Universita C019/08 (POLIMI Bovisa)

POLITECNICO DI MILANO

Realizzazione di edifici destinati a laboratori integrati di Tecnologie e Processi Chimici e di Ingegneria Nucleare e delle Radiazioni, per il Dipartimento di Energia – sede Bovisa (Mi) Campus La Masa – Lambruschini

IL CAMPUS BOVISA – LA MASA

Gli ampliamenti del Campus, con l’area ex Broggi a nord e l’area ex Origoni a sud, realizzano un complesso organico, che progressivamente si orienta verso la completa apertura e il collegamento con il quartiere e con l’area metropolitana. In tale contesto storico-territoriale si colloca il nuovo complesso del Dipartimento di Energia, nel suo insieme definito Polo dell’Energia, e in particolare i Laboratori Integrati oggetto dell’appalto concorso, che assume così alti e rinnovati significati, costituendo rinnovato stimolo per la ricerca energetica in accordo con la tradizione storica territoriale e punto focale dell’intero Campus universitario per la sua centralità fisica e scientifico-tecnologica.

IL POLO DELL’ENERGIA

Il Polo dell’Energia si attua attraverso il potenziamento del Dipartimento di Energia, punto di riferimento per l'Ateneo, per il territorio lombardo, nazionale e internazionale, che riunisce le competenze di ricercatori nei settori energetico, elettrico, nucleare e chimico e che si caratterizza per l'impegno sul versante sperimentale. La struttura è composta da circa 100 docenti e altrettanti collaboratori tra tecnici, dottorandi e assegnisti di ricerca.

I tre edifici oggetto dell’appalto costituiscono il completamento del complesso destinato alle attività sperimentali e saranno destinati a “Laboratori integrati per gli aspetti delle tecnologie e dei processi chimici e dell’ingegneria nucleare e delle radiazioni”. Tali strutture costituiranno il nucleo del futuro Polo dell’Energia, che verrà realizzato con il contributo delle istituzioni e delle industrie.

 

I LABORATORI INTEGRATI

“Perseguire ricerche innovative e proporre soluzioni avanzate nel settore dell'energia non può prescindere da un significativo impegno nell'ambito sperimentale degli studi”, concetto valido per l'intera cultura politecnica e particolarmente per l'ingegneria dedicata alle questioni energetiche. I nuovi Laboratori integrati delle sezioni chimica e nucleare del Dipartimento di Energia rivestono quindi una importanza fondamentale, poiché consentono da una parte di rinnovare e ampliare gli attuali laboratori e le attrezzature, collocandole nel campus Bovisa, ovvero in stretta vicinanza e sinergia con gli altri laboratori ed edifici del nuovo Dipartimento; dall'altra avviano una sinergia interna di collaborazione tra le due sezioni Chimica e Nucleare del Dipartimento, evidenziata dalla presenza di un piano comune nel nuovo edificio laboratori.

La disponibilità di laboratori e attrezzature sperimentali rappresenta anche un punto di forza per la didattica di una moderna e avanzata scuola di ingegneria. I laboratori della sezione di tecnologie e processi chimici consentono di sviluppare ricerche su tematiche chiave del settore energetico, quali i processi di valorizzazione delle materie prime energetiche fossili e rinnovabili e di produzione di idrogeno, le nuove tecnologie di combustione e di conversione dell’energia, i sistemi integrati di trattamento fumi da sorgenti fisse e mobili nelle quali il Politecnico di Milano intende rafforzare la sua posizione già riconosciuta a livello internazionale. Inoltre i laboratori della sezione nucleare rappresenteranno la dotazione strutturale più nuova e completa, nel panorama nazionale, per le ricerche nel settore dell'ingegneria nucleare. Con tale nuova struttura solo il Politecnico di Milano, tra le università italiane, potrà offrire laboratori integrati che permetteranno di sviluppare la ricerca dalla radiochimica alle misure nucleari, dalla radioprotezione alla strumentazione elettronica.

EDIFICIO LABORATORI

Il progetto distributivo e funzionale proposto si basa su precisi elementi di flessibilità, adattabilità e razionalità, e prevede, ai singoli piani, le seguenti destinazioni specifiche.

 

PIANO TERRA - INGEGNERIA NUCLEARE

Al piano terra sono ospitati i laboratori di radioprotezione e migrazione contaminanti e radiochimica.

