“GEOTERMIA E NUOVE FONTI ENERGETICHE” – come si realizzano le sonde verticali

La realizzazione di Sonde Geotermiche Verticali a Circuito Chiuso si articola fondamentalmente in 3 principali fasi operative:

• La perforazione
• L’installazione e la cementazione delle sonde
• Le prove di collaudo

Nelle perforazioni per installazione di sonde geotermiche tutte le metodologie sono “a distruzione di nucleo” e la scelta del metodo specifico è fortemente dipendente dal contesto geologico ed idrogeolgico nel quale si opera. In generale vengono utilizzate le seguenti tecnologie di perforazione:

• a rotazione con circolazione diretta di fluidi (eventualmente con additivi);
• a rotazione con circolazione di fluidi e rivestimento totale della colonna in avanzamento (camicia);
• a rotopercussione (martello fondo foro DTH down-to-hole).

La perforazione con doppia batteria con foro costantemente rivestito comporta degli innegabili vantaggi in termini ambientali ed è considerabile una b.a.t. (best available technology) in campo geotermico; tale tecnologia, attualmente sempre più diffusa tra gli operatori specializzati del settore, consente di:

• minimizzare l’utilizzo di fluidi di perforazione per la stabilizzazione del foro;
• minimizzare in fase di transitorio (perforazione) la messa in comunicazione di falde sovrapposte, caratterizzate da qualità e da quote piezometriche differenti.

Una volta eseguita la perforazione, l’installazione della sonda geotermica viene effettuata a gravità nel foro rivestito (eventualmente sostenuto dalla bentonite), provvedendo poi alla cementazione a partire dal fondo con un’apposita miscela di cemento e bentonite, la cui funzione principale è quella di riscostruire l’impermeabilità degli strati attorno alla sonda stessa evitando così la presenza di vuoti attorno alla sonda. Successivamente i rivestimenti vengono recuperati e la cementazione viene rabboccata dalla superficie.

Una volta completata la sonda è necessario effettuare le prove di collaudo, essenzialmente rappresentate da prove di tenuta e di flusso, al fine di testare la funzionalità e la corretta esecuzione della sonda stessa.

Preme puntualizzare come la corretta progettazione e la corretta esecuzione di una sistema di geoscambio a circuito chiuso ne decidano di fatto il successo o il fallimento. Nella fase di esecuzione risulta fondamentale la presenza di un geologo nella Direzione lavori dell’opera, al fine di garantirne la qualità in rapporto agli eventuali impatti sull’ambiente. Altrettanto importante è l’intervento “dell’esperto del sottosuolo” nella fase di scelta e dimensionamento del sistema di geoscambio. Infatti così come un impianto sottodimensionato avrà elevate probabilità di non funzionare correttamente, un impianto sovradimensionato rischierà di essere insostenibile nell’ottica di un pareggio economico

Da un punto di vista strettamente economico la percentuale maggiore del costo di un sistema geotermico a bassa entalpia è costituito dalle sonde e quindi dalle perforazioni. E’ quindi proprio nella fase di progettazione dell’impianto che l’intervento del geologo è opportuno in quanto rappresenta la figura professionale in grado di ricostruire in maniera attendibile il quadro litostratigrafico ed idrogeologico locale e la prevedibile evoluzione morfogenetica. Nel prossimo post appronfondiremo anche questo aspetto.

Leggi anche:

1. “GEOTERMIA E NUOVE FONTI ENERGETICHE” – tipologie di sonde verticali
2. Sonde geotermiche e criticità ambientali