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Geotermia a bassa entalpia, principi ed applicazioni

La geotermia in generale riguarda le energie termiche confinate nell’interno della crosta terreste, solitamente correlate a risalite profonde di fluidi e gas ad alte temperature, che possono raggiungere la superficie terrestre.
La geotermia a bassa entalpia è invece un concetto leggermente diverso e riguarda un’applicazione legata al naturale gradiente geotermico della crosta terreste che vede l’aumento della temperatura di 3 °C per ogni 100 metri di profondità, indipendentemente da risalite di fluidi ad alte temperature.
In entrambe i casi l’immagazzinamento di energia termica nel sottosuolo costituisce una importante risorsa rinnovabile, sia per la produzione di energia elettrica che per scopi a scala ridotta legati al riscaldamento urbano o al fabbisogno civile per il raffrescamento ed il riscaldamento delle abitazioni.
Ma come si riesce a raccogliere e sfruttare questa energia? Semplicemente trasportandola in superficie.
Il principio è molto semplice e si applica seguendo due distinti criteri operativi definiti Open Loop (circuiti aperti) e Closed Loop (sonde geotermiche verticali o orizzontali).
In entrambe i casi l’energia termica recuperata verrà “lavorata” da una pompa di calore geotermica che la invierà direttamente al circuito idraulico di emissione, assicurandone la produzione di acqua calda sanitaria, riscaldamento e raffrescamento.Nel caso di un Open Loop, il principio sfrutta la presenza nel sottosuolo di una falda sotterranea adeguatamente capacitativa dalla quale “estrarre” l’energia termica necessaria.
Nei sistemi Closed Loop, in particolare per le sonde geotermiche, si sfrutta invece il fatto che la temperatura nel sottosuolo, già dopo quindici metri di profondità, si mantiene pressoché costante durante l’intero arco dell’anno. Principalmente un impianto geotermico è composto da due elementi:
• Uno scambiatore di calore;
• Una pompa di calore.
Il primo elemento è quello che permette al calore di passare da uno stato di dispersione (terreno/o acquifero) ad uno stato più concentrato – e quindi utile – all’interno del nostro impianto di climatizzazione.
La pompa di calore è una macchina a ciclo frigorifero inverso (esattamente come il frigorifero ma funzionante al contrario) che, tramite la somministrazione di lavoro meccanico, porta il calore da una zona a temperatura più bassa ad una a temperatura più alta (contrariamente a quanto avverrebbe naturalmente in accordo con il secondo principio della termodinamica).Possedere un impianto geotermico significa, a grandi linee, poter contare su un sistema che garantisce tre grandi vantaggi: rispetto dell’ambiente, sicurezza ed economicità.
Il primo vantaggio consiste nel non rilasciare alcuna emissione in atmosfera.
L’energia usata per far funzionare la pompa di calore è di tipo termoelettrico, e le pompe di calore geotermiche solitamente hanno un coefficiente di performance di circa 4, ampiamente superiore al limite di produzione delle centrali a combustibile fossile valutato attorno a 3.
Una sonda geotermica consiste in un foro nel terreno spinto a profondità variabili in relazione alla locale successione stratigrafica, nonché alla presenza di falde idriche sotterranee, che solitamente contribuiscono ad aumentare i rendimenti del sistema.
Perforare il terreno, se pur con piccoli diametri, comporta comunque un’alterazione del contesto naturale, nonché la messa in contatto di terreni ed acque superficiali con quanto presente in profondità.
Solitamente terreni e falde superficiali risentono facilmente dell’alterazione indotta da carichi inquinanti derivanti da industrie, antropizzazioni o scarichi di reti fognarie.Perforazioni per la realizzazione di campi di sonde geotermiche, se non realizzate con adeguati criteri tecnici, possono trasformarsi in vie di comunicazione tra gli strati superficiali del terreno e quelli più profondi, fattore questo che potrebbe ingenerare trasporto in profondità di inquinanti di solito in fase liquida.
Per questo motivo è sempre necessario conoscere il contesto geologico ed ambientale all’interno del quale si opererà, nonché fondamentale l’uso di sistemi di perforazione specifici per la geotermia.
Il secondo vantaggio è legato alla sicurezza del sistema, dovuto alla mancanza di fiamme libere di combustione all’interno dei locali tecnici e conseguentemente all’assenza di gas incombusti spesso fonti di incidenti nell’ambito domestico. 
Il terzo vantaggio è il risparmio economico inteso principalmente come spese di gestione nettamente inferiori rispetto ad un sistema tradizionale.Un corretto percorso per chi volesse approcciare con questa tecnologia, parte quindi con l’individuazione di un partner in grado di seguire in ogni fase la realizzazione del sistema. Partner in grado di individuare l’area idonea per l’impianto, di realizzare scrupolosi studi di fattibilità in relazione al contesto geologico ed ambientale, di valutare in base alle esigenze dell’utenza i rendimenti, nonché di fornire l’assistenza tecnica in fase di richiesta autorizzativa agli organi territoriali competenti, oltreché seguire in ogni sua fase di realizzazione l’impianto geotermico.
L’utilizzo di una risorsa naturale come in questi casi, necessita di competenze specifiche in grado di valutare con attenzione l’applicabilità del sistema, in grado di consigliare e seguire l’utente in tutte le fasi di studio e realizzazione dell’impianto.L’utente finale ha il diritto di ottenere dalla società esecutrice tutte quelle garanzie che vanno dalla qualità dei sistemi di realizzazione, alla idoneità dei materiali utilizzati,  passando per il corretto dimensionamento dell’impianto, fino alla garanzia sui rendimenti del sistema ed il monitoraggio post realizzazione.
È chiaro che questo tipo di garanzie saranno tanto più certe, quanto più la società ha esperienza nel settore.
Nonostante si stia parlando di tecnologie nuove per l’Italia, non deve essere dimenticato che i principi del geoscambio e più in genere della bassa entalpia, sono noti, studiati e realizzati già dagli anni 80, considerazione questa che fa del sistema una certezza che non lascia molto spazio all’improvvisazione.

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