Riscaldamento geotermico: cos’è e come funziona

La geotermia

Quella geotermica è una fonte di energia rinnovabile e sostenibile, che nasce dal sottosuolo e trae origine dalla naturale produzione di calore dovuta a processi di decadimento di elementi presenti nella crosta terrestre.
Il suolo per i primi 20 metri di profondità circa possiede una temperatura abbastanza costante, che si aggira attorno ai 14°C; valore che aumenta costantemente spingendosi sempre più in profondità nella crosta, con un gradiente termico di circa 30°C/Km.

Potenzialmente è possibile sfruttare l’energia geotermica in ogni angolo del mondo, ma particolarmente vantaggiosa in determinati “punti caldi” della crosta, laddove l’attività della crosta risulta più intensa; non è un caso, infatti, che alcuni tra i maggiori produttori di energia geotermica al mondo siano Paesi con un sottosuolo molto “attivo” (Stati Uniti, Filippine, Indonesia, Italia, Turchia, Islanda, Giappone, Messico ecc…).

L’impiantistica geotermica

Come detto, sfruttare questa risorsa energetica è teoricamente possibile in ogni angolo del globo, ma le attuali tecnologie ci consentono di utilizzare solo una minima parte di tutto il calore racchiuso sotto i nostri piedi.
Come succede anche per le altre forme di energia rinnovabile, l’impiantistica per lo sfruttamento della geotermia si divide in industriale e domestica. Realtà come l’Islanda, dove la quasi totalità del fabbisogno nazionale è garantito dagli impianti geotermici industriali, è un caso difficile da replicare altrove, ma l’attuale situazione mostra ampi margini di miglioramento e efficientamento in tutto il mondo. In tal senso, l’Italia è uno dei Paesi meglio predisposti allo sfruttamento del calore del sottosuolo e l’ipotesi di istallare un impianto ad uso domestico non è affatto campata in aria.

Naturalmente, ciò riesce più facile per le case in costruzione, dove addirittura l’impianto geotermico viene posato prima ancora delle fondamenta, ma anche in situazione dove l’immobile è già presente, la scelta di istallare un impianto del genere potrebbe essere un buon modo per rivalutare energeticamente la propria abitazione.

Un impianto geotermico è costituito da un reticolo di sonde di profondità (lunghi tubi a forma di U interrati) composte da materiale ad elevata trasmissività, cioè estremamente capaci di trasferire energia termica tra due corpi (in questo caso dal terreno ai fluidi vettori al suo interno); il ciclo termico viene alimentato da una pompa di calore, che porta in superficie l’energia termica catturata dalle sonde e la rende disponibile per uso domestico (climatizzazione e produzione di acqua calda sanitaria) o industriale (produzione di energia elettrica e cogenerazione).

Il principio fisico fin qui descritto può anche essere utilizzato alla rovescia, invertendo la pompa di calore in modo che essa rilasci il calore nel sottosuolo, rinfrescando gli ambienti domestici.
Dal momento che il “motore” del processo, la pompa, ha bisogno di energia elettrica per funzionare, può essere una buona idea ottimizzare il rendimento energetico e sostenibile della propria casa lasciando che sia eventualmente un impianto fotovoltaico ad alimentarla.

Le sonde possono essere interrate seguendo tre geometrie diverse:

• sistema verticale;
• sistema orizzontale;
• sistema obliquo.

Dalle terminologie si può intuire come le differenze stiano nel posizionamento dei tubi nel terreno.

Rendimento del riscaldamento geotermico

Il rendimento di una pompa di calore che lavora sfruttando il calore del suolo dipende dalla differenza di temperatura che c’è tra terreno e fluidi; oppure, ma questo vale principalmente in ambito industriale, si può misurare il rendimento del geotermico mettendo a confronto la temperatura dei fluidi vettori con quella che si potrebbe ottenere se il riscaldamento di acqua o altri fluidi fosse ottenuto tramite metodi più “convenzionali” (come i combustibili fossili).
A questo punto è da fare una precisazione. Per quanto riguarda il geotermico domestico e, in molti casi, anche per quello industriale, si fa riferimento al cosiddetto geotermico a bassa entalpia dove il concetto di “bassa entalpia” possiamo intenderlo, senza scendere nel formalismo scientifico, in maniera approssimativa, come “bassa quantità di energia scambiabile”.

Ciò è dovuto al fatto che per impianti a più alto rendimento è necessario scendere molto più in profondità nel terreno, dove le temperature sono maggiori; ma ciò provoca, chiaramente, un impennata dei costi che ne rende disincentivante l’utilizzo, soprattutto in ambito domestico.

Benefici

I benefici del geotermico sono notevoli:

• apporto energetico costante e inesauribile;
• impatto ambientale nullo o quasi (dipende dal tipo di alimentazione della pompa);
• elevata sicurezza;
• risparmio in bolletta rispetto a caldaie tradizionali fino all’80%;
• rivalutazione energetica della propria casa.