In rapporto all’utilizzazione dell’energia geotermica in Italia occorre preliminarmente operare una distinzione tra l’energia geotermica utilizzata per la produzione di energia elettrica e l’energia geotermica utilizzata per la produzione di energia termica. Infatti seppur complessivamente il nostro Paese si colloca tra i primi al mondo nell’utilizzazione dell’energia geotermica, occorre rilevare che risulta particolarmente importante la produzione di energia elettrica da fonte geotermica, mentre minore risulta la produzione di energia termica, ovvero l’utilizzazione diretta del calore geotermico. …leggi

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Tra il 1956 ed il 1960, nell’ambito di una campagna di sondaggi effettuati nella pianura Padana e rivolti all’individuazione di nuovi giacimenti di idrocarburi, in località Casaglia, nei pressi di Ferrara, venne scoperto un bacino sotterraneo di acqua calda giacente mediamente ad una profondità di circa 2000 metri, caratterizzato da una temperatura prossima ai 100°C. …leggi

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Nel quadro dei sistemi e delle tecnologie geotermiche una specifica trattazione meritano i sistemi a scambio termico con il terreno. In questo caso non si sfrutta il calore presente naturalmente nel sottosuolo, come accade ad esempio nel caso dei sistemi geotermici con serbatoi ad acqua dominante o a vapore dominante (vedere anche l’articolo “La tecnologia dei sistemi geotermici”), ma bensì viene attuato uno scambio energetico-termico con il terreno, prelevando o cedendo energia termica a seconda delle specifiche esigenze. Sistemi e tecnologie di questo tipo sono esclusivamente preposte alla produzione di energia termica per il condizionamento invernale degli spazi abitati o per il raffrescamento degli stessi. Il principio di funzionamento è fondamentalmente di semplice concezione: durante il periodo invernale il suolo viene utilizzato ai fini di riscaldare il fluido termico dell’impianto (acqua o aria), ovvero viene prelevata energia calorifica dal terreno attraverso lo scambio termico con questo; durante l’estate invece il fluido a bassa temperatura preleva il calore dall’ambiente e lo cede al terreno raffreddandosi. In entrambi i casi si ha una trasformazione termodinamica ottenuta attraverso un meccanismo ed un funzionamento cosiddetto a “pompa di calore”, ossia un meccanismo in grado di trasferire il calore da una sorgente più fredda verso una più calda, al contrario di quanto avviene normalmente in un circuito in cui il calore tende naturalmente a passare da un corpo od un ambiente più caldo verso un corpo od un ambiente più freddo.
Il terreno presenta dei livelli di temperatura maggiormente stabili, sia durante il periodo invernale che durante quello estivo, e ciò permette agli impianti a pompa di calore di raggiungere maggiori efficienze energetiche.
Lo scambio energetico con il terreno avviene mediante le cosiddette sonde geotermiche che posso essere di tipo verticale od orizzontale.
Gli impianti a sonde geotermiche verticali vengono utilizzati nei casi di spazio limitato nella zona e nelle adiacenze dell’edificio oggetto dell’installazione, e/o nei casi di elevata richiesta energetica.

Fig.1- Sonda geotermica verticale in fase di realizzazione con tubi di polietilene inseriti nel terreno per mezzo di perforazioni. Immagine tratta dal sito: www.geologiweb.it/specialeenergie.html

Tali impianti constano essenzialmente in una serie di perforazioni, il cui numero è calcolato in sede progettuale in funzione dello specifico fabbisogno energetico che si intende soddisfare, all’interno delle quali vengono collocate sonde costituite da un tubo ad “U”, normalmente in polietilene, che costituisce di fatto lo scambiatore. Le perforazioni, dal diametro usuale variabile dai 10 ai 20 cm, raggiungono profondità in genere comprese tra i 15 ed i 200 metri circa.
La capacità di scambio termico con il terreno varia in funzione delle specifiche caratteristiche geologiche e fisico costitutive del terreno stesso ed è mediamente stimabile intorno ai 4 kW per ogni 100 metri lineari di sonda.

Gli impianti a sonde orizzontali risultano meno costosi rispetto i precedenti in funzione della minore profondità di scavo e di perforazione del terreno. E’ sufficiente infatti posare i tubi di scambio ad una profondità compresa, in genere, tra 1 e 2 metri. Anche in questo caso la lunghezza ed il numero delle sonde da installare sono calcolati in sede progettuale in funzione dello specifico fabbisogno di energia da soddisfare. L’aspetto negativo di tale sistema è costituito dalla necessità di disporre di superfici di terreno sufficientemente ampie utilizzabili all’intorno dell’edificio per il quale si intende realizzare il sistema di scambio geotermico. La specifica capacità di scambio con il terreno risulta ridotta rispetto la tecnologia a sonde verticali, con una potenza di scambio stimabile al massimo nell’ordine dei circa 3 kW per 100 metri lineari di sonda.

Fig.2- Sonde geotermiche orizzontali in fase di realizzazione. Immagine tratta dal sito: www.geologiweb.it/specialeenergie.html

Domenico D’Olimpio

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I sistemi geotermici propriamente detti, ovvero quelli che sfruttano direttamente il calore presente nel sottosuolo (vedere anche l’articolo “Geotermia ed impianti geotermici”), possono essere classificati sostanzialmente in tre categorie, alle quali corrispondono tre differenti modalità tecnologiche di sfruttamento del calore geotermico:

- Sistemi geotermici con serbatoi ad acqua dominante
- Sistemi geotermici a vapore dominante
- Sistemi HDR (Hot Dry Rock)

I Sistemi geotermici con serbatoi ad acqua dominante utilizzano e producono acqua allo stato liquido oppure miscele di acqua e vapore. …leggi

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Gli impianti geotermoelettrici utilizzano la risorsa geotermica per la produzione di energia elettrica. In particolare viene utilizzato il vapore che si forma naturalmente nel sottosuolo a grandi profondità (oltre 1 Km) e che in talune zone risale sino agli strati superficiali del terreno, rendendo possibile una sua utilizzazione in termini di produzione energetica. …leggi

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