Sotacarbo SPA, Grande Miniera di Serbariu, Carbonia
Eusebio Loria
Sotacarbo SPA, Grande Miniera di Serbariu, Carbonia
Caterina Frau
Sotacarbo SPA, Grande Miniera di Serbariu, Carbonia Abstract
Il contributo discute un approccio metodologico per la creazione di uno strumento di supporto alla costruzione e condivisione della conoscenza orientata allo sviluppo di strategie di efficientamento energetico e recupero del patrimonio edilizio della città di Carbonia, uno dei centri principali del Sulcis Iglesiente, che si distingue per essere una città di fondazione edificata durante il regime fascista (1938). In letteratura sono riportati approcci molto vari per: finalità e contenuti, strumenti utilizzati, complessità, e risorse richieste. L’aspetto centrale è la definizione di una metodologia che supporti efficacemente il processo utilizzando prevalentemente dati di base disponibili (Open Data) o ricavabili con attività di rilievo commisurate alle risorse ed alle finalità dello studio. Uno degli approcci conoscitivi più utilizzati è quello tipologico: esso sfrutta gli elementi ricorrenti del patrimonio edilizio al fine di individuare alcune strategie di natura generale. Le caratteristiche fortemente ricorrenti del patrimonio edilizio di Carbonia sono adatte ad approcci conoscitivi tipologici. Dopo una breve parte teorica, si presenta il contesto di Carbonia, e si discute riguardo l’approccio proposto evidenziando le differenze tra lo studio tipologico sviluppato per gli edifici pubblici e quello per il patrimonio residenziale. Infine, si presenta lo schema generale dello strumento basato su una architettura GIS, per la strutturazione della informazione, e su interfacce web (WebGIS, GEO blog.) per la rappresentazione e condivisione della conoscenza.
Parole chiave: energy, spatial planning, sustainability Introduzione e Contesto teorico
La tutela e valorizzazione del Paesaggio Storico Urbano gioca un ruolo chiave nella promozione turistica e nello sviluppo sostenibile di un territorio (Girard, 2013). La costruzione di un processo conoscitivo dinamico e condiviso, capace di individuare e comunicare gli aspetti peculiari del territorio è uno degli elementi chiave del processo di tutela. L’obiettivo è da una parte contribuire all’aumento della consapevolezza delle comunità locali al fine di generare processi virtuosi di natura bottom up e, dall’altra, costruire una narrazione che possa essere la base per il marketing territoriale. Il recupero della qualità ed il riuso del patrimonio edilizio storico locale è uno degli elementi centrali delle strategie di valorizzazione: esso costituisce lo scenario urbano dei singoli beni culturali e, nel suo insieme, è un elemento costitutivo del paesaggio storico urbano. Esso è spesso interessato da fenomeni di abbandono e gentrification causati dalla vetustà degli edifici che li rende non adeguati agli standard qualitativi ed agli usi contemporanei. L’efficientamento energetico del patrimonio edilizio è una delle forze portanti che può favorirne il riuso e la valorizzazione attraverso il suo adeguamento tecnologico – funzionale, ed è inoltre uno degli aspetti centrali nella transizione verso modelli di insediamento più sostenibili, resilienti ed inclusivi. Nonostante siano ormai disponibili soluzioni tecnologiche particolarmente efficienti, permangono forti limiti ad intervenire nell’ambito della città consolidata perché la problematica si carica di aspetti di natura complessa avente una spiccata dimensione olistica e partecipativa. La mancanza di conoscenza è un fattore limitante che impatta trasversalmente su tutti gli attori coinvolti nel processo di efficientamento e valorizzazione del patrimonio edilizio: gli operatori del settore, i fruitori finali dell’edificio, gli investitori e
la Pubblica Amministrazione (PA). L’obiettivo di questo lavoro è perciò lo sviluppo e la sperimentazione di un approccio di tipo conoscitivo, basato prevalentemente su open data, volto a supportare un processo di tutela e valorizzazione del patrimonio edilizio che consideri l’efficientamento energetico.
