Geotermia per la climatizzazione: analisi del test di risposta termica e ruolo della componente geologica per un impinanto a sonde verticali ubicato nella città di grosseto

La geotermia superficiale, detta anche geotermia a bassa entalpia utilizza il calore immagazzinato nel sottosuolo proveniente dal nucleo terrestre ed è classificata come una fonte di energia rinnovabile. Normalmente le energie rinnovabili (es. solare, eolico, geotermico, etc.) sono chiamate sostenibili a prescindere dalla modalità di sfruttamento. In effetti, per la geotermia questo non è del tutto vero, perché la sostenibilità è strettamente legata ad una corretta progettazione ed utilizzo della risorsa. Per questa ragione, un punto critico di ogni corretta progettazione è la conoscenza più dettagliata possibile delle proprietà termiche del sottosuolo.
Allo stato attuale della tecnologia il test esistente con il più alto grado di accuratezza per la caratterizzazione del “serbatoio geotermico” superficiale è il Test di Risposta Termica (Thermal Response Test-TRT), il quale consiste in una simulazione in situ del funzionamento del sistema a circuito chiuso, per un periodo limitato di tempo attraverso l’iniezione o estrazione di calore a potenza costante all’interno di sonde geotermiche verticali (Borehole Heat Exchanger-BHE). Il terreno viene perforato mediante trivellazione, fino ad una profondità che varia tra 30 e 200 m, e nei fori vengono immessi uno o due tubi a U in polietilene, all’interno dei quali circola un fluido termovettore. Mediante malte di materiale opportuno, questi fori vengono poi sigillati.
Dall’analisi della variazione delle temperature del fluido circolante è possibile avere una stima delle proprietà termiche medie del volume del “serbatoio geotermico” interessato dal test.
Questo lavoro di tesi è volto principalmente ad analizzare il ruolo della componente geologica e delle principali proprietà termiche del sottosuolo al fine di osservare come queste ultime vengano utilizzate e siano importanti per la realizzazione e il corretto dimensionamento di un campo sonde senza sovradimensionare o sottodimensionare lo stesso, riducendo così i costi dell’impianto totale.
Questo elaborato è costituito da otto capitoli, nei quali sono stati analizzati gli aspetti generali e teorici delle diverse forme di geotermia presenti sia in Italia che nel mondo; gli aspetti teorici e le principali caratteristiche termiche del sottosuolo e infine l’esecuzione, la descrizione e l’elaborazione dei dati finali scaturiti dal Test di Risposta Termica volto ai fini della realizzazione di un impianto geotermico per la climatizzazione a Grosseto.