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Indagini per valutare il potenziale di geoscambio nel sottosuolo mediante il Ground Response Test e modellistica numerica

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Indagini per valutare il potenziale di geoscambio nel sottosuolo mediante il Ground Response Test e modellistica numerica

Il documento riassume le analisi eseguite su un rilevante set di GRT-Ground Response Test eseguiti a supporto della messa in posa di sonde geotermiche. I valori sperimentali di conducibilità e resistenza termica delle sonde sono stati confrontati con quelli teorici basati sulla stratigrafia presunta di sistemi geologici complessi come quelli alluvionali. Il SIAM-Sistema Integrato di Analisi Modellistica è stato adattato per renderlo fruibile anche nel settore della geotermia a bassa entalpia

La geotermia a bassa entalpia è una tecnologia in grado di contribuire in maniera rilevante a limitare i consumi di combustibili fossili e contribuire in modo efficace al contenimento delle emissioni dei noti gas serra. Le sonde geotermiche a circuito chiuso sono semplici da mettere in posa e hanno un iter di autorizzazione semplificato e, abbinate alle pompe di calore, forniscono un valido contributo al risparmio energetico. Per una corretta progettazione degli impianti geotermici complessi è importante conoscere il potenziale di geoscambio del terreno in modo da dimensionare correttamente il numero delle sonde verticali in relazione all’energia che si deve fornire all’impianto o a quella che si deve smaltire. Il potenziale di geoscambio si può stimare mediante il Ground Response Test che consente una misura diretta della conducibilità termica del sottosuolo e della resistenza termica della sonda. Un set rilevante di GRT è stato analizzato e comprende anche i test eseguiti nel campo prove RSE di Milano dove sono stati realizzati due pozzi di 100 metri con sonde geotermiche a singola e doppia U. I valori sperimentali calcolati sono stati confrontati con quelli basati sulla stratigrafia presunta del sito in esame. In linea generale i valori ottenuti con il GRT sono stati più favorevoli rispetto a quelli teorici e si deve evidenziare che in un set rilevante di casi la differenza è sensibile. Questi risultati evidenziano che dalla semplice stratigrafia presunta è difficile quantificare realmente il contributo della falda o dell’acqua presente. Alcuni valori della conducibilità sono particolarmente alti rispetto al dominio geologico e una possibile causa può essere imputata alla presenza di falde consistenti che generano effetti convettivi nella trasmissione del calore. Il SIAM-Sistema Integrato di Analisi Modellistica, sviluppato nel precedente triennio di Ricerca di Sistema per la simulazione numerica del processo di stoccaggio geologico della CO 2, è stato modificato per renderlo idoneo ad operare nel campo della geotermia a bassa entalpia e sono stati eseguiti dei test Funzionali su siti studiati da RSE. E’ stata implementata in SIAM la possibilità di creare le strutture delle Sonde geotermiche in una mesh 3D ad alta definizione con la possibilità di considerare anche le eterogeneità verticali e orizzontali dei parametri petrofisici dei vari litotipi presenti nel modello 3D.

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