, Anthenea non è una barca, ma rappresenta comunque un sogno per chi ama il mare e vuole vivere nella natura, godendo di una vista a 360°, sia sopra che sott’acqua. Anthenea è una casa di lusso, una suite galleggiante, un progetto pensato e sviluppato per rappresentare l’abitazione del futuro, confortevole, inaffondabile, ecologica, autosufficiente e mobile, anche se molto lentamente, grazie ad un piccolo motore elettrico. In oltre, è del tutto customizzabile, si può richiedere infatti mono-cabina, oppure divisa in due o tre cabine, dotate di letto e servizi.

La principale innovazione di Anthenea è l’autosufficienza energetica, infatti tutti gli strumenti al suo interno, corrente compresa, sono alimentati con l’energia solare e potenzialmente la casa è completamente autonoma. I suoi 5 pannelli le garantiscono un’autonomia fino a sei giorni, ma l’impianto è dotato anche di un sistema di emergenza, nel caso qualche imprevisto dovesse minare l’efficienza fotovoltaica. Anthenea è anche provvista di tecnologia al top, Infatti, non manca una connessione wifi molto potente e spot ricarica wireless per i dispositivi elettronici. Ducancelle ha progettato anche gli interni, su uno spazio che in tutto conta circa 50 mq, di cui 36 al coperto. Il soggiorno comprende un divano circolare, con postazioni per sedersi, pensato per i momenti conviviali e all’occorrenza, il tavolino si può trasformare in un divano letto circolare per due persone. La zona living gode di una vista magica a 360° non solo sul mare, ma anche sui fondali, perché “il pavimento” è ca-

ratterizzato da superfici in vetro sotto il livello del mare, mentre per quanto riguarda la zona notte, un letto matrimoniale rotondo rompe gli schemi a cui siamo abituati e la vasca da bagno panoramica completano una camera da letto da sogno. La cucina è uno dei punti in cui si può godere la panoramica migliore, un modo per ren dere più emozionante un gesto assolutamente normale. Il bagno contiene un piccolo lavandino, i sanitari e, su richiesta dell’armatore, anche una doccia. Completa la disposizione degli spazi il solarium, una vera e propria terrazza che può ospitare fino a 12 persone, posizionato sull’upper deck. Questo è il luogo decisamente migliore per prendere il sole e godersi il paesaggio da una posizione privilegiata. Per quanto riguarda gli esterni, la realizzazione è fatta con una lega di poliestere, materiale che rende il loft galleggiante praticamente inaffondabile. La forma sferica non è casuale, ma è dettata dal principio osservato in natura della “tensione superficiale”, che

la rende ottimale per resistenza anche in condizioni di burrasca. Il design eco-compatibile, in aggiunta ha un sistema di ancoraggio con viti a sabbia, che non impatta negativamente sull’ecosistema sottomarino: il loft offre la possibilità di vivere un’esperienza unica ed indimenticabile sull’acqua e nell’acqua, senza dover vivere col peso di star facendo del male al pianeta. L’azienda si rivolge principalmente a proprietari che vogliono inserire la loro casa all’interno del paesaggio marino, in armonia con l’ambiente circostante; allora la scelta dell’energia rinnovabile come fonte energetica risulta quasi obbligata, per il rispetto totale degli ecosistemi. Ma l’offerta non è limitata solo ai privati, è infatti possibile utilizzarla come hotel, club, location per eventi. Senza tralasciare che per la sua naturale conformazione potrebbe risultare utile per le esplorazioni ad opera di scienziati e biologi marini.

a sinstra UFO 1.2 sotto UFO 2.0

Il Caso Studio: UFO 1.2 Progettato come una casa galleggiante galleggiante o “oggetto galleggiante non identificato” dalla start up italiana Jet Capsule, già autrice del mini yacht omonimo, UFO 1.2 è un progetto innovativo nell’ambito delle Floating Houses e dell’abitare sostenibile. Nato dopo tre anni di processi di sviluppo e ingegnerizzazione, da un’idea del designer Pierpaolo Lazzarini, è pronto per essere costruito attraverso un calendario di crowdfunding e, una volta raggiunto l’importo necessario per realizzare la prima unità operativa, si stima il completamento del primo disco galleggiante entro il 2021. Il concetto si estende su 12,5 metri di diametro totali, si basa su due gusci semisferici di fibra di vetro che compongono i due piani dell’alloggiamento interno, con planimetrie flessibili per varie configurazioni e un disco esterno, al cui interno sono immagazzinate batterie, serbatoi d’acqua e pesi, che forniscono il carico necessario per spingere la parte sommersa sotto la linea di galleggiamento, con un’immersione massima di circa 2,3 metri. Quest’ultima zona è una sorta di terrazza per prendere il sole, camminare e può addirittura prevedere un orto opzionale.

L’interno si estende su una superficie di 20 mq e comprende due aree abitabili, sopra e sotto il livello del mare. La zona a livello del mare è composta da un ingresso principale, una cucina trasformabile e una zona pranzo/ soggiorno, mentre la zona sotto, ospita un bagno e una camera da letto circondata da una grande finestra per la visione della vita marina. L’houseboat sarà dotata di un sistema di dissalazione e potrà anche muoversi per brevi distanze di trasferimento, con una velocità limitata di circa 3,5 nodi (6,5 km/h), utilizzando un motore elettrico Torqeedo Deep Blue 1800 (80 CV) a propulsione a getto d’acqua. Il motore è collegato a batterie, che inviano l’energia generata da 40 mq di pannelli solari situati su un coperchio semovente in cima alla struttura.Ma più verosimilmente, rimarrà ancorata al fondale utilizzando un sistema di ancoraggio elasticizzato a quattro punti. Ulteriori fonti di energia possono essere fornite tramite turbine eoliche e idrauliche opzionali, situate rispettivamente sopra e sotto il disco principale dell’UFO, creando l’energia sufficiente per azionare la casa e il motore. È stato pensato un generatore di acqua supplementare, che verrebbe utilizzato per convertire l’acqua piovana in acqua potabile fresca, nonché per

