Energia dalla Terra

A mano a mano che si scende in profondità nel sottosuolo, le temperature delle rocce aumentano, con un gradiente che in media è 1°C ogni 33 m di profondità, anche se esistono zone particolarmente attive, dove gli aumenti sono molto più consistenti (per esempio, nelle zone vulcaniche): queste zone particolari, i cosiddetti campi geotermici, permettono di sfruttare l’energia profonda della Terra per la produzione di energia elettrica. Questo, però, necessita di temperature molto alte, per cui è possibile solo in alcuni campi, detti ad alta entalpia (o ad alta temperatura). Il calore interno della Terra può essere sfruttato anche quando le temperature non sono molto elevate, non per la produzione di energia elettrica, ma per ricavarne calore per il riscaldamento domestico o per altri usi industriali. Se alla “cattura” del calore endogeno si associano dispositivi particolari, quali le pompe di calore, diviene possibile un utilizzo “indiretto” dell’energia termica della Terra, in grado di sfruttare anche temperature molto più basse della geotermia “diretta”: ne deriva quindi la possibilità di una maggiore diffusione di questo impiego dell’energia geotermica, anche in aree prive delle particolari condizioni geologiche dei campi geotermici.

Le centrali geotermoelettriche

Le centrali geotermoelettriche possono essere di diversi tipi: “a contropressione” se il vapore, dopo essere stato sfruttato, viene liberato in atmosfera; “a condensazione“, se il vapore già utilizzato, viene condensato e nuovamente iniettato nel sottosuolo, attraverso un apposito pozzo. Le centrali “a flash” vengono installate con fluidi “ad acqua dominante” e sono dotate di un separatore che separa il vapore da avviare alla turbina, dall’acqua che viene poi eliminata.

Impianti di climatizzazione

Attraverso l’energia geotermica possono anche essere climatizzate le nostre case. Vengono infatti realizzati impianti geotermici per piccoli edifici, medie e grandi costruzioni. Si realizza un pozzo di calore perforando il terreno attraverso un apposito scalpello ed usando dei tubi di rivestimento man mano che si procede in profondità per evitare che il terreno frani alle spalle dello scalpello.

Una fonte di energia praticamente inesauribile, che riscaldi le nostre case a bassissimo costo e in modo pulito e rispettoso dell’ambiente: questo è il sogno di milioni di famiglie in tutto il mondo... compresa sicuramente anche la nostra! L’energia geotermica sembra rispondere a tutti questi requisiti e, fin dagli albori della civiltà, l’uomo ha imparato a utilizzare il calore interno della Terra, dapprima godendosi il piacere di bagni termali in acque naturalmente calde, poi, agli inizi del ‘900, imparando a utilizzarla per la produzione di energia elettrica, e poi (con il primo impianto di teleriscaldamento entrato in funzione in Islanda nel 1925) anche a riscaldare le case di intere città. Tuttavia, l’utilizzo dell’energia geotermica per il riscaldamento domestico soffriva, fino a pochi anni fa, di due gravi limitazioni, che ne hanno impedito drasticamente la diffusione: era possibile solo con temperature relativamente alte (60 - 80°C) e soltanto nelle dirette vicinanze dei campi geotermici; si trattava, quindi, di un uso diretto del calore endogeno: non era possibile trasportare il calore troppo lontano dalla fonte, né utilizzarlo a bassa temperatura (o, come si dice più correttamente, a “bassa entalpia”). I recenti sviluppi tecnologici ora permettono, attraverso l’uso di particolari apparecchiature, dette pompe di calore, di sfruttare il calore della Terra anche quando le temperature non sono particolarmente alte (12 - 14 °C). Questo ha determinato un nuovo, importantissimo passo avanti del settore geotermico: con i nuovi sistemi, è possibile, in qualunque luogo della Terra, in qualunque condizione geologica o climatica, ricavare energia sufficiente per far fronte ai normali consumi per riscaldamento e acqua calda di una famiglia. Le possibilità energetiche di questa nuova tecnologia sono enormi e potenzialmente senza limite.

Il contributo del Sole

Il sottosuolo non riceve energia solo dal profondo del pianeta. L’energia del Sole riscalda la superficie terrestre e circa il 47% viene direttamente assorbita dal suolo: le temperature nei primi metri del sottosuolo subiscono quindi delle variazioni giornaliere e stagionali, in funzione dell’irraggiamento ricevuto.

Come funziona

Pur contenendo elementi di altissima tecnologia e altissimo rendimento, un impianto di geotermia domestica è molto semplice ed è composto da tre elementi principali: i sensori o sonde geotermiche; la pompa di calore, o termopompa; il sistema interno di distribuzione del calore.

Energia “domestica”

La geotermia “classica” utilizza il calore diretto della Terra, con l’uso di acque calde prelevate dal sottosuolo e distribuite poi nelle abitazioni o negli impianti industriali. Ora l’uso di dispositivi particolari, le pompe di calore, permette un utilizzo molto più diffuso e indipendente dalle condizioni eccezionali di un campo geotermico.

Che cos’è una pompa di calore

Una pompa di calore è un dispositivo che permette di scambiare calore tra una fonte di energia (per esempio, il terreno, ma anche l’aria dell’atmosfera o l’acqua di una falda freatica) e un ambiente a temperatura diversa.
Il suo funzionamento è molto simile a quello di un frigorifero, e può funzionare nei due sensi (per il riscaldamento invernale o per la refrigerazione estiva).

Diversi tipi di sonde

Per “catturare” il calore del sottosuolo, si utilizzano due tipologie di sonde, in funzione della profondità di installazione.
Per utilizzare l’energia geotermica vera e propria, si realizzano le cosiddette “sonde verticali”. Si tratta, molto semplicemente, di una coppia di tubi ad U, del diametro di 10 - 18 cm, che vengono calati in pozzi di profondità variabile tra i 50 e i 350 m.

Diffusione

Le installazioni di geotermia domestica sono in grado di sostituire completamente l’impianto tradizionale a combustione, con una soluzione autonoma e non solo integrativa (come invece accade per i pannelli solari, che non permettono la completa autonomia a causa della variabilità dell’energia fornita).

Energia inesauribile e sostenibile

Il sistema di climatizzazione geotermica è una possibilità di riscaldare e climatizzare le nostre case in modo pulito e sostenibile per l’ambiente. Si tratta, infatti, di un sistema a bassissima emissione di CO2 e di gas nocivi per l’ambiente.

Una casa più sana

I benefici per l’ambiente di questa nuova forma di sfruttamento dell’energia geotermica sono indubbi, ma non solo a livello “globale”: anche all’interno dell’abitazione questo sistema contribuisce a creare un’atmosfera più sana. Non essendoci, infatti, fiamme libere, non si producono gas di scarico, né fumi, né polveri e non viene bruciato ossigeno, per cui l’aria all’interno dell’abitazione risulta più pulita.