Gli strumenti e le metodologie orientate allo sviluppo di strategie urbane di efficientamento energetico adottano generalmente un Modello Energetico Urbano (più o meno complesso) per la stima del fabbisogno energetico e delle procedure per la stima del potenziale (teorico, tecnico, sfruttabile) di diverse tecnologie di efficientamento. Essi differiscono notevolmente tra loro per: disponibilità dei dati di base, affidabilità e dettaglio (temporale, spaziale) dei risultati, per la complessità e la tipologia di approcci utilizzati (top down, bottom up) (Swan, 2009). In generale i modelli complessi, a fronte di una migliore affidabilità dei risultati, richiedono maggiori dati base ed onerose attività di interpretazione dei risultati. I modelli meno complessi adottano svariate ipotesi semplificative perciò richiedono meno risorse e hanno procedure generalmente più ripetibili, tuttavia i risultati sono gravati dall’incertezza delle assunzioni iniziali (Keirstead, 2012). Uno degli approcci semplificativi più utilizzati è quello “tipologico” che prevede lo studio di un campione rappresentativo del patrimonio e l’utilizzo di appropriati metodi per la generalizzazione dei risultati (analitici, statistici) a tutti gli elementi simili presenti nel centro urbano. Approccio Metodologico
La metodologia è sviluppata per la Comunità di Carbonia, tuttavia lo schema generale può essere facilmente adattato ad altri contesti. L’approccio può essere suddiviso in tre attività principali logicamente consequenziali (Figura 1): definizione di una metodologia di analisi, definizione di una metodologia di rappresentazione; definizione di una metodologia e di uno strumento di comunicazione. Allo stato attuale la ricerca è impegnata nella prima fase di analisi del contesto e studio del patrimonio edilizio attraverso un approccio tipologico.
La prima fase è l'attività di studio preliminare che sottende la strutturazione di tutta la metodologia, essa è dedicata alla esplicitazione dei valori del patrimonio e delle sue relazioni col contesto (paesaggio, ambiente, contesto socio economico). In particolare la raccolta e lo studio dei vincoli normativi legati alla attività edilizia è un elemento chiave per ricavare il grado di trasformabilità del patrimonio ed il conseguente potenziale di efficientamento energetico. Dopo aver svolto una analisi preliminare del contesto, la metodologia prevede lo sviluppo di alcune diagnosi energetiche di edifici reali selezionati in base alle tipologie edilizie presenti. Nel nostro caso sarà necessario sviluppare procedure diverse per il patrimonio pubblico dedicato a servizi (scuole, uffici, edifici espositivi) e per quello residenziale (pubblico e privato), lo scopo è sviluppare attività di rilievo compatibili con le risorse e le finalità dello studio che completino i dati geografici disponibili.
La caratterizzazione Tipologica del patrimonio permetterà lo sviluppo di un abaco delle strutture edilizie e delle tecnologie impiantistiche più diffuse nel contesto locale; esso comprende non solo la descrizione delle caratteristiche costruttive e di quelle fisico-termiche, ma anche l’indicazione dei più diffusi fenomeni di degrado e delle possibili soluzioni di recupero e risanamento. Si definisce anche una scheda riassuntiva per ogni edificio che raccolga le principali informazioni disponibili ed i risultati delle analisi (tipologia edilizia, grado di trasformabilità, degrado, potenziale di efficientamento). Tale scheda sarà più approfondita per gli edifici pubblici dove si può avere accesso ai dati di consumo ed alle caratteristiche specifiche dell'edificio, mentre per il patrimonio residenziale conterrà informazioni di natura più tipologica. La metodologia di rappresentazione è basata su una strutturazione geografica della conoscenza che facilita il coinvolgimento degli attori interessati al processo di valorizzazione e recupero del patrimonio. Lasciando a successivi sviluppi i dettagli della metodologia di rappresentazione, si possono individuare quattro tipologie di contenuti geografici: il contesto territoriale, gli strati tematici degli edifici pubblici e di quelli privati, gli indicatori sintetici.
Il Contesto territoriale raccoglie la rappresentazione spaziale degli strati informativi rilevanti (vincoli normativi, assetto ambientale, contesto socio economico, assetto insediativo) per la definizione delle ipotesi progettuali o la sintesi di indicatori. Essi sono per loro natura un insieme informativo aperto che può essere integrato in funzione di nuove esigenze di rappresentazione.