LABORATORIO DOSIMETRIA NEUTRONICA

In questo laboratorio si svolgono attività di ricerca di base e applicata relativamente all’utilizzo di rivelatori a tracce nucleari come rivelatori di particelle cariche pesanti. Le applicazioni si rivolgono alla dosimetria neutronica passiva, alla dosimetria passiva del radon e della progenie e in generale tutte le applicazioni in cui riveste un ruolo importante la misura di un flusso di adroni carichi. E' prevista anche una nuova linea di ricerca relativa all’utilizzo di diodi a semiconduttore a barriera superficiale utilizzati per dosimetria neutronica, del radon e per radiazione X e gamma. Il laboratorio opera in stretta collaborazione, oltre che con il laboratorio di Radioprotezione in cui si inserisce, anche con i laboratori di misure nucleari ed elettronica nucleare.

LABORATORIO RADON

Il laboratorio radon ospiterà tre camere a guanti per creare atmosfere a concentrazione nota di Rn. In tali camere si svolgono tarature di strumentazione attiva ed esposizione di dosimetri passivi. Sono inoltre a disposizione per attività di ricerca su nuovi rivelatori o per interconfronti; oltre che monitoraggio della concentrazione di gas radon tramite elettreti.

Il laboratorio potrà sviluppare un sistema per misure di esalazione da materiali da costruzione o ornamentali. Una camera climatica è di supporto a tale sistema per mantenere la temperatura controllata.

LABORATORIO CONTAMINAMETRI

Il laboratorio contaminametri svolge attività per la taratura e il controllo di uniformità di contaminametri. La strumentazione utilizzata consiste principalmente in una serie di sorgenti come raccomandato dalle norme ISO.

LABORATORIO DI DOSIMETRIA

Il laboratorio di dosimetria nasce a supporto di tutte le attività del dipartimento che richiedono un controllo dosimetrico (dosimetria personale e ambientale, rivelatori per tutti i tipi di radiazione). Il laboratorio può essere dotato di tutta l’attrezzatura per il confezionamento e la lettura di dosimetri a film badge (timbratrice, camera oscura, densitometri) e di dosimetri a termoluminescenza (stufe e lettore dosimetri). Per l’attività di irraggiamento delle curve di riferimento, si appoggia al centro SIT – settore Radiazioni Ionizzanti. Effettua inoltre un servizio di conteggio di contaminazione superficiale tramite smear test e di controllo su rivelatori GM, in particolare quelli messi a punto dal laboratorio di elettronica del CESNEF.

LABORATORIO SPETTROMETRIA GAMMA – RADIOPROTEZIONE

Costituito dai laboratori di Spettrometria, Rn e LCS, in cui si svolgono analisi in spettrometria gamma ad alta risoluzione per la caratterizzazione di materiali e rifiuti dal punto di vista del loro contenuto di radionuclidi gamma emettitori naturali e/o artificiali. Attività didattica: esercitazione nel corso di Ingegneria Nucleare “Radioprotezione”; analisi su matrici ambientali, campioni solidi e materiali radioattivi rinvenuti e/o di risulta da decommissioning di impianti nucleari. In tutti detti laboratori gli accessi saranno controllati e le vie di fuga allarmate.

LABORATORIO SCINTILLAZIONE LIQUIDA

Si svolgono analisi in scintillazione liquida per la caratterizzazione di campioni liquidi dal punto di vista del loro contenuto di radionuclidi alfa e beta emettitori. Attività didattica: esercitazione nel corso di Ingegneria Nucleare “Radioprotezione Applicata”; analisi su matrici ambientali, reflui liquidi, acque di falda, acque industriali/medicali di trattamento, liquidi da decontaminazione e/o da processi di trattamento sul combustibile nucleare.

LABORATORIO DI RADIOCHIMICA E CHIMICA DELLE RADIAZIONI

Si tratta di un laboratorio per la separazione di radionuclidi da combustibile nucleare spento, per la successiva trasmutazione, e per lo studio di matrici inerti idonee al confinamento di rifiuti nucleari. Vengono effettuate anche caratterizzazioni e trattamenti di matrici contaminate da radionuclidi, analisi di campioni ambientali o rifiuti da siti nucleari o industriali in esercizio o in fase di decommissioning. Serve anche per lo studio di applicazioni ed effetti delle radiazioni ionizzanti in ambito industriale e medicale e per lo studio di materiali e di dosimetri chimici innovativi. In tutti detti laboratori avranno accessi controllati e le vie di fuga allarmate.

