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Torre fumaria a convezione naturale vorticosa de l'inventore Antonio Leonardo Vulcano

http://www.premioinnovazione.legambiente.org/edizioni/2003/schede/64.html
Brevetto Italiano per invenzione industriale N° 0001312831 http://www.uibm.gov.it/dati/Avanzata.aspx
Data Brevetto : 24 maggio 2002. Data Deposito : 13 luglio 1999

Progettista : Antonio Leonardo Vulcano

Presentazione dell'innovazione
L'invenzione è volta a risolvere i problemi tecnici relativi alla generazione di vento artificiale, realizzandolo all’interno di una struttura metallica cilindrica sfruttando la differenza di densità esistente fra una miscela di aria e fumi in uscita da particolari processi industriali ed una corrente d’aria raffreddata mediante evaporazione di acqua nebulizzata in cima alla struttura. La corrente di vento predisposta a vortice è finalizzata alla produzione di energia elettrica mediante un’opportuna turbina eolica ed un generatore elettrico.
Descrizione dell'innovazione
L'impianto progettato sfrutta la differenza di densità che si crea fra due correnti gassose: la prima ottenuta per raffreddamento dell’aria mediante evaporazione di una portata di acqua a bassa temperatura diffusa mediante migliaia di ugelli nebulizzatori, posti in cima ad una struttura metallica cilindrica e costituente un involucro, portando l’aria fino quasi al raggiungimento delle condizioni di saturazione alla sua temperatura di bulbo umido, e la seconda costituita da una miscela di aria e fumi, a temperatura più elevata. I fumi possono derivare da cascami di processi industriali (anche dai turbogas o dai generatori di vapore di centrali termoelettriche). Diversamente dal progetto di Dan Zaslavsky relativo alla "Torre del vento" nel deserto del Negev (Israele) nella quale si sfrutta la differenza di densità fra aria raffreddata mediante evaporazione di acqua ed aria dell'ambiente esterno molto calda e secca, rendendo la struttura adatta solo ai climi desertici, l'idea proposta tende a sfruttare una corrente calda opportunamente predisposta o addiveniente dai già menzionati processi, i quali scaricano masse gassose a temperature molto più elevate rispetto a quella dell’aria esterna, costanti nell’arco della giornata e non soggette a variazioni stagionali. Il vantaggio è che l'impianto può essere impiegato anche in climi moderati, non richiedendo particolari condizioni climatiche di aria caldo-secca (temperature di bulbo umido basse), risultando così indipendenti da queste. Si vengono così a creare due tipi di corrente: una calda, ascensionale, ed una fredda, discendente; quest'ultima è quella sfruttabile per la produzione di energia elettrica. Il progetto proposto prevede la generazione di un moto elicoidale, "a vite", per la corrente discendente fredda, che, nella discesa, acquisterà una crescente velocità rotazionale. Il moto rotatorio viene predisposto dalla cima della struttura, che protegge le correnti generate, avviato e periodicamente alimentato sfruttando l’ingresso di vento naturale esterno introdotto mediante opportuni canali posti sulla superficie esterna della struttura nella parte superiore, aventi forma tale da conferire, al momento dell’immissione all’interno della struttura stessa, una prevalente velocità circonferenziale, tangente alle traiettorie circolari delle correnti, ottenute mediante proiezione sul piano orizzontale delle traiettorie elicoidali. Per la corrente ascensionale calda sarà innescato anche un moto elicoidale ascensionale attorno alla corrente discendente fredda e nello stesso senso di rotazione, in conseguenza dello stesso moto rotazionale della corrente discendente. L’uscita della massa di gas caldi viene predisposta lungo l’involucro della struttura mediante canali di ripresa situati ad un livello più basso rispetto alla zona di ingresso del vento ausiliario esterno. Per facilitare l’immissione in detti canali è possibile disporli in maniera tale che essi formino una superficie di separazione, ancorata alla struttura, avente la forma di un iperboloide di rotazione tendente a restringersi verso il basso. L'energia cinetica dovuta alla velocità della corrente discendente verrà convogliata da una camera cilindrica posta alla base, indirizzandola verso un’apposita turbina, in grado di sfruttare la componente di rotazione oltre a quella verticale. La turbina è connessa ad un generatore elettrico per la conversione dell’energia meccanica ottenuta dalla turbina in energia elettrica. Sono possibili problemi di inquinamento dell’acqua condensante dall’aria umida in uscita dalla turbina, da ovviare con specifici trattamenti antinquinanti, tali da rendere questa acqua non nociva per l’ambiente. E’ possibile far funzionare l’impianto anche senza l’ausilio della corrente di fumi, anche se con minori prestazioni e con una forte dipendenza dalle condizioni climatiche.

Benefici ambientali
L'innovazione è rimasta a livello di prototipo a causa dell'indisponibilità di fondi necessari alla realizzazione di un impianto anche dimostrativo

Altri benefici ambientali?

Minor consumo energie non rinnovabili: Si

Diminuzione scarichi inquinanti: Si

Riduzione rifiuti prodotti: Si

Ricorso energie rinnovabili: Si

Minor consumo materie prime: No

Ricorso a risorse locale: Si

Miglior uso infrastrutture esistenti: Si

Minor ricorso a trasporto e logistica: No

Valutazione dell'impatto dell'innovazione sul sistema
L'impianto potrebbe incontrare problemi di impatto visivo, viste le sue dimensioni, anhe se possono essere previste realizzazioni di dimensioni contenute. L'impatto ambientale è paragonabile a quello delle fattorie eoliche. La producibilità di energia elettrica da fonte rinnovabile potrebbe di sicuro fornire una positiva ricaduta per la minore emissione di scarichi inquinanti derivanti da combustibili fossili impiegati per una pari produzioni di energia.

Altri attori sociali coinvolti per la promozione e lo sviluppo dell'innovazione
L'attore principale da coinvolgere è rappresentato dall'ENEL GreeenPower S.p.A., specie nella fase di promozione dell'innovazione, mentre nel suo sviluppo è da individuare la collaborazione dell'ENEA, ente specificatamente indirizzato allo sviluppo delle fonti rinnovabili.

Politiche di comunicazione ambientale e sociale adottate
Contatti e proposte di collaborazione con Edison SpA, Ansaldo SpA, IWT SpA, ENEL SpA.


Solar Chimneys, Vortex, Energy Towers
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