Gli strati degli edifici (pubblici ed edifici privati), contengono l’informazione disponibile sugli edifici (le schede) che costituisce la base per l’interazione con gli attori interessati. Elemento centrale da definire nella ricerca è la procedura che permette il passaggio dalle informazioni “ricavate per tipo” a tutti gli edifici del contesto. Essa può essere una semplice assegnazione del tipo di appartenenza ad ogni edificio, oppure si può sviluppare un vero e proprio modello energetico urbano. Un aspetto di interesse è la definizione di una procedura di collegamento tra l’informazione geografica, tipicamente gestita con strumenti GIS, e quella tridimensionale relativa al singolo edificio che entra nel campo dei BiM. In particolare si deve
definire: il tipo di integrazione tra i due strumenti (complementari, parzialmente integrati, o totalmente integrati), il livello di dettaglio adottato (LoD 1, 2, 3) e, naturalmente, la procedura di generalizzazione adottata.
Esistono numerosi set di indicatori sviluppati per la misura delle componenti della sostenibilità urbana (Hiremath, 2013), inoltre si è avuta una notevole diffusione di protocolli di certificazione ambientale che utilizzano indici aggregati multi disciplinari volti a favorire il confronto tra diverse realtà e la diffusione di buone pratiche (GBC LEED, ITACA). Tuttavia molti di questi approcci potrebbero richiedere risorse non compatibili con le finalità del caso studio, o semplicemente non essere particolarmente centrati e significativi per il contesto locale. Perciò nell’ambito della ricerca si dovrà scegliere se adottare un protocollo di riferimento consolidato (nazionale o internazionale), che ha il pregio di inserire la città nel dibattito sovralocale, oppure sviluppare un set di indicatori locale che punti alla semplificazione ed alla specificità (Mascarenhas, 2010).
La terza fase sarà incentrata sulla definizione ed implementazione dello strumento di rappresentazione e condivisione delle informazioni basato su una infrastruttura web multi utente (portale dedicato WebGIS / GEOBlog) capace di coinvolgere i diversi tipi di attori interessati al processo di efficientamento del patrimonio. Essa si configura come l’interfaccia che gli utenti possono utilizzare per esplorare ed utilizzare per consultare l’informazione ma anche fornire il proprio feedback e contributo. Il fulcro di questa fase è l’individuazione degli attori coinvolti e dei loro principali interessi su cui definire i contenuti informativi e la struttura delle interfacce di dialogo, è necessario, inoltre, definire una appropriata metodologia partecipativa utile alla sperimentazione dello strumento.
Figura 1 | Schema generale della ricerca.
Fonte: elaborazione dell’autore. Il contesto di Carbonia
Carbonia è una città di fondazione edificata durante il regime fascista (1938) a supporto delle attività mineraria della Grande Miniera di Serbariu. Si tratta di uno dei centri principali della Sardegna Sud – Occidentale (circa 28200 ab. ISTAT 2018), che, dopo la chiusura delle attività minerarie, è caratterizzato da una forte depressione economica e da una constante emorragia di popolazione delle classi di età giovanili (decremento annuo circa 0,5-1,0%), (Figura 2). Alcune parti della città storica e delle aree periferiche sono caratterizzate dalla quasi totale assenza di giovani (pop 0-14 anni ISTAT 2011), le aree più popolose si attestano su un alto valore di indice di vecchiaia (300 – 400). Il territorio è caratterizzato da una diffusa qualità paesaggistica ed ambientale che si combina con i segni della passata attività
mineraria (Cave, EX miniera di Serbariu) (Figura 3). Tutta l’area è considerata un bene identitario di insieme (area della Organizzazione Mineraria ex artt. 5 e 9 N.T.A del PPR2006) e la maggior parte del centro urbano ricade nel Centro di Antica e Prima Formazione (CAPF). La quasi totalità del patrimonio edilizio risulta utilizzato (circa il 96%, ISTAT 2011) e di esso circa 86% è residenziale. Più del 70% delle residenze è realizzato in muratura portante, ed il 50% di esse è precedente al 1945 (ISTAT 2011), perciò può essere considerato storico. Vi è una bassa incidenza di abitazioni in proprietà (circa il 70% nel 2011 e il 60% nel 1991) in rapporto con la media regionale (circa 80% ISTAT 2011). Circa il 40% della popolazione (ISTAT 2011) risiede in edifici del nucleo di fondazione, ma la maggiore densità abitativa è presente lungo le direttrici sud – occidentale e sud orientale ed a nord ovest dove è presente il patrimonio edilizio è più recente (figura 4). Nel complesso il 20% degli edifici ad uso residenziale versa in mediocri condizioni di conservazione, mentre la zona nord del CAPF mostra una forte incidenza di abitazioni vuote ed in cattivo stato.