l’irrigazione di un eventuale orto situato sul ponte che circonda la struttura. La struttura principale, inaffondabile anche in condizioni di mare mosso, può essere allineata con la bussola, mantenendo l’angolo di posizione orientato sulla direzione cardinale desiderata. Il calendario di crowdfunding propone di presentare l’UFO 1.2 come un’opportunità di multiproprietà, con i visitatori in grado di prenotare un giorno o una notte, con lo scopo di finanziare la casa galleggiante e consentire la produzione e l’assemblaggio della prima unità. UFO 2.0 Dopo UFO 1.2, Jet Capsule ha deciso di spingersi ancora più avanti, realizzando sulla base del primo, un secondo progetto di Houseboat, pensato per essere più grande e più lussuoso. La struttura del 2.0 è in un composito di fibra di vetro e carbonio, per essere ancora più resistente e si estende su una superficie totale di 314 mq, con un diametro di venti metri; praticamente una lussuosa villa galleggiante. Il guscio centrale è suddiviso questa volta in tre diversi livelli: la zona giorno principale (80 mq) con cucina, ripostiglio e bagno, il livello inferiore (50 mq) con una camera da letto vista fondale e un bagno ancora più ampio e un pia-

no superiore di (sempre di 50 mq) per il controllo del veicolo. La villa galleggiante è dotata di 2 motori elettrici da 80 hp in grado di muovere la struttura con una velocità massima stimata di 9 nodi.

Nuove Soluzioni

pagina precedente Un campo di pannelli solari sotto Dettagli di Perovskite

Ad oggi, non c’è progetto di design che non rispetti due paradigmi fondamentali: l’inclusività e la ricerca dell’impatto zero. Offrire a tutti le stesse opportunità inquinando il meno possibile. Per perseguire questi due obiettivi è necessario sfruttare al meglio le scoperte scientifiche, che si traducono in innovazioni tecnologiche che aggiungono valore ad ogni progetto. Ottenere prestazioni eccezionali consumando sempre meno risorse; oggi è possibile, grazie alle nuove scoperte tecnologiche e alle nuove applicazioni che possono avere. D’altronde questa è la strada da percorrere, rendere le fonti rinnovabili più efficienti per limitare l’impatto ambientale e parallelamente ridurre l’energia necessaria a far funzionare i macchinari. Questi sono i paradigmi fondanti della tanto auspicata transizione ecologica, la svolta necessaria a fare in modo che l’esistenza del pianeta possa perseverare. I primi segnali sono già davanti ai nostri occhi, nuove tecnologie più efficienti come la levitazione magnetica, che permette a treni e ascensori di muoversi sospesi in dei binari a velocità mai sfiorate prima oppure l’applicazione di nuovi materiali nel campo dei pannelli solari, per migliorarne l’efficienza.

I Pannelli Solari in Perovskite La perovskite è un minerale composto da cristalli opachi di forma cubica, scoperto nel 1939 da Gustav Rose all’interno dei monti Urali e rinominato così in onore di Lev Perovskiy, Ministro della Corte Imperiale russa, grande collezionista di minerali. Ha una struttura cristallina particolare, costituita da un ossido doppio di Ca e Ti (CaTiO3), tale da poter ospitare una vasta gamma di elementi e dunque mostrare varie proprietà fisiche. Tra queste spicca la peculiarità di essere un ottimo conduttore, che la rende utilizzabile nelle nuove tecnologie relative alle energie rinnovabili. La composizione chimica della perovskite permette una grande capacità di assorbire la luce, infatti permette alle cariche generate dalla luce catturata dal pannello di viaggiare per distanze maggiori di un micrometro, una distanza enorme nel mondo delle nano- tecnologie. Questo consente la permanenza della carica per un tempo superiore all’interno del pannello fotoassorbente e, dunque, un maggior accumulo di energia. Mentre i pannelli solari in silicio, attualmente utilizzati, hanno uno spessore di circa 180 micrometri, le celle solari in perovskite hanno uno spessore di meno di un micrometro, che può es-

sere impiegato per catturare la stessa quantità di luce solare. Questo è possibile in quanto le celle in questo materiale possono essere realizzate spargendo il pigmento su una lamina di vetro o metallo, utilizzando pochi altri strati di materiali atti a facilitare il movimento degli elettroni attraverso la cella. Con la perovskite i costi di produzione potrebbero essere notevolmente inferiori grazie all’abbondanza dei materiali e ad un metodo di fabbricazione più semplice, in quanto avviene a basse temperature ed è estendibile su larga scala.

Secondo i ricercatori, addirittura i costi dei pannelli potrebbero scendere a 1020 centesimi di dollaro per watt, un bel risparmio rispetto agli attuali 75 centesimi di dollaro. Se la perovskite potesse effettivamente abbattere così tanto i costi di produzione del fotovoltaico, secondo il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti l’energia così prodotta potrebbe competere con quella derivata dai combustibili fossili. Questo comporterebbe un’espansione esponenziale della diffusione delle energie rinnovabili con conseguente impatto positivo sull’ambiente e sulla qualità della vita dell’uomo. La prima volta in cui la perovskite è stata usata per produrre celle solari, nel 2009, ha dato scarsi risultati, infatti solo il 3,5% di luce veniva convertita in energia elettrica. Inoltre, le celle non duravano a lungo a causa della dissoluzione di questo materiale ad opera degli elettroliti liquidi. Ma nel 2012, a seguito di alcune innovazioni nella tecnologia del solare che

hanno permesso la sostituzione degli elettroliti liquidi con materiali solidi, è stato eliminato questo problema. Inoltre, il crollo del prezzo del silicio ha suggerito nuove soluzioni, come il suo utilizzo combinato con il nuovo materiale, abbassando complessivamente il costo e creando pannelli ad altissimo rendimento. In questo senso, i ricercatori della Oxford PV, una società nata dall’Università di Oxford, hanno compiuto un importante passo avanti nel 2018,rivestendo il silicio con perovskite e raggiungendo un’efficienza del 28%, già uguale o superiore a quella dei normali pannelli fotovoltaici in uso. L’azienda ritiene che alla fine si possa raggiungere un’efficienza del 40% o forse più, con prestazioni migliori del solo silicio anche quando c’è ombra, nelle giornate nuvolose o addirittura all’interno degli edifici: sarebbe sufficiente solo un minimo di illuminazione naturale esterna. Le celle formate da perovskite possono essere stampate utilizzando una

stampante a getto d’inchiostro, spruzzate o avvolte su superfici flessibili, in quanto possono essere sottili come carta da parati. Inoltre, rivestimenti solari semitrasparenti potrebbero anche essere collocati intorno a interi edifici. Ascensori a Levitazione Megnetica Il primo ascensore a levitazione magnetica è italiano e green, l’ha ideato e sviluppato l’azienda veneta IronLev. Si tratta del primo ascensore al mondo che utilizza la tecnologia della levitazione magnetica: in pratica i pattini della capsula scorrono sui binari grazie ai campi magnetici generati all’interno. Il sistema, già attivo e commercializzabile, permette di ridurre l’attrito e quindi l’energia necessaria per il trasporto di persone da un piano all’altro. Il primo viaggio “italiano” nel futuro sarà in verticale, dal primo fino alquinto, decimo, quindicesimo piano e ritorno. Ma a contare non sarà tanto il dove o il quando arriverai, piuttosto il come funzionerà il viaggio.

