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Ingegneria per l`ambiente e il territorio

Geotermia

Panoramica Generale sulla Geotermia - applicazioni civili per efficientamento energetico

Geotermia - Panoramica Generale sulla Geotermia - applicazioni civili per efficientamento energetico

Con il termine “geotermia” si è soliti indicare lo sfruttamento del calore terrestre trasferito verso la superficie del pianeta mediante movimenti magmatici o di acque profonde, dando origine a fenomeni di eruzioni vulcaniche, geyser o fumarole. 

 

Lo sfruttamento industriale dell'energia geotermica è limitato quindi alle zone con anomalia termica – cioè quelle zone dove la temperatura del sottosuolo è più alta della media, tanto da alimentare turbine per la produzione di energia elettrica: il primo generatore geotermico fu realizzato a Larderello, in Toscana, all'inizio del '900 e servì ad alimentare 5 lampadine elettriche. 

 

La geotermia può essere più comunemente utilizzata per la climatizzazione delle abitazioni civili, sfruttando il sottosuolo come serbatoio di calore: mediante l'impiego di una pompa di calore si riesce a estrarre da esso energia termica per acqua calda sanitaria e per il riscaldamento. Il principio su cui si basa è lo stesso dei frigoriferi o dei moderni condizionatori. Questi utilizzano come elemento da cui prelevare o cedere calore aria esterna o acqua: analogamente si può utilizzare il terreno circostante. Il rendimento della pompa di calore e quindi di tutto l'impianto dipende dalla differenza di temperatura tra terreno ed ambiente esterno: maggiore è questa differenza, migliore è il funzionamento. 

 

Il calore del terreno è prelevato mediante tubi a U di materiali ad alta trasmittanza termica in cui circola il fluido vettore, che possono essere verticali o orizzontali, a seconda delle necessità. Nel primo caso essi scendono in profondità nel terreno alla ricerca di temperature sufficientemente elevate, però richiedono adeguate trivellazioni; nel secondo, se il terreno è circa pianeggiante, i tubi vengono posati in trincee a profondità limitata e si sfrutta la maggiore estensione della superficie di scambio termico (le due tipologie sono riportate in figura). 

 

La pompa di calore ha bisogno di energia elettrica: una soluzione per rendere l'impianto geotermico autosufficiente è associarlo ad un impianto fotovoltaico per sopperire a questa richiesta. Di massima per ogni kilowatt di energia elettrica impiegato si ricavano 3 kW di energia termica. Questo significa che si può riscaldare una stanza di più di 20 metri quadri con una richiesta energetica paragonabile a quella di un normale climatizzatore domestico. Un buon esempio è l'impianto realizzato a Porretta Terme (BO) per la riqualificazione di uno stabile a Centro Residenziale per anziani: uno gli obiettivi del progetto era il contenimento della richiesta energetica. Questo è stato ottenuto associando all'impianto geotermico pannelli fotovoltaici per l'autoproduzione dell'energia richiesta, un impianto solare termico produce l'acqua calda sanitaria; inoltre un adeguato isolamento termico per le pareti perimetrali ha consentito di contenere le richieste a meno di 70 kWh/(m2*anno).

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