I caratteri costruttivi degli edifici della fondazione sono bene documentati (Sanna, 2009) e l’amministrazione comunale è provvista di piani urbanistici con corpose parti conoscitive (piani particolareggiati, piano generale, …). L’analisi si svolgerà tramite un audit energetico semplificato (diagnosi
preliminare) di alcuni edifici campione presi per intervallo di età (figura 4) e per tipologia edilizia finalizzate
ad esplicitare le caratteristiche ricorrenti (strutture, impianti, uso, degrado, …).
Lo studio degli edifici pubblici si basa sulla documentazione resa disponibile dalla Amministrazione Comunale e su audit più approfonditi (diagnosi standard) di alcuni edifici rappresentativi. L’amministrazione ha iniziato da alcuni anni la raccolta sistematica della documentazione tecnico-progettuale degli edifici da loro gestiti ed il monitoraggio dei consumi elettrici (Figura 5). Gli edifici scolastici incidono circa il 40% dei consumi, gli uffici e gli edifici adibiti alla cultura (musei, biblioteche, teatro, ...) il 20% rispettivamente; gli altri settori si dividono il restante. Incrociando questi dati con le epoche di costruzione si stanno individuando le tipologie di edifici più rappresentativi del patrimonio pubblico, e si stanno eseguendo delle diagnosi energetiche al fine di studiarne le caratteristiche ricorrenti su diversi aspetti relativi al sistema edificio - impianto e profilo d’uso (Figura 6). In questa sede non si presentano le diagnosi svolte, si riportano brevemente alcuni risultati generali utili a ad indirizzare lo sviluppo della metodologia:
• il data base comunale presenta mancanze e disomogeneità nella documentazione disponibile; • spesso non si hanno serie storiche dei consumi sufficientemente complete e separate per servizio; • mancano i dati dei vettori energetici non elettrici largamente utilizzati per il riscaldamento;
• alcuni edifici sono utilizzati al di sotto delle loro condizioni di comfort, ciò non permette di valutare correttamente le potenzialità di retrofit.
In questo caso non si sviluppa un elenco di tipologie edilizie, ma l’approccio è indirizzato a sperimentare una metodologia per ricavare un profilo informativo minimo definito per tipo di uso dell’edificio (Scuole, Uffici, Musei, Biblioteche) basato su una procedura standard di diagnosi energetica e sulla impostazione di semplici sistemi di monitoraggio dei consumi e di coinvolgimento dei fruitori dell’edificio.
Figura 2 | Sintesi dell’analisi demografica.
Figura 3 | Contesto Paesaggistico.
Fonte: Geo Portale RAS, http://www.sardegnageoportale.it/
Figura 4 | Sintesi dell’analisi del patrimonio edilizio.
Fonte: ISTAT, 15° Censimento della popolazione e delle abitazioni 2011, http://demo.istat.it.
Anno costruzione Descrizione tipologia Localizzazione prima del 1919 Case tradizionali realizzate con materiale
lapideo locale e terra cruda sono presenti alcuni esempi nella zona sud del centro urbano e nelle campagne
tra il 1919 ed il 1945 Sono le tipologie di case realizzate per la
fondazione della città Prevalentemente ricomprese nel CAPF
tra il 1946 ed il 1990 È un gruppo eterogeneo per materiali (muratura portante, strutture in CA,..) e
tipologie edilizie (villette, edifici
multilivello, ..)
Si concentrano nella parte sud della Città ma sono presenti un po’ in tutto il centro urbano
tra il 1991 ed il 2005 Si tratta principalmente dei quartieri nuovi della città.