L’azienda italiana IronLev, infatti, ha sognato, progettato e realizzato il primo ascensore in grado di trasportare persone da un piano all’altro di un edificio senza l’utilizzo di cavi o corrente, ma sfruttando la levitazione magnetica. Una tecnologia rivoluzionaria e futuristica con cui l’azienda di Spresiano, in provincia di Treviso, si era già fatta notare qualche anno fa quando la presentò a Elon Musk nell’ambito del progetto Hyperloop per lo sviluppo di sistemi di trasporto ad alta velocità. Un sistema di acciaio e campi magnetici, dunque, che oltre ad essere ipersicuro è pure green dal momento che permette di abbattere totalmente l’utilizzo e quindi il consumo e la dissipazione di energia elettrica. Come funziona la levitazione magnetica? Ci sono diverse tecnologie e approcci, dai treni Maglev già attivi in Cina, che utilizzano un sistema di elettromagneti e sospensioni elettromagnetiche attrattive, a quelli invece che utilizzano magneti superconduttori e sospensioni elettrodinamiche.

IronLev

IronLev, invece, ha sviluppato una tecnologia che si basa sull’unione “tra un pattino e dei magneti permanenti. Il pattino si accoppia ad un binario di acciaio e la sua architettura geometrica unita al campo magnetico generato dai magneti crea la forza di levitazione che consente di sospendere il carico” ha spiegato Parrotta. Un’intuizione che permette di risparmiare costi importanti perché “i materiali sono standard e molto reperibili in commercio e perché il sistema può essere applicato su binari in acciaio che sono già presenti”. Ma il segreto vero sta nell’attrito. Ridurlo significa meno usura dei componenti, una manutenzione meno onerosa e soprattutto, un vantaggio decisivo in termini ambientali. Diminuire la forza d’attrito, infatti, vuol dire ridurre la “resistenza” del pattino che, per correre sulla rotaia, ha così bisogno di meno forza, cioè meno corrente. In questo modo il sistema non consuma energia per lavorare: “sostituendo le nostre guide a levitazione ai patti-

ni tradizionali, riduciamo l’energia che il motore dovrebbe spendere per vincere l’attrito e con sistemi di accumulo dell’energia in eccesso all’interno di batterie, la si può addirittura riutilizzare.” Niente energia dissipata ma nemmeno campi magnetici esterni, che “resterebbero confinati nel sistema pattino-rotaia e non verrebbero dispersi nell’ambiente”. Il primo ascensore a levitazione magnetica è tutto italiano ed è già attivo nella sede di IronLev, dalle parti di Treviso, ma nel giro di poco potresti trovarne uno anche nel tuo ospedale, nel tuo ufficio o nel tuo condominio. “L’Italia è pronta, diverse aziende ci hanno già contatto per approfondire il discorso. La nostra macchina ha tutti i sistemi di sicurezza di una macchina tradizionale, non è un componente che pregiudica la sicurezza di un sistema ma aggiunge solo dei vantaggi”. Mentre Hyperloop procede, un nuovo progetto di mezzi di trasporto orizzontali resta comunque ancora vivo nelle menti degli ingegneri della IronLev.

“Il nostro obiettivo è portare la nostra tecnologia sui mezzi di trasporto, magari prima su quelli a corto raggio come i moover che si vedono negli aeroporti, per poi arrivare su quelli a lunga distanza” ha concluso Lorenzo Parrotta.

Progetto

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Introduzione

Droop Energy Village è un villaggio turistico galleggiante ecosostenibile e autosufficiente, alimentato da idrogeneratori off shore. È un progetto ambizioso ed altamente innovativo, che abbraccia tutti gli ambiti del design, abbinando il prodotto agli interni e il servizio alla sostenibilità; coniugando il tutto in un sistema articolato ad alte prestazioni con soluzioni d’avanguardia. Droop Energy Village affonda le sue radici nel passato; da millenni infatti l’uomo convive con il mare e sogna di domarlo, per arrivare a viverci dentro. Il progetto nasce da questo desiderio, mettendo al servizio dell’esperienza le nuove tecnologie e ampliandone i confini, costituendo un vero e propio ponte tra il passato e il futuro. Droop Energy Village nasce per dimostrare come sia possibile creare qualcosa di meraviglioso rispettando il mondo che abitiamo, senza deturparne l’ecosistema, modificarne i territori o rilasciarvi sostanze inquinanti. Nasce perché è necessaria una forte attenzione di fondo nel progettare, un forte senso di conservazione del pianeta in tutto ciò che viene prodotto, senza per questo rinunciare alla bellezza, alla funzionalità e all’umano desiderio di creare. Droop vuole essere la prova che il buon design sia la chiave che ci permetterà di avere questo mondo anche domani, continuando ad inseguire i nostri sogni e a sfogare la nostra creatività, ma sensibili e rispettosi nei confronti delle sue necessità. Come detto, è un progetto ambizioso, che vuole abbinare gli elementi naturali come il sole e l’acqua del mare per offrire un’esperienza fuori dal comune, qualcosa che vada ben oltre di un semplice soggiorno vacanziero. Nesce con l’obiettivo di creare un nuovo modo di vedere la vacanza di mare, un nuovo modo di concepire il resort, un nuovo modo di vivere i luoghi più belli del pianeta, creando un’abitazione lussuosa ed accogliente che possa coccolare il cliente, offrendo una vasta gamma di funzionalità tra le più moderne ed efficienti. Droop Energy Village è un progetto di design che nasce con due requisiti fondamentali, imprescindibili ed attorno ai quali è costruito: la sostenibilità e l’inclusività. È sostenibile perché è autosufficiente dal punto di vista idrico ed energetico; dotato di un dissalatore di bordo che provvede a fornire l’acqua potabile ed interamente alimentato con energia elettrica pulita, ricavata dai suoi stessi generatori, che abbinano l’energia del sole a quella stratta dalle correnti marine. É inclusivo, perché è progettato tenendo conto delle necessità degli utenti in sedia a rotelle. Tutti gli spazi infatti sono larghi a sufficienza per il loro transito e la loro mobilità, dalla cucina al bagno. Inoltre, non c’è una zona off limit, infatti i piani sono collegati da un ascensore, in modo che la casa possa essere usata allo stesso modo, da ogni tipo di utente.