LABORATORIO MIGRAZIONE CONTAMINANTI

Nel Laboratorio Migrazione Contaminanti si svolgono attività di ricerca di base ed applicata inerenti il trasporto di contaminanti in mezzi porosi e riguardanti lo studio sperimentale e la modellazione deterministica e stocastica dei processi (advettivi, dispersivi e di scambio tra le fasi) che governano il trasporto dei contaminanti in mezzi porosi e fratturati, artificiali e naturali. Il laboratorio disporrà di colonne sperimentali di varie dimensioni, di un lisimetro contenente sabbie silicee e argille di circa 1 m di lato, di uno spettrofotometro UV-Vis e di un rivelatore HPLC, oltre a strumentazione per misure potenziometriche, conduttimetriche e di radiazione gamma emessa da traccianti radioattivi. Il laboratorio potrà inoltre essere attrezzato con sistemi di misura di fotoni e neutroni veloci per attività didattica e di ricerca nell’ambito della salvaguardia nucleare.

PIANO PRIMO – INGEGNERIA ELETTRONICA

Al primo piano primo sono ospitati i laboratori di elettronica, misure nucleari e didattici oltre che a locali di servizio quali una officina/deposito, una sala frigoriferi, un ufficio dottorandi, una sala relax/ristoro e una sala riunioni.

LABORATORIO ELETTRONICA NUCLEARE E INDUSTRIALE

E’ dedicato al progetto e alla caratterizzazione elettrica di rivelatori di radiazione per le più svariate applicazioni, in particolare per i rivelatori innovativi allo stato solido; al progetto e caratterizzazione dell'elettronica di lettura ed elaborazione dei segnali nucleari, soprattutto per applicazioni di basso rumore, e della strumentazione elettronica per applicazioni nucleari e industriali.

LABORATORIO DI MISURE NUCLEARI

Tali spazi sono rivolti alla la progettazione e sviluppo di nuovi rivelatori per la caratterizzazione e la dosimetria di campi di radiazione tanto in ambito scientifico, presso Centri di Ricerca nazionali e internazionali, quanto in ambito industriale, energetico e medicale. Si effettua la messa a punto di tecniche di misura innovative per la dosimetria e la spettrometria neutronica e di altri campi di radiazioni.

LABORATORIO DI ANALISI CHIMICHE

Il laboratorio, comune alle due sezioni, sfrutterà le competenze di entrambe al fine di soddisfare le richieste analitiche di supporto sia alla ricerca di Dipartimento sia allo svolgimento di attività conto terzi. A questo scopo il laboratorio sarà attrezzato con apparecchiature per analisi chimiche, strumentali e spettroscopiche.

LABORATORI DIDATTICI

Sono previsti spazi per laboratori sperimentali a supporto dell’attività didattica delle sezioni che graviteranno sull’area Bovisa.

PIANO SECONDO – INGEGNERIA CHIMICA

Al piano secondo sono ospitati i laboratori di tecnologie e processi chimici, prevalentemente orientati allo sviluppo ed allo studio di nuovi catalizzatori e processi catalitici. La catalisi svolge infatti un ruolo preminente nelle applicazioni della chimica nel settore energetico. Le ricerche nell’ambito della catalisi richiedono un approccio multidisciplinare teorico e sperimentale. Quest’ultimo comprende aspetti sia di preparazione e caratterizzazione chimico-fisica dei materiali catalitici sia di determinazione delle loro prestazioni a fini ingegneristici. Allo scopo di coprire le diverse esigenze specifiche si prevedono le seguenti strutture.

LABORATORI DI PREPARAZIONE E FORMATURA DI CATALIZZATORI

Comprendono sia laboratori chimici equipaggiati per effettuare le operazioni necessarie alla preparazione ed all’attivazione di catalizzatori con adeguata composizione chimica sia laboratori fisici attrezzati con apparecchiature in grado di fornire ai catalizzatori le necessarie proprietà di forma geometrica anche complessa (es. monoliti a nido d’ape ampiamente utilizzati in applicazioni energetiche ed ambientali) e di stabilità termo-meccanica.

