QUESTIONI APERTE: ACQUA, SUOLO, ENERGIA, RIFIUTI, MERCATO
7.3 Gestione dell’ energia
Diminuire l’uso di energia è una sfida delle città, e come anticipato la Agricoltura Urbana può avere un ruolo nella riduzione effetto isola di calore, nel ridurre fabbisogno dell’edificio grazie a tetti verdi, pareti verdi, serre, altri sistemi verdi di schermatura, nel diminuire l’energia usata per i trasporti e lo stoccaggio degli alimenti, meno fertilizzanti (che per essere prodotti consumano energia) e sensibilizzazione dei consumatori.
L’immagine della città NY mostra come le temperature in aree asfaltate siano maggiori rispetto a quelle verdi: La agricoltura urbana contribuisce dunque specialmente se inserita in un sistema più grande di inverdimento urbano, con alberi e parchi.
Fig 7.3 NYC Surface Temperature fatta da la NASA Landsat alle 10:30 14 Agosto 2002, AA.VV (2012) “The Potential fo rUrban Agriculture in New York City Growing Capacity, Food Security, & Green Infrastructure “, Urban Design Lab at the Earth Institute Columbia University Edition urbandesignlab.columbia.edu
La agricoltura sul tetto, fatta con tetto giardino17 o con serre, riduce il fabbisogno energetico
dell’edificio per riscaldamento e raffrescamento. Il tetto verde conferisce massa, e aumenta l’inerzia termica della copertura oltre ad abbassare la trasmittanza del pacchetto, e le piante hanno il potere di : aumentare l’albedo del tetto, fare e ombra e abbassare la temperatura grazie al processo di evapotraspirazione.
Fig 7.4: paragone tra la trasmittanza U di un edificio con tetto verde ed uno cono una serra sul tetto. DELOR, M., (2011) Building-Integrated Agriculture Current state, potential energy benefits and comparison with green roofs, The University of Sheffield, E Futures
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Il tetto verde può svolgere la funzione di regolare il deflusso delle acque piovane: fungendo da volano idraulico in caso di forti precipitazioni evita la tracimazione delle reti fognarie riduzione 32% del runoff (studio del 2004 del City of Portland Office of Sustainable Development che ha stimato i vantaggi da allora fino al 2050 di coprire la Central Eastside Industrial Area con un tetto verde)
Inoltre ha la funzione di ridurre il fenomeno delle “Isole di calore” da 4 a 9 gradi (studio del 2004 del City of Portland Office of Sustainable Development che ha stimato i vantaggi da allora fino al 2050 di coprire la Central Eastside Industrial Area con un tetto verde )delle città (con vantaggi nella gestione energetica (ll tetto verde è inserito nei vari LEED e BREAM come strategia per la sostenibilità del costruito.) dell’edificio incrementando le prestazioni termiche dell’involucro e 6,5% (studio del 2004 del City of Portland Office of Sustainable Development che ha stimato i vantaggi da allora fino al 2050 di coprire la Central Eastside Industrial Area con un tetto verde )riduzione consumi di energia e nella gestione globale delle aree urbane) , filtra l’inquinamento dell’aria rimuovendo 155-310 tonnellate di inquinanti (studio del 2004 del City of Portland Office of Sustainable Development che ha stimato i vantaggi da allora fino al 2050 di coprire la Central Eastside Industrial Area con un tetto verde )e riduce l’anidride carbonica, raffredda l’aria per evapotraspirazione di vapore acqueo, favorisce l’insediamento di ecosistemi animali, riduce la trasmissione dei rumori all’interno dell’edificio.
I vantaggi di un tetto verde (Univesrity of Sheffield, Mini-project report summary of “ Current state of Building-Integrated Agriculture, its energy benefits and comparison with green roofs - Summary “ Milan Delor February 2011)sono evidenti quando viene integrato in un tetto poco isolato, mentre in un tetto già isolato non sono stanziali, pertanto sono utili per il retrofit. Lo stesso dicasi per le serre.
Anche le serre possono contribuire: in primo luogo posso isolare, e i loro sistemi di controllo climatico possono essere collegati e integrati a quelli dell’edificio per evitare sprechi. In inverno una serra sul tetto diminuisce il fabbisogno per il riscaldamento, perché riduce le perdite temperatura dal tetto. Inoltre le serre possono garantire calore tramite solar gains (in giorni anche freddi ma assolati) , contribuendo all’isolamento dell’edificio e alla riduzione del suo fabbisogno. Allo stesso tempo il surplus di riscaldamento dell’edificio può essere usato per la sera invece di essere sprecato18. Ottimo sarebbe posizionare su ristoranti, fornai, cucine o altre attività produttive che producono calore.