Il Villaggio

pagina precedente Una vista d’insieme del villaggio sotto Una vista dell’isola

Un villaggio dove ogni stanza è un’isola, l’energia è pulita e ohni sogno è realtà. Droop Energy Village è un resort galleggiante composto da tre elementi, che interagiscono tra di loro in un sistema efficiente e che consente la totale autosufficienza, che sono: 1. e isole galleggianti 2. Le centrali, ovvero gli idrogeneratori 3. Un sistema di Storage Questi elementi, a parte l’unico sistema di Storage, non hanno un numero previsto, dipenderà dalla grandezza del villaggio, del luogo dove sarà impiantato e dalle condizioni naturali presenti, come la forza delle correnti da cui estrarre l’energia. Questa caratteristica permette ai vari

villaggi di essere estremamente flessibili, di poter essere ampliati, modificati, spostati a seconda delle necessità, della stagione e del clima. Le Isole Le isole sono case galleggianti, l’elemento fondamentale del villaggio turistico e il luogo dove le persone alloggieranno. Saranno disposte in numero variabile, a seconda della grandezza del villaggio. Verranno posizionate all’interno di una baia, al riparo dalle mareggiate, ancorate al fondale e disposte a seconda del suo schema naturale. Visualizzando il villaggio come un hotel, possiamo considerare ogni casa come una stanza. Nonostante i sevizi aggiuntivi che il villaggio offrirà, le

case saranno complete di cucina e dotate di bagni lussuosi con vasca idromassaggio. Ogni casa avrà il suo proprio sistema di dissalazione, sarà quindi in grado di produrre acqua postabile. Il luogo ideale dove passare una vacanza piacevole a stretto contatto con la natura. Le Centrali Le centrali sono gli elementi che producono l’energia, consentendo al villaggio di essere autosufficiente dal punto di vista elettrico. Sono idrogeneratori ad asse verticale, che per mezzo di una turbina immersa in acqua raccolgono l’energia cinetica delle correnti marine e la trasformano in elettricità con un generatore. Inoltre, sono dotate di pannelli solari di ul- 31

a sinstra Una vista della centrale elettrica a destra Batterie al Litio

tima generazione per integrare la produzione. Le centrali, anch’esse in numero variabile, vengono poste in alto mare dove possono giovare di correnti più forti, anch’esse adorate al fondale e connesse in parallelo, per inviare l’energia che producono al villaggio tramite cavi ad elio. Lo Storage Essendo un sistema energetico che si basa su fonti non programmabili, come il sole e le correnti marine, è necessario immagazzinare l’energia che viene prodotta, per poterla poi usare nel momento del bisogno. A questo serve il sistema di Storage, l’unico elemento a terra, un prefabbricato che contiene batterie al litio e che raccoglie l’energia non utilizzata (in particolare di notte) evitando che venga sprecata.

Le prestazioni dei sistemi di Storage I sistemi di storage a batterie sono in grado di immagazzinare l’energia elettrica prodotta dagli impianti rinnovabili. Il loro funzionamento è paragonabile a quello degli accumulatori in miniatura dei nostri dispositivi di uso quotidiano: sono in grado di convertire una reazione chimica in energia elettrica, immagazzinando energia da rilasciare poi a seconda delle necessità. Come un power-bank quando il nostro smartphone va in riserva. Quando la frequenza della rete elettrica diminuisce a causa dell’elevata domanda, il sistema di storage è in grado di avviare l’erogazione dell’energia accumulata entro pochi secondi; in caso di aumento della frequenza a causa di un calo della domanda, la batteria si carica con l’energia in eccesso. Una duplice funzione fondamentale per la stabilizzazione delle reti elettriche.

Le tipologie attualmente più diffuse si basano su sistemi di batterie al litio o a flusso, assieme ad altre tecnologie emergenti che renderanno i sistemi di accumulo del futuro ancora più performanti e vantaggiosi. Le proiezioni di sviluppo per lo stoccaggio sono rosee. Secondo il Report IRENA (International Renewable Energy Agency) del 2017 “Electrity Storage and Renewables a un potenziale raddoppiamento della diffusione delle rinnovabili, nell’arco temporale 2017- 2030, dovrà corrispondere un triplicamento dello stock di energia elettrica disponibile nei sistemi di storage: dai 4,67 TWh del 2017 ad un range compreso tra gli 11,89 e i 15,72 TWh del 2030.

L’Isola

pagina precedente Una vista della casa galleggiante in cui gli ospiti si godono il relax all’esterno sotto Un utente in sedia a rotelle sta per accedere al piano inferiore con l’ascensore

Una casa moderna è una casa di venticinque metri che ne dimostra ventisei. Ma se è in mezzo al mare, è semplicemente il futuro.

L’isola è la parte fondamentale del progetto, si tratta di un modulo abitativo galleggiante suddiviso su tre piani, di cui due immersi sotto il livello del mare. L’abitazione, nella sua conformazione di base ovvero quella Luxury, è pensata per ospitare due persone, ma sono comunque previste altre due conformazioni, ovvero bi e tra cabina, per ospitare fino a sei utenti. La casa è stata progettata per offrire il massimo livello di comfort ed essere inclusiva al massimo, infatti ogni

spazio tiene conto delle necessità degli utenti in sedia a rotelle. Non sono previste scale infatti e per passare da un piano all’altro è presente un ascensore, un pianale montacarichi ad induzione magnetica, tecnologia già in uso per questi tipi di soluzioni, che lo rende estremamen te efficiente. Per garantire la massima visibilità sul mare e sul cielo è stata data particolare attenzione alle zone vetrate, infatti un’ampia finestra si apre sulla zona solarium, il vero è polarizzato e si può inscurire nelle ore più soleggiate o diventare specchiato, per garantire la massima privacy. Anche il soffitto è in vetro, anch’esso fotocromatico ovviamente, il che garantisce ombra nelle ore soleggiate del giorno, ma la sera lascia una spettacolare vista sul cielo stellato. La parte esterna è un anello, dove è possibile posizionare lettini e ombrelloni; è circondata da un parapetto in vetro con un cancello richiudibile, in caso di mareggiata. In definitiva, l’isola offre tutti gli optional e i comfort di una suite di lusso, con l’aggiunta di una vista sottomarina mozzafiato. Non mancano servizio Wi-Fi super veloce, pedane di ricarica wireless e bar.

