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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

Informazioni tesi

  Autore: Antonio Berardi
  Tipo: Laurea liv.II (specialistica)
  Anno: 2017-18
  Università: Università degli Studi di Siena
  Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
  Corso: Scienze geologiche
  Relatore: Enrico Tavarnelli
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 127

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.

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6 1.3 Situazione della geotermia in Italia L’Italia rappresenta una zona straordinaria dal punto geologico e vulcanologico, per la varietà di processi tettonici ancora in atto come indica la forte attività sismica e vulcanica. In particolare, il magmatismo pliocenico-quaternario, generalmente associato a settori di crosta assottigliata (Finetti, 2005; Peccerillo, 2005), è responsabile delle anomalie termiche osservate nella regione italiana, come mostrato dalla carta del flusso termico superficiale (Fig.4) Fig.4 Mappa del flusso di calore in Italia (Della Vedova et al) • la prima è il settore tirrenico compreso tra i fiumi Arno e Tevere, ovvero la Toscana meridionale ed il Lazio settentrionale. Nell'area toscana vi sono i campi geotermici italiani attualmente sfruttati (Larderello e Monte Amiata), mentre la zona laziale è caratterizzata dal cospicuo vulcanismo del Pleistocene superiore (caldere di Latera e Bolsena)

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Parole chiave

geotermia
grosseto
borehole heat exchanger
sonde geotermiche verticali
test risposta termica
trt
sorgente termica lineare infinita
sorgente termica cilindrica infinita
inquadramento geologico toscana
geotermia bassa entalpia

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