Fig 7.4 Edificio isolato (U: tetto = 0.4 Wm-2K-1, muri = 0.8 Wm-2K-1) Serra: 10mm doppi vetri policarbonato (U = 3.2, transmissivity = 72% ).
18 Per l’integrazione in ambito urbano la tecnologia idroponica risulta infatti la scelta più vantaggiosa. Un serra che introduca la tecnologia Idroponica a ciclo chiuso occupa 10-20 meno tempo e spazio e 5- 10 volte meno acqua dell’agricoltura tradizionale. Inoltre senza pesticidi, o prodotti fertilizzanti chimici. Una serra con tale tecnologia produce 50 -100 kg per metro quadro in clima temperato. Ogni ettaro di rooftop green house equivale a 10 ettari di terreno agricolo, e salva 75000 tonnellate di acqua per anno e reduce di circa 250 tonnellate la co2
Le serre idroponiche hanno inoltre i vantaggi della leggerezza data proprio dalla tecnologia di coltivazione, ed inoltre riducono i consumi energetici dell’edificio integrandosi con questo. Due esempi sono:
• Public Housing, Bronx, NYC: 1000 m2 sul tetto di un edificio di 6 piani gestiti da una cooperativa produce il 100% della richiesta delle 400 persone. Inoltre trattiene 750000 litri di acqua piovana, cattura 225000KWh di calore sprecato e riduce di 80 tonnellate di CO2 all’anno. Se si aggiungesse fotovoltaico il suo footprint sarebbe zero!
• Commercial Rooftop Farm, Queens, NYC: su un edificio esistente è stata costruita una commercial hydrponic rooftop farm: produce 30 tonnellate l’anno di prodotti, in 20 anni di vita utile risparmierà 4000 barili di petrolio rispetto a una serra tradizionale e conserverà80000 tonnellate di acqua. (Ted Caplow, Building Integrated Agriculture: Philosophy and Practice (2010) in Urban Futures 2030 Urban Development and Urban Lifestyles of the Future, Henric Boll Stiftung Publication series on ecology Volume 5 Edited by the Heinrich Böll Foundation 2010))
È opportuno valutare come la realizzazione di una serra urbana possa avere scambi termici con l’edificio ospitante traendo reciproci vantaggi Nei giorni caldi, con temperatura alta e bassa UR, esterna l’aria entra attraverso il pannello evaporativo o evaporative pad,18 aumenta la sua UR fino a raggiungere i livelli necessari all’interno della serra. L’aria umida si muove nella serra, prende calore, aumenta la sua temperatura e riduce la sua UR a livelli di confort per utenti, e cosi può essere mandata nell’edificio.
Ancora, se ben progettata, la serra tramite un sistema di apertura può stimolare l’effetto camino garantendo la ventilazione dell’edificio.
In inverno la serra intrappola il calore tramite l’effetto serra e può fornirlo all’edificio o quello guadagnato specialmente in estate può essere conservato ad esempio sottotetto e usato in inverno con pompe di calore geotermiche. Non si tratta certo di una soluzione semplice per la città esistente.
Viceversa eventuale calore in eccesso dell’edifico può essere fornito alla serra. Anche l’ossigeno fornito dalle piante può aumentare la qualità dell’aria dell’edificio, mentre ma co2 prodotta dagli utenti (o dagli impianti) può essere usata nella serra per la concimazione carbonica delle piante.
Una ricerca della University of Sheffiled (Univesrity of Sheffield, Mini-project report summary of “ Current state of Building- Integrated Agriculture, its energy benefits and comparison with green roofs - Summary “ Milan Delor February 2011) ha quantificato questo scambio. In primo luogo ha valutato il fabbisogno dell’edificio in termini di riscaldamento (fabbisogno- guadagni passivi). I risultati presentati prendono ad esempio la serra tenuta tra 18°c e 24 °, con l’edificio che ha bisogno di 8 ore di riscaldamento (calcolando il fabbisogno esclusi i guadagni solari e interni) (
“
The temperature data is monthly-averaged data from the period 1961-1990 for Greenwich from the Met Office and the solar radiation data is monthly-averaged data for London from the period 1966-1975, from the European Solar Radiation Atlas “Univesrity of Sheffield, Mini-project report summary of “ Current state of Building-Integrated Agriculture, its energy benefits and comparison with green roofs - Summary “ Milan Delor February 2011) tra al giorno con termostato su 18°C, con 0,5 cambi d’aria all’ora nell’edificio e 3 nella serra. Le dimensioni della serra sono Il diagramma mostra l’energia richiesta dalla serra e dall’edificio separati (blu) o combinati (rosso). L’ edificio di due piani di 2, 361m2 impronta si trova a Londra con una serra di area 361 m2 con rapporto di forma forma 5:3.L’effetto combinato garantisce risparmi di 19,500 kWh / anno, ovvero 13% del fabbisogno originario.