Caratteristiche Tecniche La struttura esterna è realizzata in una Lega di Poliestere, materiale che la rende praticamente inaffondabile, mentre la pavimentazione, sia interna che esterna è in resina sintetica, un materiale moderno, resistente edantiscivolo. La forma della struttura non è casuale, ma attentamente studiata per garantire resistenza e stabilità. Infatti la forma sferica permette di distribuire le forze grazie al principio di “tensione superficiale”, mentre la punta allungata a cono, che ricorda la forma di un galleggiante da pesca è ideale, vista l’unica zavorra centrale a garantire il mantenimento dell’asse verticale, riducendo il rollio. È in oltre possibile orientarla a piacimento, grazie ad un sistema di piccole eliche fuori dallo scafo che in maniera automatica fanno ruotare l’abitazione e la mantengono orientata verso il punto prefissato, per godersi il tramonto o semplicemente per prendere il sole. Tutti i vetri superiori sono polarizzati, per cambiare colore e trasparenza e garantire la massima privacy. Nel piano notte invece, vista la pressione dell’acqua, è stato impiegato un Policarbonato specchiato spesso e resistente.

Una vista del bancone della cucina Una vista del bar

Vista dell’interno: la zona relax a sinistra, la cucina a destra e al centro bar e ascensore

Sebbene la casa sia dotata di batterie di emergenza, è interamente alimentata dalle centrali poste in alto mare e dal punto di vista idrico è resa indipendente dal suo sistema di dissalazione al Grafene. La casa è ancorata al suolo da un unico punto di ancoraggio, bloccato a seconda del fondale da vitoni a sabbia o da un blocco di cemento, le cui dimensioni possono variare. Per assecondare i movimenti della marea, la catena che collega la casa con il blocco sul fondo si può allungare o accorciare, raccolta da una carrucola elettronica che lavora autonomamente, anche a seconda del moto ondoso, per garantire la massima stabilità possibile. Piano Living Il piano 0, al livello del mare è il piano living, è pensato per ottimizzare le dimensioni in parte ridotte, rispetto agli altri piani. Ma questo non impedisce di godere dell’alto livello di comodità offerte. É il piano più utilizzato e quello più importante, al quale si accede da una por-

ta scorrevole sul retro dell’abitazione, porta che una volta connessa con lo smartphone o smartwatch si aprirà in maniera wireles. Presenta una cucina completa di tutto, con fornello ad induzione, mensola porta oggetti e un tavoli no dove mangiare con vista sul mare aperto. Subito all’ingresso si trova il bar, come ad accogliere metaforicamente l’ospite, dotato di lavello multiuso, con frigorifero dedicato, porta bottiglie e macchina del ghiaccio, oltre ad un completo servizio di shaker e jigger, necessari ad una miscelazione più autorevole. Separata da un muretto in Dolphin, la zona relax presenta un divano custom in Nautilus, una tv OLED a schermo piatto, impianto stereo di ultima generazione e due puff a mezzaluna estraibili dai tavolini da fumo, per poter appoggiare le gambe senza ingombrare stabilmente il passaggio. Il tutto è elegantemente sottolineato da delle eleganti strisce di Led nascoste sei profili, sia della casa che dei mo-

bili, per illuminare lo spazio solo con luce diffusa, creando un effetto raffinato ed elegante

Zona doccia e vasca idromassaggio, con finestra sul fondale Una vista del bagno, con i servizi igenici

Il letto affaccia su una finestra panoramica sul fondale

Piano Notte Il piano notte, o -1, è sotto il livello del mare ed è per questo straordinariamente suggestivo. È il piano dedicato al riposo notturno e ai servizi igenici, ma è concepito per offrire enormi stimoli e grandi comodità. Essendo subaqueo, deve necessariamente offrire ampia visibilità sull’ambiente esterno lo fa grazie alle sue finestre in Policarbonato spec chiato e ad un’illuminazione a Led che consente di illuminare il fondale marino nelle ore notturne, per non perdersi nessuna sfaccettature dello spettacolo della natura. Il piano prevede la stanza da letto, dove è presente un matrimoniale King Size, due ampi armadi, due comodini dotati di ricarica wireless e lampada in-

corporata e la zona bagno. Quest’ultima è divisa in due bagni separati, uno per ospite, proget tati a misura di utente in sedia a rotelle e di una zona doccia comune, che dispone anche di una suggestiva vasca idromassaggio che si affaccia sul mare grazie alla parete-oblò. I vari bagni sono separati da porte scorrevoli, anch’esse retroilluminate per un effetto “premium”. Come il piano precedente, l’illuminazione prevede solo luce diffusa tramite delle strisce Led incassate in apposite insenature. A questo piano si accede attraverso l’ascensore, che scorre all’interno dell’apposito binario ed è riparato da una porta, che una volta aperta dà sul contromuro del letto.

Vista su alcuni macchinari della sala di servizio

Piano di Servizio L’ultimo piano, il -2, sotto il piano notte è puramente un piano di servizio che contiene tutti gli elementi necessari al funzionamento dell’abitazione. Dispone infatti di un proprio dissalatore, che utilizza gli innovativi filtri al Grafene e resina epossidica, per garantire un filtraggio veloce ed efficiente, con grande risparmio di energia elettrica. É il sistema stesso quindi che raccoglie l’acqua dal mare circostante le la dissala, raccogliendola nei tre boiler- cisterna a disposizione della capienza l’uno di 200 litri e successivamente in circolo nelle tubature, servita sia al piano notte che al piano living. É inoltre presente un sistema di batterie ausiliarie, nel caso di un’improvvisa mancanza di energia proveniente dalle centrali off shore.Anche quest’ultimo piano, sebbene utilizzato solo in caso di manutenzione, è accessibile tramite l’ascensore che serve i due piani principali.

