Per garantire la rinnovabilità del sistema geotermico, in
pratica sostituire il fluido sottratto dall’utilizzazione, è necessaria
l’esistenza di una zona di alimentazione esterna, il fluido in questo caso,
proviene prevalentemente da acqua meteorica. In altri casi è necessario
ricaricare artificialmente mediante la reiniezione. In un sistema geotermico,
l’acqua penetra nel sottosuolo attraverso rocce permeabili formando delle
falde sotterranee e, per effetto del calore trasmesso dalle rocce da una fonte,
quale una massa magmatica, si scalda fino a raggiungere temperature di alcune
centinaia di gradi; il fluido ( acqua o vapore ) in queste condizioni risale
lungo faglie o fratture dando luogo alle manifestazioni geotermiche.
La risalita può anche essere indotta artificialmente
tramite una perforazione meccanica ( pozzo geotermico), il fluido così captato,
dopo alcuni trattamenti, risale attraverso i vapordotti e raggiunge le turbine a
vapore dove l’energia del vapore viene trasformata in energia meccanica e
quindi in energia elettrica. Il vapore viene convogliato nel condensatore, dove
viene convertito in acqua ad elevata temperatura. L’acqua calda così ottenuta
passa nella torre di raffreddamento dove viene raffreddata e iniettata nel
sottosuolo.
I fenomeni
vulcanici e i terremoti mettono in gioco enormi quantità di energia che però
non può essere utilizzata praticamente. L’irregolarità e la violenza dei
fenomeni non consentono infatti di trasformare questa energia in altre forme.
E’ possibile invece utilizzare l’ incremento di temperatura della crosta
terrestre con il crescere della profondità: una riserva di calore virtualmente
infinita. A causa dei costi troppo elevati non è possibile praticare dei fori
sufficientemente profondi per raggiungere punti con temperatura superiore a
quella di ebollizione dell’acqua per iniettare in essi acqua che si trasformi
in vapore sotto pressione, a sua volta in grado di muovere turbine.
ELEMENTI DI UNA
CENTRALE GEOTERMICA
Una centrale geotermica è composta in genere da: area
geotermica ( dove è stata rilevata la presenza di fluidi geotermici) e pozzo
di estrazione (con profondità variabile da 60 a 3000 metri ) dal quale si
estrae il vapore; vapordotti, tubi in acciaio al carbonio coibentati,
lunghi al massimo qualche chilometro che portano il vapore alla centrale. I tubi
vengono costruiti a zig-zag perché il vapore, che può arrivare a 250 °C, ne
può provocare la dilatazione; turbine a vapore, trasformano l’energia
del vapore in energia meccanica, e quindi in elettrica; condensatore,
converte il vapore d’acqua in acqua ad alta temperatura; torre di
raffreddamento, serve a raffreddare l’acqua proveniente dal condensatore,
è costruita in cemento ed è alta fino a 100 metri; pozzi di reiniezione,
i fluidi estratti sono iniettati di nuovo nel sottosuolo per prevenire eventuali
dissesti idrogeologici e per non impoverire i giacimenti geotermici.
CLASSIFICAZIONE DEGLI IMPIANTI
Con riferimento ai fluidi erogati in superficie i sistemi
geotermici si dividono in diverse classi:
1) Sistemi a vapore secco “ a
vapore dominante”: costituiti soprattutto da vapore secco che si trova a
pressione e temperature elevate. Il vapore viene convogliato direttamente nelle
turbine per la produzione di energia elettrica. Nel mondo sono noti pochi
impianti che utilizzano tale sistema: Italia ( Larderello ),California ( The
Geysers).
2) Sistemi a vapore umido o “
ad acqua dominante”:costituito da acqua a temperatura superiore al suo punto
di ebollizione ( 180-370 °C ) e ad alta pressione,nel momento in cui viene
ridotta la pressione nella colonna del pozzo, l’acqua vaporizza ed arriva in
superficie sotto forma di una miscela composta di acqua e vapore.
3) Sistemi ad acqua calda:
contengono acqua a temperatura inferiore a 100 °C utilizzabile soprattutto per
usi diretti ( riscaldamento delle abitazioni e delle serre ).
4) Sistemi in rocce calde secche:
nel serbatoio ( artificiale ) viene iniettata, tramite un pozzo, dell’acqua
fredda che, una volta scaldatasi grazie all’elevato calore delle rocce, è
fatta risalire in superficie per la sua utilizzazione.
5) Sistemi magmatici: sono
sistemi artificiali che mirano a sfruttare il calore diretto di un magma per
riscaldare un fluido di lavoro. Sono al primo stato di sperimentazione.
6) Sistemi geopressurizzati:
l’acqua, a temperatura elevata ( 200 °C ), si trova imprigionata in
serbatoi sottoposti ad una pressione superiore a quella idrostatica. Ancora non
si è provveduto ad uno sfruttamento di tali sistemi.
