Cliente: ESANANOTECH
Progetto di Monitoraggio Ambientale e Energetico per Camere Climatiche Sperimentali
Realizzato da 2CMC per ESA NanoTech
Presso il laboratorio Nano materiali ESA di Parma, 2CMC – Cecchi & Cecchi Monitoring Consultants – ha curato la progettazione, la fornitura e l’installazione di un avanzato sistema di misura scientifico a supporto di un progetto sperimentale promosso da ESA NanoTech con supervisione e validazione di RINA. Il progetto nasce con l’obiettivo di confrontare in modo oggettivo e rigoroso le prestazioni di differenti tecnologie di riscaldamento: da un lato i sistemi tradizionali, quali pompa di calore e sistemi idronici (tra cui caldaia a gas metano), dall’altro gli innovativi sistemi radianti a base grafenica sviluppati da ESA NanoTech.
Per consentire questa comparazione è stato realizzato un sistema di monitoraggio completamente customizzato, in grado di acquisire, elaborare, archiviare e trasmettere dati di temperatura e umidità relativa dell'aria, nonché i dati relativi ai consumi energetici degli apparati di riscaldamento, 24 ore su 24 e 7 giorni su 7.
Il cuore del progetto: le camere climatiche
Le due camere climatiche, denominate "Idronic" e "Radiant", sono state installate fianco a fianco per garantire condizioni ambientali omogenee. Le strutture sono state equipaggiate con sensori ad alta precisione in grado di rilevare temperatura e umidità sia all’interno che all’esterno delle camere, oltre a misurare i consumi di energia elettrica, gas e calore generato. Per garantire la coerenza delle condizioni climatiche tra le due camere, è stata installata una tettoia che le protegge da agenti atmosferici diretti, come il sole o la pioggia.
La tecnologia di misura
Il sistema è costruito attorno a Datalogger scientifici CR1000X della Campbell Scientific, strumenti affidabili, precisi e adatti ad ambienti estremi, nonché rigorosamente caratterizzati dal punto di vista metrologico, capaci di garantire continuità operativa anche in condizioni critiche. I trasduttori utilizzati per la misura della temperatura dell'aria appartengono alla caterogia delle PT100, noti per l’elevata stabilità e accuratezza; vengono installati in array tridimensionali (normativa IEC 60068) e bi-dimensionali, distribuiti su pareti, pavimento e sottopavimento per mappare la temperatura in ogni punto dell’ambiente.
Un aspetto fondamentale dell’architettura progettuale è la sincronizzazione temporale dei dati. Entrambi i datalogger sono sincronizzati con il server NTP dell’Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRIM), al fine di garantire un'appropriata sincronizzazione temporale tra i due sistemi. Questo consente di confrontare in modo estremamente preciso l’andamento delle condizioni ambientali in ciascuna camera.
Controllo totale dell’ambiente
Il sistema di monitoraggio non si limita alla sola rilevazione di parametri fisici, ma include anche funzioni diagnostiche e di controllo. Sono stati integrati sensori per la rilevazione di apertura porte e finestre, oltre a sensori volumetrici per la presenza di persone o altri elementi disturbanti all’interno delle camere. Questo permette di identificare eventuali interferenze nei dati e garantirne l’integrità scientifica.
Inoltre, ogni componente è stato progettato per il minimo impatto energetico, in modo da non introdurre perturbazioni della temperatura nel contesto misurato. Per esempio, l’alimentazione dei sistemi utilizza dispositivi a basso consumo e cablaggi studiati per evitare l’effetto Joule, che avrebbe potuto alterare la temperatura dei trasduttori stessi.
Continuità e sicurezza
Per garantire continuità operativa anche in caso di blackout, ciascun sistema è dotato di un UPS (gruppo di continuità) con batteria tampone che assicura il funzionamento per almeno 24 ore. Anche la progettazione della sicurezza elettrica ha seguito i più alti standard normativi, con l’adozione di protezioni da sovracorrenti, interruttori differenziali e messa a terra conforme CE.
Applicazioni e valore scientifico
L’intero impianto è stato progettato secondo le normative tecniche internazionali IEC 60068 (per le prove ambientali), CEI 64-8, RoHS e RAEE, e consente a ESA NanoTech di raccogliere dati affidabili per la validazione scientifica dei propri sistemi a base grafenica.
Questo progetto rappresenta un esempio concreto di come tecnologie avanzate di misura e automazione possano supportare la ricerca e lo sviluppo di soluzioni energetiche innovative, contribuendo alla transizione verso edifici più sostenibili, efficienti e intelligenti.
Localizzazione del progetto
Parma, (44°46'06.07''N 10°19'49.43''E) in prossimità del Torrente Taro – condizioni ambientali ideali per lo studio dell’influenza dell’umidità naturale sui sistemi di riscaldamento.
Per maggiori informazioni sul progetto o per richiedere una consulenza tecnica
Scrivici a info@2cmc.it