Principio di Galleggiamento La linea di galleggiamento è stabilita a circa 8,10 metri dall’estremità inferiore, per stabilirlo è stato utilizzato il principio di dislocamento, utilizzato nella nautica per le imbarcazioni, la cui formula è questa:

Secondo la sua formula, che si rifà al principio di Archimede, il peso totale dell’imbarcazione è pari al peso del volume di fluido spostato dalla parte immersa dello scafo, detta opera viva. È quindi necessario conoscere il volume dell’opera viva e moltiplicarlo per il peso specifico del fluido di riferimento, in questo caso acqua marina, per risalire al volume di fluido spostato. Peso dell’acqua marina: 1.025 t/m3 Volume opera viva: 72.000.000 cm3 oppure 72m3 Ne consegue che: 72m3 x 1.025 t/m3 = 73,8 t In conclusione il peso totale che la struttura dovrà avere, per galleggia-

re all’altezza prevista e di circa 74 tonnellate. Considerate le numerose e pesanti strutture presenti all’interno, i tre piani e il sistema di ancoraggio è un peso tranquillamente verosimile, visto che uno yacht di 20 metri pesa circa 30 tonnellate e oltre ad essere sensibilmente più stretto non è immerso per ben 8 metri.

La Centrale

pagina precedente La centrale di notte, con i led di segnalazione accesi sotto Una vista interna, con il generatore in evidenza

La centrale è in mezzo al mare, lontana, non sai nemmeno che ci sia. Ma è grazie a lei se funziona la baracca.

La centrale galleggiante è la componente che produce l’energia elettrica necessaria ad alimentare il villaggio e a renderlo completamente autonomo dal punto di vista energetico. L’obiettivo di Droop Energy Village è di essere ecosostenibile e ad impatto zero, ecco perché utilizza solamente fonti rinnovabili, nella fattispecie l’energia mareomotrice e solare. La centrale di Droop è un idrogeneratore ad asse verticale, che raccoglie l’energia cinetica delle correnti marine

tramite una turbina e trasforma il moto in energia elettrca per mezzo di un generatore elettrico. L’energia raccolta dal mare si somma a quella presa dal sole, infatti la struttura della centrale prevede l’uso di pannelli di ultimissima generazione, in modo da sfruttare al massimo le risorse naturali. Una centrale Droop sarà in gra do di alimentare un determinato numero di case, a seconda delle condizioni naturali di sole e di potenza delle corren-

ti del luogo in cui vengono posizionate, quindi saranno necessarie più di una centrale, anche in base al numero di case da cui è composto il villaggio. Le centrali vengono posizionate off shore, in alto mare, dove le hanno possibilità di trovare le correnti più forti, ancorate al fondale da quattro tiranti agganciati a blocchi di cemento. Sulla piattaforma è presente una struttura coperta, dove è possibile accedere per un’eventuale manutenzione, ovviamente i vetri so- 49

a sinstra La turbina, vista subaquea a destra I pannelli solari, posizionati su un a piattaforma circolare sotto Il Grafico dei consumi

no di spessore maggiore, vista ma maggior possibilità di moto ondoso e sono presenti diverse colonnine luminose, per segnalare la presenza della barriera di centrali alle navi nelle ore notturne. Le centrali saranno connesse in parallelo e la loro energia sarà inviata al villaggio e allo Storage tramite dei cavi ad Elio. Turbina e Generatore La struttura, come quella della casa in lega di Poliestere, ospita una turbina con tre pale in Acciaio alte cinque metri, per un diametro di 6. É molto ampia, per raccogliere i più grande spettro di corrente possibile. Nasce dalla turbina Kobld, prototipo già in utilizzo nello stretto di Messina ed allacciato alla rete Enel, che lavorava con correnti da 3 m/s, le più performanti in Italia ma assolutamente insufficienti per generare una quantità di energia sufficiente. Infatti, con queste condizioni la potenza era di 2,5 kW. Ovviamente, aumentando la forza delle correnti e dando maggiore cinetica alla turbina, il generatore sarebbe in grado di produrre una maggiore quantità di energia. Quindi il progetto è pensato per essere inserito in zone del mondo che hanno correnti maggiori, fino a 8 m/s, ecco perché le centrali vengono posizionate off sho-

re e non all’interno delle baie, per poter essere in contatto con le correnti più forti. Il generatore è già dimensionato per supportare la massima energia estraibile, ovvero 80 kW. Considerando quindi come forza massima della corrente 8 m/s, partendo dalle prestazioni di Kobold, siamo in grado di stimare l’energia prodotta, ovvero: Energia: 58.000 kWh Potenza Massima: 66 kW Potenza Media: 6.7 kW Considerato che un appartamento normale ha in genere una potenza massima di 3 kW e una famiglia media di quattro persone consuma in genere circa 3600 kWh, date le condizioni ideali alla massima performance, una singola centrale sarebbe in grado di alimentare ben 16 appartamenti tradizionali per quattro persone, senza considerare le perdite. Pannelli Fotovoltaici All’energia proveniente dalla turbina verrà addizionata l’energia proveniente dai pannelli fotovoltaici presenti sul tetto della cabina. Questi pannelli hanno sede su un disco di area 76 mq, che contiene una superficie fotovoltaica di circa 49 mq. Considerando che con i migliori pannelli fotovoltaici in Silicio monocristallino sono necessari circa 7 mq (circa 20

celle fotovoltaiche) per estrarre 1 kW di potenza, con il 20% efficienza di conversione, data la superficie di riferimento otteniamo: Potenza: 6 kW Energia: 9000 kWh Ma i recenti sviluppi sull’uso alternativo di minerali applicati all’energia fotovoltaica, nello specifico l’utilizzo della Perovskite in aggiunta al Silicio per produrre pannelli super performanti, hanno dimostrato che la per centuale di conversione può crescere sensibilmente. Ad oggi, i pannelli in Silicio e Perovskite hanno raggiunto un tasso di conversione del 28%, ma arriveranno al 40% entro pochi anni, di fatto raddoppiando l’efficacia e la potenza dei pannelli. Applicando quindi i pannelli in Silicio e Perovskite alle massime prestazioni, si ottengono: Potenza: 12 kW Energia: 18.000 kWh Consumi e Prestazioni Generali L’energia prodotta dal mare verrà sommata a quella prodotta dal sole, tramite un inverter presente sulla centrale, elemento che ci garantirà di convogliare l’energia proveniente da due fonti distinte in modo unitario. Conoscendo le prestazioni di entrambi gli apparati, marittimo e fotovoltaico, siamo in grado di definire le presta-

