Esperienze pratiche nel riutilizzo del calore e dell'acqua

Un progetto di ricerca e dimostrazione condotto in un quartiere residenziale in Germania dimostra che i flussi delle acque reflue possono essere sfruttati in modo proficuo. Ciò consente non solo di risparmiare acqua potabile, ma anche, grazie al recupero di calore, di risparmiare energia e di mitigare i rischi legati agli eventi di pioggia intensa. Il Fraunhofer ISI ha presentato i risultati del progetto pilota in una relazione finale.

In futuro, i sistemi idrici urbani dovranno garantire la sicurezza dell’approvvigionamento nei periodi di carenza idrica e, al contempo, essere resilienti di fronte a forti piogge. Il progetto i.Wet («concetto integrato di transizione idrica ed energetica») del Fraunhofer ISI intende contribuire ad affrontare queste sfide. L’idea di base di i.WET consiste, da un lato, nel raccogliere separatamente l’acqua piovana e le acque grigie leggermente inquinate per poi riutilizzarle e, dall’altro, nel far sì che le cisterne, in cui l’acqua piovana viene stoccata temporaneamente, fungano da serbatoio di compensazione in caso di forti piogge. Non da ultimo, il calore viene recuperato dalle acque reflue e può essere utilizzato per il preriscaldamento dell’acqua potabile o per il riscaldamento degli edifici residenziali.

Per testare questo concetto nella pratica, è stato realizzato come progetto pilota in un quartiere residenziale di nuova costruzione a Lünen (Renania Settentrionale-Vestfalia). I relativi componenti sono stati integrati fin dall’inizio nella progettazione e nella costruzione di sette condomini, compresi gli spazi esterni. I primi edifici sono stati occupati nel 2022. Il Fraunhofer ISI ha fornito supporto scientifico al progetto e presenta ora i risultati delle sue analisi in una relazione finale.

i.WET consente di risparmiare acqua potabile ed energia

Secondo il rapporto, i modelli di calcolo elaborati dimostrano che, in caso di piena attuazione, circa il 30-40 per cento dell’acqua potabile necessaria nell’edificio potrebbe essere sostituita da acque grigie e piovane trattate. In una delle abitazioni, l’acqua grigia proveniente dalla doccia viene filtrata, disinfettata e trattata per essere utilizzata come acqua di servizio per lo scarico dei WC. Secondo i ricercatori, l’acqua trattata consente di risparmiare dall’80 al 90 per cento della quantità di acqua potabile necessaria per lo scarico dei WC.

In un altro edificio, l’acqua grigia della doccia viene raccolta a una temperatura di circa 25–30 °C e convogliata a una pompa di calore. Questa alimenta la rete di riscaldamento e di acqua calda dell’edificio, sfruttando così un potenziale termico finora inutilizzato. Attualmente, secondo un comunicato stampa, questa pompa di calore copre circa il sei per cento del fabbisogno termico annuale dell’edificio. Con un funzionamento ottimizzato e l’estensione a tutti gli edifici del quartiere, il fabbisogno di energia primaria per la produzione di acqua calda potrebbe diminuire dal 20 al 50 per cento.

Nel complesso, il progetto dimostrativo conferma il potenziale in termini di efficienza e protezione del clima auspicato dai ricercatori, secondo quanto riportato nel comunicato relativo alla relazione finale. Nell’area esterna è possibile irrigare circa 6400 metri quadrati di spazi verdi con l’acqua trattata proveniente dalle cisterne. Le analisi dei campioni d’acqua prelevati nel punto di uscita dell’i.WET-Allee dimostrano che il sistema filtra le sostanze nocive e i nutrienti presenti nell’acqua che confluisce nell’impianto dalla strada, dai tetti e dalle cisterne.

Costi ridotti e implementazione graduale

Il progetto comporta anche vantaggi economici: diminuiscono sia le spese necessarie per l’acqua potabile che le tariffe per le acque reflue. Secondo i ricercatori, un calcolo dinamico di confronto dei costi dimostra che, su cicli di vita compresi tra 60 e 120 anni, i viali i.WET possono risultare quantomeno a costo zero e spesso più convenienti rispetto alle soluzioni convenzionali di fognatura separata. Non da ultimo, l’implementazione dei singoli elementi può avvenire in modo graduale, adattandosi ai lunghi cicli di risanamento dei sistemi idrici esistenti nelle città.