GEOTERMIA
Rendimento della sonda geotermica in relazione alle caratteristiche geologiche del sottosuolo.
Caratteristiche
del sottosuolo
Rendimento
[w/m]
sottosuolo asciutto
20
roccia o terreno umido
50
roccia con alta conducibilità
70
ghiaia, sabbia asciutta
<20
ghiaia, sabbia satura
55-65
argilla, limo, umido
30-40
roccia calcarea
45-60
arenaria
55-65
granito
55-70
gneiss
60-70

Come utilizzare l'energia geotermica

L’energia nel sottosuolo può essere sfruttata con numerose tecnologie, tra le più comuni:

• sonde geotermiche

sono degli scambiatori di calore verticali con lunghezze tipiche da 50 a oltre 200 m

• serpentine nel terreno

sono degli scambiatori di calore messi orizzontalmente a 1-2 m di profondità in terreni sciolti

• sistemi a pozzi d’estrazione e reimmissione

utilizzano le acque sotterranee o superfi - ciali, che vengono raffreddate;

• pali energetici

sono degli scambiatori di calore integrati negli elementi di fondazione di costruzioni palifi cate e hanno una profondità tipica di alcuni metri

• acque termali

hanno una temperatura elevata che può essere utilizzata.



La geotermia a bassa temperatura per il riscaldamento: le sonde geotermiche verticali.

La geotermia a bassa temperatura si basa sull’estrazione dell’energia termica dal sottosuolo, tramite apposite sonde geotermiche inserite nel terreno o nell’acqua di falda, aumentandone conseguentemente la temperatura con una pompa di calore al fine di utilizzare quest’energia per riscaldare gli ambienti e produrre acqua calda sanitaria.
Le sonde geotermiche verticali hanno una lunghezza tipica di 100 m. Dato questo sviluppo operano su una differenza di temperatura di pochi °C. In un sottosuolo roccioso, le sonde geotermiche sono spesso il modo migliore per sfruttare l’energia geotermica. Le sonde geotermiche verticali tradizionali sono realizzate con un tubo a “U” in polietilene installabile in quasi tutti i tipi di formazione rocciose in prossimità dell’edifi cio da riscaldare a fonte di perforazioni con profondità variabibili tra i 50 e i 350 metri. La dimensione (lunghezza) della sonda è in funzione alla potenza di riscaldamento necessaria all’edifi cio. Sono disponibili sonde verticali di nuova concezione, utilizzabili solo in terreni ad elevato contenuto d’acqua, che consistono in due tubi coassiali. Quello interno, in polietilene, viene utilizzato per pompare il fluido circolante che poi risale lungo una camicia metallica (tubo esterno) attraverso la quale acquisisce o cede calore dal terreno circostante. Questo tipo di sonda ha valori di scambio che sono tra i più alti possibili (attorno ai 100 W/m).

Il sottosuolo

Il tipo di sottosuolo gioca un ruolo fondamentale sul rendimento della sonda geotermica, sul corretto dimensionamento dell’impianto e sull’ottimizzazione complessiva dell’investimento. Poiché i vari tipi di rocce e di terreni presentano rendimenti termici differenti, risulta determinante la conoscenza appropriata delle caratteristiche termiche e idrogeologiche, considerando anche che le installazioni di pozzi necessitano della presenza di acque di falda in quantità soddisfacenti e che la presenza di acqua aumenta il rendimento di un impianto geotermico migliorando il contatto tra l’impianto e il sottosuolo.