zioni effettive di una singola centrale, considerate le migliori condizioni naturali per entrambi. Dal Mare provengono 66 kW di potenza e 58.000 kWh di energia. Dal sole provengono 12 kW di potenza e 18.000 kmh di energia. Quindi le prestazioni effettive della centrale sono: Potenza: 78 kW Energia: 76.000 kWh Senza considerare le perdite, questi dati consentirebbero di alimentare circa 22 appartamenti tradizionale, che però sono dotati di impianto a gas, per cucina e riscaldamento. In generale possiamo dire che, stanti le condizioni ideali, è necessria una centrale ogni 10 case. 1Centrale x 10 Case

pagina precedente Una suggestiva vista notturna sotto Lo sbarco degli ospiti

Il Sistema

Non c’è esperienza premium senza servizio premium. Per creare un’esperienza indimenticabile, non basta realizzare un villaggio galleggiante reso autosufficiente dalle proprie centrali ad energia rinnovabile, bisogna suggellare il tutto con un servizio su misura. Questo perché serve prevedere una serie di bisogni che gli ospiti potrebbero avere, integrazioni che vadano al di fuori della casa galleggiante, che non isolino gli utenti confinandoli alla loro abitazione, ma che anzi li rendano vogliosi di esplorare il luogo dove soggiornano e di conoscere altri visitatori. Coprire tutte le possibili necessità, utilizzando a propio favore le nuove tecnologie, è la virtù fondamentale di un’offerta efficiente e di altissima qualità, cosa che Droop Energy Village si propone di essere.

Reception 24/7 e Servizi Vari In un resort di lusso come Droop Energy Village è ovviamente previsto un servizio di reception 24/24, attivo tutto il giorno e tutta la notte, in modo fisico e telematico. È prevista una reception fisica, che potrebbe essere sia a terra che su un’apposita struttura galleggiante. Un fulcro di coordinamento di tutti i servizi, a cui la clientela possa far riferimento in ogni momento. Tuttavia è prevista anche una reception completamente on line, automatica e gestita da bot, a cui si può accedere sia da app che dal sito internet e tramite cui è possibile gestire le proprie prenotazioni e richieste particolari. La reception si occuperà anche della pulizia delle abitazioni, della loro sanificazione e preparazione per l’arrivo dei prossimi ospiti. Essendo gestiti come appartamenti di un residence, non è previsto un servizio di pulizie giornaliero come in albergo, tuttavia sarà sempre possibile richiedere nuovi interventi da parte del personale.

Le abitazioni sono equipaggiate di cucina, ma non di lavatrici, perché il servizio di lavanderia è esterno alle case e centralizzato del villaggio. L’offerta inoltre è ampliabile, anche a seconda degli investimenti sul singolo villaggio, aggiungendo ulteriori servizi legati ad ulteriori strutture, preferibilmente galleggianti, apposite. Servizi come ristorante, bar, intrattenimento serale, wellness spa e massaggi sono tutte valide aggiunte per un’esperienza sempre più premium. Servizio Navetta Sebbene le abitazioni siano dotate del massimo comfort, gli ospiti avranno comunque la necessità di spostarsi, sia per accedere ai servizi di wellness e ristorazione, sia per escursioni intorno all’isola dove alloggiano. A questo scopo è previsto un servizio navetta attivo 24h, su chiamata, con cui lo staff risponde alle varie necessità dei clienti, venendoli a prendere e trasportandoli dove desiderano. Il villaggio infatti sarà dotato di imbarcazioni come gommoni sia per l’u-

so interno, quindi per raggiungere i vari punti di servizio, sia preposte ad escursioni per visitare i luoghi intorno. In questo caso, al di là delle escursioni guidate che dipendono dal luogo di riferimento, le imbarcazioni potranno essere affittate direttamente ai clienti, che saranno liberi di esplora re la natura circostante. Tutte le imbarcazioni di Droop Energy Village montano come motore DeepSpeed, un propulsore elettrico che utilizza l’acqua stessa per creare spinta propulsiva, non disperdendo carburante nell’acqua, per un trasporto ad impatto zero.

Spesso le località più indicate per i migliori soggiorni sono isole poco sviluppate dal punto di vista infrastrutturale e per questo distanti dagli ospedali, presenti in centri abitati più grandi. Per ovviare a questo problema, il villaggio sarà dotato di specifiche imbarcazioni adibite ad ambulanza, per trasportare rapidamente il paziente nel centro medico più vicino. Il mezzo di riferimento è Jet Capsule, una particolare imbarcazione di progettazione italiana che rappresenta la via di mezzo tra uno yacht ed una moto d’acqua, per avere una discreta capacità di carico, senza rinunciare all’agilità.

Servizio Pronto Soccorso In caso di emergenza, la struttura è preparata a fornire un soccorso immediato e tempestivo, infatti è è previsto un’efficiente servizio S.O.S. La struttura disporrà di un personale medico preparato per un primo soccorso, mentre per un eventuale trasporto in ospedale dipenderà dal luogo dove è ubicato il villaggio.