Si concentrano su due aree specifiche della città a sud - est e nord - ovest del CAPF
dopo il 2005 edifici nuovi con performance energetiche
Figura 5 | Consumi elettrici del patrimonio pubblico
Fonte: elaborazione dell’autore dal DB “Consumi” di Carbonia
Figura 6 | Processo di Audit Energetico.
Fonte: elaborazione dell’autore. Conclusioni
In questo contributo si è presentato l’approccio generale della ricerca, alla luce del quadro teorico generale e nel contesto di studio. La ricerca sta definendo e sperimentando alcune procedure di diagnosi energetica adeguata alle finalità della ricerca sviluppando dei casi studio per edifici pubblici e per edifici residenziali. Inoltre si sta lavorando sulle modalità di sintesi dei risultati per la creazione dell’abaco degli elementi edilizi e della scheda dell’edificio.
La città di Carbonia si candida per essere un contesto privilegiato per la sperimentazione di una simile metodologia perché è caratterizzata da un patrimonio immobiliare piuttosto omogeneo e da una PA interessata alla gestione di qualità del territorio in quanto ancora coinvolta in un importante progetto di valorizzazione del territorio che ha ottenuto il premio Europeo del Paesaggio (ed. 2011).
Alla luce dei risultati di questa prima fase si appronteranno aggiustamenti e precisazioni al framework presentato e si procederà alle fasi successive che, prima di arrivare alla vera e propria implementazione dello strumento, riguarderanno principalmente i seguenti aspetti:
• definizione delle procedure dell’Energy Modelling, ossia l’integrazione tra l’informazione sviluppata per tipo e la dimensione geografica;
• studio di un eventuale sistema di monitoraggio (consumi e comfort) a basso costo per gli edifici della PA, che supporti anche la dimensione geografica del dato;
• adozione di un set di indicatori per la rappresentazione sintetica del contesto e definizione delle procedure per il loro calcolo e rappresentazione;
• identificazione delle tipologie di attori locali da coinvolgere ad inizio del processo partecipativo atto a definire i contenuti delle interfacce di feedback dello strumento.
0 200.000 400.000 600.000 800.000 1.000.000 1.200.000 KWh a n n u i Consumi 2017 Consumi 2016 Consumi 2015
Attribuzioni
L’impostazione della ricerca e i testi sono da attribuire a Stefano Pili; Francesco Poggi ed Eusebio Loria hanno contribuito alla raccolta e analisi dei dati; Caterina Frau è la responsabile del gruppo.
Riferimenti bibliografici
Girard L. F. (2013), “The cultural base of cities for improving their resilience, creativity and sustainability”, in Coletta T. (a cura di), The role of the integrated conservation of cultural heritage for a creative,
resilient and sustainable city, ACTA of the ICOMOS-CIVVH Symposium Naples 2012, Franco Angeli, Milano,
pp. 17-24.
Hiremath R. B. et alt. (2013), “Indicator-based urban sustainability—A review”, in Energy for Sustainable
Development, no.17, pp. 555–563.
Keirstead J. et al. (2012), “A review of urban energy system models: Approaches, challenges and opportunities”, in Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 16, pp. 3847– 3866.
Mascarenhas A. et al. (2010), “The role of common local indicators in regional sustainability assessment”, in Ecological Indicators, no. 10, pp. 646–656, doi:10.1016/j.ecolind.2009.11.003
Sanna A., Peghin G. (2009), Carbonia. Città del Novecento Guida all'architettura moderna della città; Skira, Milano Swan L. G., Urgursal V. I. (2009), “Modeling of end use Energy consumption in the residential sector: A
review of modelling techniques”, in Renewable & Sustainable Energy Reviews, n.13, pp. 1819–1835. Sitografia
Documentazione sul premio del paesaggio
http://www.premiopaesaggio.beniculturali.it/edizione2010-2011/ Open Data http://demo.istat.it/archivio.html http://dati-censimentopopolazione.istat.it/Index.aspx http://www.sardegnageoportale.it/navigatori/ http://www.comune.carbonia.ci.it/urbiportal/ Ringraziamenti
Questo lavoro è stato realizzato nell’ambito della “Ricerca di Sistema Elettrico” finanziata dal Ministero dello Sviluppo Economico CUP: I34I19005780001.