LABORATORI DI CARATTERIZZAZIONE CHIMICO-FISICA DEI CATALIZZATORI

Comprendono laboratori chimici e fisici equipaggiati con strumentazione adeguata alla determinazione delle proprietà meccaniche, morfologiche e di composizione chimica strutturale e di superficie di catalizzatori eterogenei.

LABORATORI DI PROVE DI ATTIVITÀ CATALITICA

Si tratta di laboratori chimici configurati per ospitare circuiti di misura di reattività da effettuare su catalizzatori in polvere e strutturati. Gli impianti di misura coprono diversi livelli di scala dal microreattore al semi-pilota e sono dotati di sistemi di analisi in linea per la determinazione della composizione di reagenti e prodotti. Gli impianti sono in grado di fornire sia indicazioni prestazionali sia dati adeguati per studi cinetici e di meccanismo da impiegarsi nella progettazione, mediante modelli matematici, di reattori industriali.

BLOCCO LABORATORIO IRRAGGIAMENTO

Il fabbricato contiene il Laboratorio di metrologia delle radiazioni ionizzanti (bunker - sala x e gamma) di competenza del Dipartimento di Energia e i locali per depositi bombole e rifiuti vari.

LABORATORIO DI METROLOGIA DELLE RADIAZIONI IONIZZANTI (BUNKER - SALA X E GAMMA)

Il laboratorio realizza campioni di riferimento, riconosciuti a livello internazionale, per le grandezze Kerma in aria, equivalente di dose personale ed equivalente di dose ambientale. Attività scientifica: supporto delle linee di ricerca degli altri laboratori CESNEF, in particolare modo per la caratterizzazione, a livello metrologico, di rivelatori. Attività didattica: Esercitazioni ai corsi di Laboratorio di Ingegneria Nucleare e “Applicazioni Medicali delle Radiazioni”. Attività conto terzi: si inserisce come Settore Radiazioni Ionizzanti all’interno del Centro Taratura Politecnico (centro SIT n. 104). Il laboratorio nel suo complesso, e in particolare la sala controllo, sarà collegato con un tunnel chiuso all’adiacente laboratorio di Radiochimica calda. Il laboratorio di Irraggiamento sarà dotato di proprio specifico cortile di servizio per accesso sia alla sala di Irraggiamento sia per accedere con materiali ai laboratori di Radiochimica.

BLOCCO LABORATORI PROVE DI ALTE PRESSIONI

L’edificio è un fabbricato è destinato ad ospitare il laboratorio alte pressioni di competenza di Ingegneria Chimica e uno spazio esterno recintato per tramoggia di azoto, oltre che il locale pompe olio e i depositi del Dipartimento di Meccanica.

LABORATORIO ALTE PRESSIONI

Si tratta di laboratori di Ingegneria Chimica per prove di attività catalitica configurati in modo da poter operare in sicurezza reazioni che richiedono pressioni elevate, come ad esempio la produzione di combustibili puliti a partire da gas di sintesi. Il tutto secondo una logica funzionale e di sicurezza che prevede sala controllo, celle prova, locali antideflagranti, aree stoccaggio bombole.

IMPRESE E PROGETTISTI

Nell'ambito dell'affidamento in appalto integrato per la progettazione esecutiva e L'esecuzione dei lavori, Ia Costituenda ATI (Associazione Temporanea di Imprese), composta da:

- ZH GENERAL CONSTRUCTION COMPANY SPA (Capogruppo)

- CEFLA SOCIETÀ COOPERATIVA (Mandante)

ha nominato il costituendo RTP

- STUDIO MONTANARI & PARTNERS SRL

- BMS PROGETTI SRL

- BMZ IMPIANTI SRL

RESPONSABILI DEL PROGETTO ESECUTIVO

arch. Gabriele Nizzi

Progettazione Opere architettoniche e civili, Coordinatore per la sicurezza

ing. Sergio Sgambati

Responsabile Progettazione Opere Strutturali

p.i. Gianluigi Tarabini

Responsabile Progettazione Opere Impiantistiche elettriche

ing. Alberto Eugenio Zambelli

Responsabile Progettazione Opere Impiantistiche meccaniche

arch. Antonio Montanari

Responsabile dell’Integrazione delle attività specialistiche

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