ENERGIA MARINA E DIFESA DELLE COSTE MARINE ENERGY

STES: Ventura, P., Palmarocchi, M., “Energia marina e Difesa delle coste”
ENERGIA MARINA E DIFESA DELLE COSTE
MARINE ENERGY AND SHORE PROTECTION
Ing. Pierfranco Ventura, Ing. Manlio Palmarocchi*
* www.stesecoetica.it
SOMMARIO
Nuove turbine a galleggiamento indifferente possono trasformare l’energia marina tramite barriere
sottocosta che consentono, al posto dei ripascimenti artificiali e delle scogliere, la riconversione
della difesa dei litorali e la ricostituzione dell’ecosistema marino.
ABSTRACT
New indifferent floating turbine can convert marine energy by inshore reefs which allow, instead of
the artificial nourishment and cliff, the conversion of coastal protection and the reconstitution of the
marine ecosystem, specially by seagrass rooting.
Parole chiave: turbine, galleggianti, barriere, ripascimenti, scogliere.
Key words: turbines, floating, reefs, nourishments, cliffs.
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Si propone di riconvertire la difesa tradizionale delle coste tramite barriere di turbine
mesogalleggianti che, posizionate a pettine a qualche centinaio di metri dalla costa, producono
energia marina dalle correnti superficiali, depotenziando le velocità dei flussi in arrivo verso i
litorali e favorendo nel contempo la deposizione della sabbia in sospensione e il ripascimento
naturale del fondale interessato, fenomeno non attuabile con i convertitori di energia offshore.
Le turbine brevettate sono costituite da pale fissate ad un galleggiante a trottola (fig. 1) in modo
da essere in equilibrio indifferente in acqua e quindi girare alle minime correnti con spinte e
rendimenti ben maggiori dell’eolico e costi, specie in fondazione, ben minori dell’eolico offshore.
Le turbine, o meglio giranti ad asse verticali con dinamo alla sommità, sono fulcrate
coassialmente su steli fondati su pozzetti prefabbricati cilindrici vibroinfissi (fig. 2) in modo da
auto-zavorrarsi con la sabbia del fondale. I nuovi convertitori di energia marina consentono sia di
produrre elettricità durevolmente anche con correnti a bassa velocità sia di ridurre le velocità
eccessive adottando interassi fra gli steli delle barriere di difesa maggiori di quelle olandesi fisse.
La ricerca innovativa riguarda per gradi il numero, forma, estensione, curvatura a tazza,
concavità/convessità, livelli delle pale, iniziando dalle misure correntometriche e della simulazione
fluidodinamica, per valutare l’efficienza delle turbine e l’economia delle barriere.
In particolare si possono utilizzare, anziché gli acciai, materiali compositi fibrorinforzati,
impiegando anche prodotti da riciclo alla luce delle specifiche ricerche innovative.
Si evidenzia che le barriere sono ubicate in una fascia dal litorale ove le onde pulsanti solo
verticalmente offshore si sono trasformate in correnti orizzontali inshore efficaci per produrre
energia elettrica e sufficientemente smorzate per evitare le erosioni in eccesso del fondale.
Tale particolare ubicazione si trova dopo la fascia di calma dalla “chiusura” offshore/inshore ove
si è innescata la predetta trasformazione, per cui le turbine non subiscono gli effetti dannosi delle
mareggiate in quanto queste si innescano dopo la stesa delle barriere: ciò consente una contenuta
manutenzione delle turbine che possono sfruttare correnti anche a bassa velocità ma durature.
Il brevetto serve soprattutto per innescare iniziative imprenditoriali sulla produzione di energia
marina e dare luogo inizialmente ad una Ricerca per la realizzazione di prototipi in vera grandezza
in modo da tarare l’efficienza di nuove giranti sottocosta e successivamente sviluppare la difesa
“morbida” delle coste con innovative stese di turbine in barriere sfalsate energizzate.
Il controllo antierosione e l’installazione delle barriere sono più semplici se la stesa protegge una
baia fra due promontori (fig. 2), mentre è più articolata se difende una costa rettilinea, specie nei
riflessi delle correnti litoranee (fig. copertina).
L’utilizzo dell’energia rinnovabile, dalla trasformazione dell’energia delle onde offshore in
correnti marine inshore, è proposto soprattutto per contenere le spese attuali per la difesa delle
coste, riconvertendole in nuove tecnologie ecologiche, non sostenute solo da incentivi eccessivi,
come verificatosi in passato in Italia.
Particolarmente interessante è l’imitazione delle barriere coralline realizzando barriere artificiali
frangicorrenti (dissipazione specie delle correnti superficiali più che frangiflutti) che producono
energia elettrica rinnovabile a sostegno degli investimenti e delle manutenzioni.
A fine vita delle turbine le barriere continuano a funzionare come quelle fisse e possono essere
ripristinate tramite riciclo senza rifiuti, nei decenni inoltre le praterie marine possono attecchire e
proteggere definitivamente il fondale, ripristinando la difesa naturale.
Le difese e manutenzioni attuali sono tradizionalmente incentrate sui ripascimenti artificiali, con
sabbie prelevate a largo spesso limose, sistematicamente asportate dalle mareggiate invernali, e
sulle scogliere emergenti vicine alle spiagge che al crescere delle traversie sconvolgono
ulteriormente il fondale sopraflutto ed i tratti di litorale adiacenti non protetti.
