L’acqua lacustre può essere usata non solo per raffreddare ma anche per riscaldare: molte città già lo fanno, tra queste anche Lugano
Utilizzare acqua di lago per rinfrescare appare ovvio e, infatti, è una tecnica in uso in differenti modalità. Forse meno nota è la possibilità di estrarre energia dal lago per riscaldare edifici e abitazioni. Sembra strano, ma è fattibile. Ed è un sistema già in uso da anni, anche in Svizzera. Fulcro del processo sono le pompe di calore, grazie alle quali si riesce a prelevare energia dall’acqua di lago, benché relativamente fredda, per poi cederla al sistema di riscaldamento.
Come citato su Elettricità 1/22, il periodico di ESI, l’associazione volta a promuovere uno sviluppo armonioso dell’economia elettrica nella Svizzera italiana, il primo sistema di riscaldamento che sfrutta l’acqua di superficie fu messo in funzione già nel 1938 a Zurigo, dove il Municipio attinse all’acqua del fiume Limmat. Il capoluogo zurighese è pure oggi all’avanguardia in questo settore, disponendo attorno al suo lago di una vasta rete d’approvvigionamento, tuttora in fase di sviluppo. Il concetto è sempre lo stesso: sottrarre energia all’acqua e cederla a un sistema di distribuzione che raggiunge case e edifici (una forma di teleriscaldamento).
Come indicato dall’azienda elettrica della città di Zurigo EWZ, «l’utilizzo dell’acqua del lago è sostenibile e rispettoso dell’ambiente». Infatti, nel procedimento non viene sottratta acqua dal lago, ma «solamente» la sua energia, la quale viene poi trasportata con un sistema indipendente di tubature. L’acqua prelevata, dopo aver ceduto il suo calore, viene reimmessa nel lago a una temperatura di qualche grado inferiore (circa tre gradi in meno). In questo modo, come dimostrato da uno studio svolto dall’Istituto per la ricerca sulle acque nel settore dei politecnici federali (EAWAG), non si creano impatti negativi sull’ecosistema lacustre.
Le efficienti pompe di calore permettono di «lavorare» con basse temperature: l’acqua prelevata dal lago, in profondità, ha una temperatura costante attorno ai 5°C ed è solo una piccola parte del suo calore che viene sfruttata per riscaldare alla temperatura richiesta di circa 40-65°C il fluido del circuito secondario, il quale andrà poi ad alimentare i sistemi di riscaldamento esistenti in edifici e abitazioni. L’impianto può funzionare anche in senso inverso, ossia utilizzando l’acqua del lago per sottrarre calore e quindi raffreddare gli ambienti. In questo caso l’acqua prelevata dal lago viene restituita un po’ più calda, senza comunque compromettere l’ecosistema.
Molte altre città si sono dotate o si stanno attrezzando con sistemi analoghi, tra cui Lucerna, Ginevra o Morges, ma anche sul Ceresio, grazie ad alcuni progetti sviluppati da AIL, le Aziende Industriali di Lugano. Uno, al Lido di Lugano, vede una centrale termica in funzione dal 2022, la quale alimenta la piscina coperta e tutto il lido: mentre il cogeneratore a gas permette di scaldare ad alte temperature per garantire l’acqua calda sanitaria, due termopompe si servono dell’acqua del lago per riscaldare l’acqua delle piscine comunali.
Sempre attingendo al Ceresio, dal 2012 il Centro svizzero di calcolo scientifico di Lugano (CSCS), situato in zona Cornaredo, s’assicura un mezzo «naturale» di raffreddamento per i propri supercalcolatori. Grazie a una condotta di quasi tre chilometri, l’acqua del lago viene infatti pompata fino a Cornaredo, dove presso gli scambiatori avviene il raffreddamento. L’acqua ritorna poi verso la foce tramite una condotta di ritorno lungo il Cassarate, dalla quale si riesce ad approfittare del calore accumulato, come chiarisce Michele Broggini, ingegnere per AIL: «Per esempio al Campus SUPSI di Viganello, già dal 2020 una parte dell’energia generata dal CSCS viene prelevata grazie a uno scambiatore e utilizzata per riscaldare, mentre dal 2024 questa energia viene anche valorizzata tramite la rete anergetica, il termine suggerisce l’assenza di energia, del nuovo quartiere di Cornaredo».
Un altro impiego del Ceresio a scopo refrigerante esiste da oltre 60 anni, da quando, nel 1965, venne costruita una rete industriale a servizio del centro di Lugano, come spiega Broggini: «La rete serviva, e serve tuttora, soprattutto al raffreddamento delle apparecchiature utilizzate nelle attività della città. Si tratta di una rete di condotte d’acqua captata dal lago con un sistema di pompaggio che poi ritorna al lago tramite le canalizzazioni, quindi non a doppia condotta come il caso del più moderno impianto installato nel 2013 a Cornaredo».
La nuova rete anergetica
Un grande sviluppo è invece avvenuto con la realizzazione della centrale termica del Nuovo quartiere di Cornaredo (NQC) e della nuova rete anergetica. Il progetto, ultimato nell’ottobre 2024 da AIL, va a completare e a integrarsi nel sistema del CSCS, permettendo il riscaldamento o il raffreddamento di diversi edifici esistenti, in costruzione o programmati nella zona.
La rete anergetica si basa in realtà su uno scambio di energia termica a basse temperature: si sfrutta l’energia termica residua presente nell’acqua, che verrebbe altrimenti dispersa. Questo avviene attraverso un sistema di tubazioni a circolo chiuso che permette di prelevare (o cedere) calore, riscaldando (o raffreddando) gli ambienti, sempre grazie a degli scambiatori di calore (ogni edificio o «gruppo di edifici» ha la sua pompa di calore).
Nella nuova rete l’acqua circola in continuazione nelle tubazioni scambiando calore con la condotta principale e con gli edifici. Per il circuito della rete anergetica s’impiega inoltre acqua trattata e demineralizzata, evitando così la manutenzione necessaria in caso di uso diretto di acqua di lago, che contiene materiale organico come ferrobatteri e larve di cozza.
La nuova rete NQC è composta da una centrale di pompaggio appena edificata a Cornaredo, che «intercetta» i flussi d’acqua del CSCS. Qui sono poi state costruite due vasche di miscelazione per adattare la temperatura alle esigenze della rete e sfruttare il calore residuo proveniente dal sistema di raffreddamento del CSCS. L’infrastruttura è dotata in totale di otto pompe per la circolazione dell’acqua o per convogliare l’acqua dalle vasche di miscelazione agli scambiatori di calore, i quali separano il circuito anergetico da quello del CSCS. La portata massima sostenibile attualmente dalla rete NQC è di 1060 m3 all’ora, che equivale a spostare tutta l’acqua contenuta in piscina olimpionica in poco più di due ore.