Geotermia

Per geotermia si intende la disciplina della geologia che studia l'insieme dei fenomeni naturali coinvolti nella produzione e nel trasferimento di calore proveniente dall'interno della Terra. L'espressione "energia geotermica" è impiegata per indicare quella parte di calore terrestre che potrebbe essere estratta dal sottosuolo ed utilizzata dall'uomo. Escludendo quella minima parte di calore relativo alla radiazione solare assorbita dai primi 10-15 metri dalla superficie terrestre, il calore all'interno della terra è generato essenzialmente dai processi naturali di decadimento nucleare di elementi quali l'uranio, il torio e il potassio. Si tratta quindi di un processo nucleare di decadimento "naturale", pertanto già in perfetto equilibrio ambientale, presente fin dall'inizio della storia del nostro pianeta e che, se ben utilizzato, non ne altera gli equilibri fisici e chimici. Le risorse geotermiche sono generalmente classificate in: alta temperatura (oltre i 150 gradi); media temperatura (tra 90 e 150 gradi) e bassa temperatura (meno di 90 gradi). Le risorse geotermiche a più alta temperatura sono solitamente utilizzate per la produzione di energia elettrica (come per es. Larderello). L'utilizzo delle risorse geotermiche a media e bassa temperature può essere suddiviso in due categorie: uso diretto e pompe di calore geotermiche. Per uso diretto si intende l'utilizzo del calore nell'acqua sotterranea (a media temperatura) in maniera diretta, senza pompe di calore o centrali elettriche, per applicazioni quali il riscaldamento di edifici, processi industriali, serre, acquacoltura (allevamento di pesci, crostacei e molluschi) e villaggi turistici. Mentre la geotermia "tradizionale" (ad alta e media temperatura) resta comunque una fonte energetica limitata a specifici contesti territoriali, la geotermia a bassa temperatura non ha limiti geografici. Il termine tecnico che identifica quest'ultima tipologia è: "geotermia a bassa entalpia". Per sfruttare questo tipo di energia abbiamo bisogno di pompe di calore, macchine che consentono di trasferire calore da una elemento ad una certa temperatura ad elemento a temperatura più alta.

L' impianto geotermico

Le pompe di calore geotermiche utilizzano il sottosuolo come serbatoio di calore per condizionare termicamente gli ambienti interni di edifici sia in estate che in inverno. Nei mesi invernali il calore viene trasferito in superficie, viceversa in estate il calore in eccesso presente negli edifici viene restituito al terreno. A partire da 10 metri di profondità, la temperatura del terreno risulta pressoché costante durante tutto l'anno. Oltre tale profondità la temperatura varia molto poco, aumenta di circa 3 gradi ogni 100 metri. Mediamente a 100 - 150 m di profondità si registrano temperature del terreno comprese tra 13 e 17 gradi. La temperatura del sottosuolo, quindi, risulta superiore ai valori medi invernali ed inferiore a quelli estivi della temperatura esterna. Questa differenza di temperatura tra il sottosuolo e l'ambiente esterno è alla base del funzionamento delle pompe di calore geotermiche che rilasciano o assorbono calore attraverso il liquido vettore (acqua con anticongelate - glicole) che circola nelle sonde posizionate nel terreno. La pompa di calore necessita di energia elettrica per funzionare. In condizioni medie, per ogni kWh elettrico utilizzato si forniscono almeno 4 kWh termici. Oltre al riscaldamento invernale ed al condizionamento estivo degli edifici, lo stesso impianto geotermico produce anche acqua calda sanitaria. E' importante sottolineare che questi tre impianti non vengono "affiancati" da quello geotermico, ma vengono completamente sostituiti da quest'ultimo. Sotto le nostre case, insomma, c'è un serbatoio inesauribile di energia termica.