Come ci insegna la geotermia, nel nostro sottosuolo abbiamo una quantità di energia inesauribile, gratuita, rinnovabile, ecocompatibile e a disposizione 365 giorni l’anno. Infatti, a partire da una profondità di 10 metri il terreno presenta una temperatura costante per tutto l’anno, pari in Italia a circa 12÷15 °C, temperature ideali per utilizzi in impianti a bassa entalpia.

La geotermia a bassa entalpia, infatti, utilizza questo calore disponibile in natura per la climatizzazione degli edifici estraendolo dal sottosuolo tramite una sonda geotermica e cedendolo a una pompa di calore che lo incrementa ulteriormente e lo distribuisce all’edificio da riscaldare attraverso impianti a bassa-media temperatura. Lo stesso processo, ma inverso, avviene durante il periodo estivo per raffrescare i locali. Durante tutto l’anno si riesce quindi a produrre contemporaneamente riscaldamento, raffrescamento e acqua calda sanitaria per coprire l’intero fabbisogno dell’edificio.

La geotermia a bassa entalpia, infatti, utilizza questo calore disponibile in natura per la climatizzazione degli edifici estraendolo dal sottosuolo tramite una sonda geotermica e cedendolo a una pompa di calore che lo incrementa ulteriormente e lo distribuisce all’edificio da riscaldare attraverso impianti a bassa-media temperatura. Lo stesso processo, ma inverso, avviene durante il periodo estivo per raffrescare i locali. Durante tutto l’anno si riesce quindi a produrre contemporaneamente riscaldamento, raffrescamento e acqua calda sanitaria per coprire l’intero fabbisogno dell’edificio.

La tecnica di scambiare calore con l’ausilio di una sonda geotermica (SGV) è ben conosciuta e sfruttata in tutta Europa e negli Stati Uniti da oltre trent’anni. Durante l’inverno il terreno ha una temperatura mediamente superiore a quella esterna e il fluido glicolato contenuto nelle sonde geotermiche, scendendo in profondità, sottrae l’energia dal terreno, ritorna in superficie ad una temperatura leggermente più alta e viene utilizzato nel ciclo termodinamico della pompa di calore geotermica.

Uno degli ultimi studi che abbiamo effettuato valuta l’evoluzione di un plume termico causato dal funzionamento di circa 60 sonde di tipo SGV in fase di progettazione c/o una struttura in provincia di Verona per valutare le conseguenze ambientali dopo 15 anni di esercizio. A tale scopo è stata riprodotta l’evoluzione termica nell’intero arco temporale tramite un modello matematico alle differenze finite.

Le analisi termiche sono state condotte impiegando il codice di calcolo FLAC 8.0 (Fast Lagrangian Analysis of Continua), sviluppato da ITASCA Consulting, il quale consente di affrontare problemi di termodinamica del continuo, simulando il trasferimento del calore nei materiali e lo sviluppo di stress e spostamenti termicamente indotti in un dominio bidimensionale, le cui caratteristiche sono definite dalle leggi classiche della teoria termodinamica e da imposte condizioni al contorno, implementando il metodo delle differenze finite.

Di seguito lo schema dell’analisi condotta.

Di seguito si riporta un estratto dell’evoluzione del plume termico dopo un singolo ciclo invernale ed estivo, partendo da una situazione di equilibrio termico naturale (14,3°C): si può osservare che la perturbazione termica dovuta alla circolazione di un fluido a circa 2°C d’inverno, e a circa 38°C nei mesi estivi, viene esaurita entro circa 10 m dalla sonda dove la temperatura iniziale del terreno di circa 14,3 °C risulta indisturbata.

Riassumendo lo studio condotto si possono sintetizzare i dati ottenuti concludendo che:

– in prossimità dell’area in cui è installato il parco sonda, la temperatura del terreno risulta prossima a 2°C, in quanto l’ultimo ciclo di elaborazione avviene negli ultimi 3 mesi invernali dell’anno;

– la massima variazione termica risulta concentrata nei primi 15 m dalla sorgente dove la temperatura, nell’ultimo ciclo modellizzato, passa da 2°C a 18°C;

– è possibile osservare una vasta area (colore arancione nella figura sotto riportata) in cui l’influenza delle SGV è ridotta, provocando un innalzamento della temperatura di appena 0,2°C da 15 m a circa 60 m dalla sorgente;

– ad una distanza maggiore di 60 m la variazione termica del sottosuolo a causa dell’utilizzo delle SGV è nulla.