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Efficienza energetica e qualità dell’aria: l’integrazione passa dall’IoT

Efficienza energetica e qualità dell’aria: l’integrazione passa dall’IoT

L’efficienza energetica è un obiettivo prioritario per un’azienda, ma tanto quanto è importante l’energy saving, altrettanto lo è garantire in azienda un’opportuna qualità dell’aria: integrare il monitoraggio energetico e ambientale è oggi possibile con l’Internet of Things.

Perché è importante monitorare l’inquinamento dell’aria indoor? Ormai è assodata, come patologia di una certa diffusione, la Sindrome dell’edificio malato (Sick building syndrome) che si manifesta – spiega il Ministero della Salute – in un elevato numero di occupanti edifici moderni o recentemente rinnovati, dotati di impianti di ventilazione meccanica e di condizionamento d’aria globale (senza immissione di aria fresca dall’esterno) e adibiti a uffici oltre che scuole, ospedali e abitazioni.

Quali sono gli inquinanti dell’aria? Diversi: dalla CO2 ai composti organici volatili (VOC), dalle polveri sottili al radon. Quest’ultimo è particolarmente nocivo e si stima che in Italia circa 18,6 milioni di edifici siano potenzialmente a rischio radon, che si sospetta essere responsabile di circa 3.300 decessi ogni anno solo in Italia.

La qualità del luogo di lavoro è materia di legge. Il Decreto Legislativo 81/2008, il Testo Unico in materia di Salute e Sicurezza nel mondo del lavoro, dedicato alla prevenzione e tutela della salute negli ambienti di lavoro, sancisce la responsabilità del datore di lavoro di effettuare regolarmente la valutazione dei rischi a cui sono sottoposti i lavoratori e di predisporre le azioni necessarie per ridurli.

Efficienza energetica e qualità dell’aria: il ruolo dell’IoT

Abbiamo detto che oggi è possibile eseguire il monitoraggio energetico e ambientale in azienda grazie alle possibilità offerte dall’Internet delle Cose e dall’integrazione tecnologica.

Con Internet of Things ci si riferisce a un insieme di tecnologie in grado di collegare a Internet qualunque tipo di apparato. I sensori IoT permettono di acquisire dati più svariati: oltre ai consumi delle macchine, forniscono dati dettagliati e affidabili su parametri ambientali chiave quali umidità, temperatura, composti organici volatili, particolato e CO2, ovvero le più diffuse sostanze inquinanti l’aria.

Il rilevamento ambientale apre nuove possibilità di creare dispositivi più intelligenti che migliorano il nostro comfort e benessere e aumentano le possibilità di elevare l’efficienza energetica degli edifici residenziali, commerciali, industriali.

Una volta presenti i sensori, l’architettura di comunicazione del sistema conterà su gateway, che fungono da punti di collegamento tra il cloud e i controllori, i sensori e i dispositivi intelligenti. A sovrintendere il tutto ci sarà una piattaforma che gestirà ogni impianto, incluso quello HVAC.

Da qui in poi, l’integrazione tecnologica può avvenire anche attraverso Intelligenza Artificiale: un esempio è Enerbrain, startup italiana che ha messo a punto una soluzione basata sull’utilizzo di sensori per temperatura, umidità relativa, concentrazione di CO2, VOC e pressione atmosferica. I sensori comunicano con un cloud, nel quale risiede un algoritmo adattivo che permette di intervenire sulla regolazione degli impianti.

Oltre a soluzioni integrate, ci sono anche quelle integrabili, che consentono un monitoraggio della qualità dell’aria ancora più puntuale.

Un’altra realtà innovativa italiana, Nuvap, ha realizzato una soluzione IoT espressamente dedicata al monitoraggio degli inquinanti indoor. Si tratta di una piattaforma, denominata ProSystem, che conta anche su una gamma di dispositivi multi-sensori per il monitoraggio continuo di 26 parametri ambientali, accessibili in tempo reale, via web e via app. Il collegamento con altri sistemi, compresi quello di monitoraggio energetico, è possibile grazie al fatto che i dati integrabili in piattaforme e applicazioni di terze parti, tramite Application Programming Interface (API).

Questa soluzione, tra l’altro, aderisce pienamente ai requisiti della certificazione Well, che valuta il livello di qualità degli spazi interni attraverso un approccio olistico, che non guarda esclusivamente alla costruzione o ristrutturazione di edifici sostenibili allo scopo di minimizzare l’uso di risorse naturali, ma pone al centro dell’attenzione le condizioni di salute e benessere mentale degli individui.

Efficienza energetica e qualità dell’aria: i parametri da considerare

Occorre però partire dal problema, ossia l’inquinamento atmosferico indoor che è causa di patologie. Abbiamo accennato alla Sindrome dell’edificio malato, correlato spesso agli edifici di grandi dimensioni, che adottano impianti di ventilazione artificiale e di condizionamento. In essi si annidano inquinanti di natura fisica, chimica e biologica oppure si alterano i parametri microclimatici.

La composizione dell’aria indoor deve rientrare entro limiti precisi, ovvero requisiti standard di Qualità. Oltre alla presenza di VOC o altre sostanze, va considerato che un’umidità eccessiva influisce negativamente sulla temperatura effettiva, sia d’estate che d’inverno. Analogamente occorre evitare che gli ambienti siano eccessivamente secchi. Per questo un impianto di climatizzazione ambientale dovrebbe garantire un valore di umidità relativa compreso idealmente tra il 50% e il 60%.

C’è poi da considerare la ventilazione. Se eccessiva influisce negativamente sulle condizioni microclimatiche, aumentando eccessivamente la dispersione di calore dell’organismo, invece una ventilazione scarsa, oltre a favorire l’inquinamento indoor, riduce la dispersione termica dell’organismo. Un impianto per lavorare in modo ottimale deve garantire 3-4 ricambi d’aria all’ora con velocità dell’aria inferiore a 0,3 m/s nell’ambiente e 0,1 – 0,2 m/s sul posto di lavoro.

C’è poi la necessità di garantire una manutenzione puntuale e corretta: occorre infatti sostituire i filtri, pulire l’impianto ed evitare perdite nel circuito.

Qui entrano in gioco i sensori IoT, sempre più Internet of Everything per la loro ubiquità in termini di diffusione e di applicazione. Essi sono in grado di monitorare i diversi fattori di qualità dell’aria, il tasso di umidità, di CO2, di altri elementi inquinanti: una volta raccolti i dati, li invia al gateway i quali a loro volta comunicano i dati al server di rete, elaborandoli, analizzandoli e dando risposte in tempo reale e ai dispositivi in remoto. Così è possibile regolare la ventilazione, la qualità del ricircolo d’aria, monitorando i parametri e la vita stessa dell’impianto.

Il sistema HVAC è poi gestibile attraverso un BMS (Building Management System), sistema di controllo computerizzato che monitora e gestisce ogni apparecchiatura meccanica ed elettrica di un edificio: oltre alla ventilazione, l’illuminazione, l’alimentazione, il sistema di sicurezza e antincendio, rende possibile un management integrato degli impianti e un efficientamento energetico ottimale. Così è possibile contare su smart building, ossia edifici capaci di coniugare efficienza e intelligenza.

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Scritto da
Andrea Ballocchi