Fig 7.5 Edificio non isolato (U: tetto = 8 Wm-2K-1, muri = 2 Wm-2K-1) 10mm serra doppi vetri policarbonato (U = 3.2, transmissivity = 72% )
L’effetto combinato garantisce risparmi di 86,500 kWh/anno, 41% del fabbisogno originario All’interno della serra inoltre si può poi produrre inoltre bio gas utilizzando i rifiuti organici urbani che possono essere convogliati ad un bioreattore per produrre energia per la serra o per il costruito.
DELOR, M. (2011) “Mini-project report summary Current state of Building-Integrated Agriculture, its energy benefits and comparison with green roofs – Summary”
Fig 7.6 relazione serra-edificio
7.4 Il compost
Il 40% del cibo prodotto in fattorie e aziende agricole in USA come esempio non viene consumato,19 più di 8 miliardi di euro di cibo all’anno vengono gettati nella spazzatura.20
Il sistema rifiuti stesso non è sostenibile poiché richiede trasporti e smaltimenti che consumano energie e inquinano. Una buona parte dei rifiuti potrebbe essere riciclata e fare compost utilizzato
poi negli orti urbani, il che richiederebbe modifiche sistematiche al nostro sistema dei rifiuti.
Con la decomposizione biologica di materia organica su può concimare. Il compost si crea combinando rifiuti organici (piante tagliate, rifiuti alimentari) aggiungere elementi grossolani (pezzetti di legno). È un processo aerobico che ha cattivo odore, pertanto deve essere controllato. Perché sia una attività utile vi deve essere una buona domanda, attualmente chi fa il compost poi lo vende alle fattorie e alle aziende in campagna, ma anche la città potrebbe divenire un mercato, oppure farlo in città per chiudere un cerchio economico e di ecosistema. Il compost può essere usato anche per decontaminare i terreni ma questa è un’altra disciplina.
A livello urbano vi sono diversi approcci: dai “bins” (cestini chiusi) da mettere in giardino, a sistemi centralizzati che servono la città.
A Ny si è calcolato che 30% dei rifiuti residenziali e il 18% dei commerciali e il 12% di quelli municipali è compostabile, 21ed è dal 1993 che l’idea è analizzata a NY con il Compost Project che ha iniziato vari progetti pilota (di piccola scala, per quelli centralizzati servono più investimenti, e i costi comunque di trasporto non sono giustificabili), la cui maggiori difficoltà sono state nella partecipazione degli utenti che non separano correttamente i rifiuti.
Nel 2010 il NY City Council ha approvato 11 leggi locali sul tela del riciclaggio, ( NYC Recycling Laws) tra cui la Yard Waste Composting Law 22con l’obiettivo di installare compostaggi a scala di quartiere e regolamenti per separare i rifiutu derivanti dai giardini delle residenze. Il NYC Compost Project ha dato assistenza e aiuto tecnico a molte organizzazioni e community gardens, scuole o business per installare sistemi di piccola scala, e lavora con organizzazioni che promuovono queste azioni nei community garden locali. Per rendere il compost centralizzato e un business ci sono riflessioni circa la logistica e il trasporto da definire , e molte start-up stanno nascendo con diversi modelli di business. Ci sono livelli di compost diversi:
• on-site, a casa, nel proprio giardini • community composting
• on-farm composting.
• centralised composting units (all’aperto o in vaso che son più appropriati per via degli odori) Fare compost richiede comunque accorgimenti, se i rifiuti sono contaminati e non sono sicuri per l’uomo, soprattutto se si recuperano rifiuti di imprese commerciali e non residenze aumenta il rischio. Anche il compostaggio fatto male può mandare gas che può dar noi all’uomo
Ovviamente non è necessario che tutte le forme di agricoltura in città siano biologiche, me è nell’interesse di tutti limitare l’uso di prodotti che siano dannosi e pesticidi.
19 PoliCultura EXPO I_I5.e – Sistemi alimentari HOC-LAB (Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria,
Politecnico di Milano, Italia), basata su intervista di Paolo Paolini (febbraio 2014) a Prof. Mark Lapping Docente di Pianificazione e Politiche Pubbliche presso la Facoltà di Servizi ubblici Edmund S. Muskie della University of Southern Maine (USM), Portland, Maine, Stati Uniti d’America
20 http://www.expo2015.org Rapporto 2014 Waste Watcher - Knowledge for Expo
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