Premessa
La questione delle fonti di energia rinnovabile rappresenta un argomento difficile da affrontare, anche per i tecnici che si devono confrontare con i recenti dettami normativi in materia di risparmio energetico in edilizia, molto più rigidi che in passato per l'ambito di applicazione.
Non vogliamo tuttavia soffermarci in questa sede solo sugli aspetti legati all'edilizia, ma parlare in senso più ampio di quella che possiamo considerare una nuova frontiera e dove la Toscana con la sua esperienza di Larderello è leader in questo sfruttamento di risorse naturali, particolarmente in Paesi della Comunità Europea come l'Islanda.
Il petrolio finirà?
Non presto, ma si ridurrà sempre più generando ancor più guai di quanti ne provochi oggi. Poiché il petrolio è un tiranno di cui non sappiamo ancora liberarci. Un tiranno perché ammorba la nostra atmosfera ed il nostro terreno; un tiranno perché si nasconde lontano dalla parte del mondo industrializzato che più ne ha bisogno. Così questo mondo energetico si è posto nell'alternativa: ma quali, potranno realmente sostenere il nostro sistema di vita e produttivo?
Una nuova frontiera consiste nella ricerca di energie alternative: tutte, nessuna esclusa, ciascuna nella misura più ragionevole.
Tra queste dobbiamo ricordarci di una immensa riserva di energia che abbiamo a portata di mano ed, anche se non sarà facile, dobbiamo allungare la mano. A pochi chilometri sotto di noi, un immenso magma incandescente cela una riserva pressoché inesauribile di energia.
Sfruttamento del ciclo termodinamico
La natura ci suggerisce il vettore con cui andare a prendere questa energia; l'acqua.
Acqua calda in Islanda, soffioni di vapore in Italia, a Larderello, dove l'acqua penetrata in profondità si carica di energia, si trasforma in vapore, risale alla superficie dove noi lo imbrigliamo e produciamo elettricità. In questa direzione, anche se ardua, dobbiamo procedere.
Un processo razionale, controllabile, ripetibile e non inquinante: è possibile?
Da molto tempo consideriamo facilmente realizzabili gallerie ad andamento orizzontale, che attraversano colline e montagne, passano sotto i fiumi ed i bracci di mare (il Canale della Manica ad esempio). La loro lunghezza arriva a 50 chilometri e più. Chiediamoci allora se sia possibile realizzare gallerie verticali lunghe dieci o venti chilometri. Quali problemi dovremmo affrontare? L'avanzamento verso il basso potrebbe realizzarsi con una normale fresa (o "talpa") come nelle gallerie orizzontali; il peso stesso della struttura che viene trascinata aiuterebbe lo sprofondamento della galleria man mano che essa viene integrata alla superficie.
Primo problema: La temperatura
Il primo vero problema consiste in quello che è la promessa stessa di raggiungere la riserva di calorie che abbiamo in profondità: la temperatura. Man mano che si scende verso il basso la temperatura aumenta di circa 3 gradi centigradi ogni 100 metri (gradiente termico). A circa 3500 metri si raggiunge mediamente la temperatura di ebollizione dell'acqua. Ma assai prima l'ambiente diventa inaccessibile al lavoro umano.
Considerando quindi che l'uso di macchine sofisticate è già molto diffuso negli ambienti produttivi e che è ora possibile perfino effettuare operazioni chirurgiche mediante l'uso di robot all'avanguardia, la soluzione a questo problema consiste pertanto nell'utilizzo di robot controllati telematicamente dalla superficie.
Secondo problema: la pressione del terreno
Se immaginassimo di poter forare il sottosuolo come fosse un blocco di marmo, una volta operato il foro non avremmo più timore di vedere la nostra galleria schiacciata dalla pressione del terreno, poiché la coesione del terreno stesso la proteggerebbe. Ma se, all'estremo opposto, il terreno fosse fluido come l'acqua, la nostra galleria sarebbe sottoposta a pressioni paragonabili a quelle di una batisfera nel più profondo dei mari. Considerando che dieci, venti chilometri sono probabilmente necessari per raggiungere temperature di 300/600 gradi , auspicabili per un buon rendimento, già a 10 chilometri troveremmo una pressione di 1000 atmosfere ed a venti chilometri, 2000 atmosfere.
Tuttavia possiamo prendere la precauzione di evitare, con studi geologici, le zone che presentano marcati scorrimenti di uno strato sull' altro. In terreni sufficientemente "stabili" la pressione del terreno sarebbe prevalentemente di compressione; contrastabile con un buon involucro in cemento armato.
Terzo problema: la corrosione
È inoltre probabile che alcuni strati del terreno possano essere chimicamente corrosivi, e sarebbe sufficiente uno strato pericoloso di piccolo spessore per determinare la rottura della galleria.
Occorre quindi tener conto della densità degli strati di terreno che si incontrano nello scavo, effettuando una oculata scelta dei siti di perforazione mediante indagini geotecniche, e prevedere, ove sia impossibile evitare strati corrosivi, la protezione dell'involucro di cemento con strati isolanti.
Quarto problema: la pressione del vapore
Poiché dovremmo convogliare l'acqua ben oltre il limite al quale essa si trasforma in vapore, la pressione del vapore potrebbe costituire un freno allo scopo di far pervenire il fluido fino in fondo alla galleria.
Occorre però anche considerare che alla profondità di 3,5 chilometri, oltre alla quale si produce vapore, la colonna d'acqua sovrastante esercita una pressione di circa 350 atmosfere, e che è possibile aiutare la discesa del fluido facendolo passare in un compressore a livello della superficie del terreno. Come nei motori aerei a reazione sarebbe la stessa girante che, attraversata dai vapori, funge da turbina, a funzionare anche da compressore per l'acqua che scende.
Quinto problema: l'ecocompatibilità
Dal punto di vista ecologico, un ciclo termodinamico che prevede l'introduzione di acqua pura e la fuoruscita di vapore non porta ad interazione diretta, ma solo termica con il terreno.
Il vapore prodotto è quindi puro, se non più puro, dell'acqua utilizzata.
Tuttavia la diffusione del vapore in uscita dalle turbine potrebbe alterare il grado di umidità della zona in cui si disperde, senza contare il fatto che conterrebbe ancora una grande quantità di preziose calorie. Per tale motivo, come già avviene negli attuali impianti geotermici (Larderello, Islanda ecc.) è opportuno predisporre degli scambiatori di calore che generino acqua calda da reintrodurre preriscaldata nel motore geotermico stesso oppure da convogliare verso abitati vicini. Il vapore così si condensa e viene eliminato, oppure, se lo si ritiene opportuno, può venire parzialmente disperso nell'atmosfera nelle stagioni secche.
Conclusioni
Creare un sistema artificiale di sfruttamento dell'energia geotermica potrebbe sembrare un problema di proporzioni notevolissime, ma non insuperabile.
Con la spinta della prospettiva dell'esaurimento dei combustibili fossili, è quindi possibile cercare di mettere in atto tutti gli accorgimenti consentiti dalle tecnologie più avanzate, tenendo conto del fatto che il riuscire ad ottenere un risultato ripetibile senza limitazioni, sarebbe strategico ai fini del bene dell'intera umanità.
