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Modellazione geomeccanica delle rocce crostali

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Modellazione geomeccanica delle rocce crostali

Il presente rapporto delinea il comportamento geologico–geofisico della crosta terrestre e identifica i metodi di modellazione e sperimentali più idonei ad affrontare il problema di garantire la sicurezza degli interventi di sequestro geologico della CO2.

Il presente rapporto descrive le attività di Ricerca di Sistema svolte nell’ambito del Progetto Produzione e Fonti Energetiche, relativamente al Work Package 5.1 dal titolo”Censimento dei depositi geologici italiani”. Lo stoccaggio della CO 2 nei giacimenti depleti di idrocarburi, nelle miniere non sfruttabili di carbone e negli acquiferi salini profondi si propone come un mezzo per controllare a breve termine il forte incremento di questo gas nell’atmosfera, dovuto al consumo di energia da fonti fossili. Tale attività di stoccaggio comporta una serie di problematiche connesse sia alla identificazione dei depositi che alla sicurezza dell’intervento che si intende realizzare. Occorre poter garantire l’integrità dei depositi in modo che non vi siano rilasci incontrollati di CO 2 ed inoltre verificare le condizioni del deposito sia durante le fasi di iniezione che, nel tempo, alla fine delle operazioni di stoccaggio. I rischi geologici associati allo stoccaggio di CO 2 nel sottosuolo sono connessi a situazioni che rendono più o meno vulnerabile l’area dello stoccaggio costituite sia da eventi sismici dell’area in esame sia da una sismicità indotta dalle attività di iniezione e/o stoccaggio della CO 2 . La modellazione geomeccanica permette di esplorare la sensitività delle caratteristiche del deposito e delle strategie di iniezione, nonché di tracciare il comportamento della CO 2 nel tempo e quindi risulta essere uno studio necessario per poter valutare l’efficacia di qualsiasi progetto di sequestro geologico della CO 2 . Il presente rapporto delinea il comportamento geologico–geofisico della crosta terrestre e identifica i metodi di modellazione e sperimentali più idonei ad affrontare il problema di garantire la sicurezza degli interventi di sequestro geologico della CO 2 . L’orogenesi terrestre è un fenomeno che è relativamente facile da descrivere in termini di cinematica generale, ma che è invece molto difficile da modellare in dettaglio in quanto dipende da molti parametri su cui abbiamo scarse informazioni. Nel presente rapporto vi è dapprima un richiamo alla struttura interna della terra, alle sue caratteristiche ed alle teorie ( deriva dei continenti, tettonica a placche) che interpretano i movimenti relativi tra le macro aree della crosta terrestre. In seguito si è analizzato lo stato dell’arte della modellazione meccanica della crosta terrestre sia in riferimento a modelli a scala continentale sia analizzando modelli implementati a scala regionale. L’obiettivo principale degli studi di modellazione meccanica della deformazione della litosfera è quello di stabilire un quadro generale che consenta di riflettere sui problemi geologici in termini dinamici. La conoscenza delle caratteristiche meccaniche dei componenti della crosta e del mantello terrestre in condizioni di alta pressione ( dell’ordine dei Gpa ) ed alta temperatura ( > 1000 K ) riveste un ruolo fondamentale nelle attività di modellazione geodinamica e negli studi e valutazione dei meccanismi tensio- deformativi della crosta terrestre che originano i terremoti.

Nel presente rapporto viene presentata una breve descrizione delle prove sperimentali e delle apparecchiature impiegate nei laboratori di tutto il mondo per riprodurre artificialmente, nel modo più efficace possibile, le condizioni in cui si trovano in profondità i costituenti della crosta e del mantello e ricavare quindi informazioni sul loro comportamento meccanico Nella modellazione dei fenomeni tensio-deformativi della litosfera è di basilare importanza la definizione dei profili reologici della litosfera specie nel caso in cui si debba tener conto della presenza di eterogeneità meccaniche. Sono necessarie al riguardo informazioni di base sulla composizione e sulla struttura della litosfera, una valutazione ragionevolmente precisa delle temperature e la disponibilità di dati sperimentali di laboratorio che consentano di definire dei valori approssimati dei parametri reologici. Tali informazioni sono ricavabili fondamentalmente dai dati geologici, gravimetrici, sismici, di flusso di calore, di pozzo e di laboratorio. Infine è stato analizzato lo stato dell’arte in merito alla definizione degli stati di sforzo e di deformazione dell’area circummediterranea con particolare riferimento alla situazione italiana.

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