L’innalzamento del livello del mare a causa dei cambiamenti climatici in atto richiede inoltre di
sopraelevare le spiagge per evitare che siano sommerse, con gravi perdite economiche.
Urge pertanto una Conversion of beach Nourishment nei Lavori Marittimi per la Difesa delle
coste preventiva, specialmente in relazione all’innalzamento del livello dei mari.
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Riconversione dei costi dei ripascimenti e delle scogliere emergenti per la difesa delle spiagge e
relativa manutenzione periodica in investimenti difensivi connessi a turbine per la produzione di
energia elettrica ammortizzabile già con 1 MW per anno a chilometro sottocosta.
Transizione da fossile a rinnovabili graduale per trasformare e incrementare i posti di lavoro in
particolare anche quelli indotti.
Efficienza e durata in esercizio delle turbine galleggianti, di semplice costruzione, è
verosimilmente conveniente e rapidamente controllabile con una Ricerca su pochi prototipi.
Si ottiene poi il contenimento della produzione di CO2 e accumulo di sabbia sul litorale per
arginare l’innalzamento del livello del mare in atto a causa dei cambiamenti climatici che sono
previsti dall’ONU (IPCC) superare varie decine di centimetri entro i prossimi decenni.
Le turbine ubicate sottocosta risentono poco delle mareggiate in quanto ricadono dopo la fascia)
ove l’energia stazionaria del moto ondoso offshore si trasforma, sul basso fondale, in correnti
inshore orizzontali; in ogni caso lo stelo di sostegno è progettato per resistere a tali eventi.
Riattecchimento delle praterie marine con il ripristino dell’ecosistema tramite lo sviluppo della
posidonia e il ripopolamento ittico lungo le fasce di 300 ÷ 500 m dal litorale protette dalle barriere
artificiali proposte, utilizzabili anche per le colture di mitili, e assimilabili alle barriere coralline.
Sul livello del mare rimane visibile solo la serie di boe rosse illuminate sulle teste delle turbine,
collegate in barriere ove si produce energia che va poi a terra, in modo da delimitare la “no fishing
zone” interrotta solo nei passaggi dedicati alla nautica da diporto.
Eliminazione dei prelievi di sabbia con sorbone sui fondali a largo per ripascimenti artificiali.
Eliminazione delle scogliere emergenti e delle ricariche con i massi (primaverizzazione dopo le
mareggiate) consentendo la riqualifica del paesaggio, evitando di bloccare le alghe da
eutrofizzazione e favorendo il disinquinamento.
Le turbine funzionano anche in emergenza in caso di terremoto in quanto sono assimilabili ad
oscillatori semplici antisismici, presentano infatti una massa nulla in sommità essendo
mesogalleggiante e pertanto un periodo proprio nullo lontano dalla risonanza nello spettro marino.
Disponibilità ulteriore di energia sia lungo i litorali che nei porti come pure tramite attracchi
lungo le barriere per la nautica da diporto in transito, specialmente con sviluppo dei moderni sistemi
di energy storage ed evitando il sovraffollamento estivo dei porti.
Aumento della sicurezza notturna tramite l’illuminazione permanente delle barriere.
La barriera difende poi i bagnanti; si può sviluppare il turismo subacqueo per visitare le turbine,
allestendo anche tratti della barriera a parco giochi e fish-watching.
Sviluppo di nuovi posti di lavoro nei campi dell’elettromeccanica (tubi dei pali-briccole per le
turbine), nautica (trottole delle giranti), opere marittime, formazione e gestione in manutenzione e
sicurezza delle coste, acquacoltura dei mitili.
Le barriere possono anche controllare con reti l’immondizia e gl’inquinanti per garantire
efficientemente le bandiere blu ai turisti; inoltre si possono alimentare le navi attraccate nei porti in
modo da evitare che inquinino con i motori accessi bruciando nafta.
Vanno aggiunti tutti i vantaggi economici indiretti specie della riqualifica ambientale e sanitaria.
Si evidenzia infine che le barriere proposte possono avere una vita in mare di 20 anni, con una
buona manutenzione sostenuta dalla produzione elettrica.
Con tali durate si costituisce in permanenza una sorta di barriera corallina naturale, anche con
l’ausilio delle reti con frange pesanti, e soprattutto si attua la ricrescita delle praterie marine e di
dune sommerse vegetate (matte) sul fondale protetto dalle barriere, in modo da consentire il
ripristino della difesa naturale delle coste, molto carente con i ripascimenti artificiali e le scogliere.
La durata dell’impianto è simile a quella del fotovoltaico o di altre rinnovabili ma non necessita
di smontaggi e gestione rifiuti, in quanto anche se non si rinnovano le turbine la barriera permane
staticamente come relitto lineare con incrostazioni e vegetazione a smorzare le correnti e difendere
il litorale dall’erosione e dall’innalzamento del livello del mare.
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FIG 1 TURBINE MESOGALLEGGIANTI PER BARRIERE CHE SIMULANO QUELLE CORALLINE
PLINTO IN C.A. SOLO PER I PROTOTIPI SPOSTABILI PER MISURE CORRENTOMETRICHE
FIG. 2 NUOVA BARRIERA DI TURBINE CON FONDAZIONI VIBROINFISSE AUTOZAVORRATE
E COLLEGATE ALLA BASE CON FRANGE DISSIPATIVE DELLE CORRENTI SUL FONDALE
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