App Mobile Come ogni struttura moderna, Droop Energy Village interagisce con i dispositivi mobili dei suoi ospiti, smartphone, ma soprattutto smartwatch. Sono molte le funzionalità che l’App mobile di Droop ricopre, rendendo semplici molte operazioni in casa. Infatti il servizio di domotica è estremamente efficiente e studiato per interagire con tutti gli elementi dell’abitazione, gra-

zie alla funzione smart di prossimità. Avvicinandoci con l’applicazione aperta ad uno specifico elemento della casa, come la porta o l’ascensore, lo smartphone o smartwatch in automatico suggerirà la schermata relativa, con le operazioni possibili, come la chiamata dell’ascensore o la chiusura della porta. Anche il controllo delle luci, o l’opacità dei vetri sono funzionalità sempre reperibili sulla’app dove, una volta loggiati con il proprio account, potremo accedere su tutti i dispositivi su cui è installata. L’ultima funzionalità dell’App è di fungere come chiave digitale, infatti le porte della casa si apriranno, una volta immessa la propria password, avvicinando il proprio dispositivo all’apposito sensore. Business Model e Opportunità Droop Energy Village nasce per rivoluzionare il concetto di vacanza, offrendo una nuova modalità di turismo, inclusivo e non impattante sul territorio. Presenta numerose innovazioni, tra

cui quella che il villaggio non deve necessariamente essere costruito in loco. Ogni elemento del villaggio infatti, viene realizzato in cantiere, per poi essere trasportato e impiantato nel luogo di destinazione. Questo consente di poter ampliare i villaggi, aumentando il numero di isole. Secondo un modello di business teorico, un imprenditore o un gruppo imprenditoriale acquisterebbe un dato numero di isole, lo Storage e le centrali necessarie ad alimentarli, anche a seconda delle condizioni ambientali del luogo di destinazione. Una volta accordatisi con l’amministrazione locale, il villaggio viene impiantato nella zona preposta, al riparo dalle forti correnti, secondo una disposizione che segue la naturale conformazione dei fondali e del territorio. Una volta impiantato ed avviato, il villaggio non rimarrà un sistema chiuso, fine a se stesso, ma entrerà in simbiosi con il logo ospitante, cre ando innumerevoli nuove opportunità. Infatti, l’impianto del villaggio porterà nuove richieste di lavoro, con la possi-

bilità di assumere manovalanza locale per creare uno staff numeroso e preparato per tutti i servizi che verranno offerti. Si parla cuochi, baristi e camerieri per i servizi di ristorazione, massaggiatori e terapisti per i servizi di wellness, staff di servizio reception, pulizie e manutenzione delle abitazioni, guide turistiche per le escursioni, personale sanitario e molto altro ancora. Nessuna trivellazione deve essere compiuta, vanno solamente posti dei blocchi di cemento. Questo non porterà solo lavoro, ma anche un ovvio sviluppo delle infrastrutture e dell’economia locale, visto l’arrivo di nuovi capitatali e la spinta a sempre nuovi investimenti. Infatti, spesso i luoghi più gettonati sono anche i più arretrati da un punto di vista strutturale, l’impianto di Droop consentirà un ammodernamento e un’implementazione dei sistemi, con un impatto minimo sul territorio. Inoltre, nel caso di località lontane dalle centrali elettriche, le eventuali difficoltà energetiche potrebbero esse-

re colmate allacciando alla rete locale delle centrali supplementari.

Conclusioni

Droop Energy village non nasce solo per stuzzicare le fantasie, ma per fornire risposte e soluzioni concrete a problemi veri. Nasce per tracciare una strada che possa essere percorsa e ripercorsa in futuro, sempre di più. La deturpazione dei paesaggi, così come il cambiamento climatico sono realtà da cui possiamo imparare molto, le sfide ideali per crescere come uomini e progettisti. Droop vuole essere tutto questo, la risposta giusta in un contesto che impone molti limiti, da trasformare in opportunità. Ecco allora che Droop diventa un villaggio inclusivo e adatto a tutti, dove handicap motori non sono un problema, né un ostacolo. Droop non nasce per essere un impianto passivo, un peso per la località ospitante, anzi, vuole essere un motore di crescita che faccia fiorire l’economia locale, che porti lavoro, energia e infrastrutture a chi non ne ha abbastanza. Droop è un sogno che naviga in mezzo al mare e come tutte le cose che galleggiano e brillano sul pelo dell’acqua, lo si può vedere chiaramente.

Postfazione

Il cambiamento climatico è dietro l’angolo e la produzione massiva e globale, per molti versi irresponsabile, ne è la causa principale. Questa tesi evidenzia la necessità, sempre più pressante, di una modifica dei sistemi produttivi su scala mondiale, rivolta alla conservazione dell’ecosistema terrestre ed alla transizione ad un sistema energetico rinnovabile. Il punto di partenza però è la progettazione, una progettazione attenta e consapevole, che consideri come requisiti imprescindibili la sostenibilità e l’inclusività. Droop Energy Village è un esempio virtuoso di come risultati eccezionali possano essere raggiunti utilizzando sapientemente le nuove possibilità offerte dall’innovazione. Questo progetto ambisce ad offrire delle linee guida che vanno ben oltre l’ambito turistico e che vogliono essere la base della progettazione di domani. Elisabetta Cianfanelli Dipartimento di Architettura Università degli Studi di Firenze

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Indice

Presentazione Elisabetta Cianfanelli

Introduzione

Energia dal Mare

Abitare il Mare

Nuove Soluzioni

Introduzione al Progetto

Il Villaggio

L’Isola

la Centrale

Il sistema

Conclusioni

Postfazione Elisabetta Cianfanelli

Bibliografia

Finito di stampare per conto di didapress Dipartimento di Architettura Università degli Studi di Firenze Settembre 2021

La tesi in questione riguarda un villaggio turistico galleggiante ecosostenibile, interamente alimentato da idrogeneratori posizionati off shore. L’obiettivo preposto era quello di fornire una nuova modalità di turismo che rispettasse due requisiti di partenza: la sostenibilità e l’inclusività. La ricerca ha riguardato temi come le fonti di energia rinnovabile, l’architettura sostenibile e galleggiante, la nautica e le nuove soluzioni tecnologiche per quanto riguarda l’elevazione magnetica, la dissalazione dell’acqua marina e i pannelli fotovoltaici, traducendosi in un progetto che abbraccia molti campi, come il design degli interni e del prodotto. Il risultato è un sistema complesso e scalabile in cui un agglomerato di abitazioni indipendenti, galleggianti e progettate per accogliere utenti in sedia a rotelle viene interamente alimentato da turbine che utilizzano l’energia cinetica delle correnti marine, riducendo al minimo l’impatto ambientale senza risparmiare sul comfort e sulla costumer experience. Matteo Bottoni, Ferrara, 1995, ha studiato design presso Unifi, laureandosi sia alla triennale che alla magistrale. Ha svolto un tirocinio presso DIDA LABS, occupandosi della comunicazione social del materiale del Laboratorio REI.

ISBN 978-88-3338-150-3