Qual è il fulcro della ricerca del “Bedretto Underground Laboratory for Geosciences and Geoenergies”?
Presso il "Bedretto Underground Laboratory for Geosciences and Geoenergies" il Politecnico di Zurigo studia, in stretta collaborazione con partner nazionali e internazionali, tecniche e procedure per un utilizzo sicuro, efficiente e a lungo termine del calore geotermico. Un'attenzione particolare è rivolta alla fisica della sismicità indotta. I ricercatori conducono diversi esperimenti. Mentre alcuni pongono un forte accento sui processi geotermici coinvolti, altri sperimentano diverse tecniche di perforazione e di stimolazione. Un fitto sistema di monitoraggio permette di osservare anche le più piccole variazioni di tensione, pressione e movimenti dei fluidi. Un monitoraggio così attento è possibile e conveniente solo in un laboratorio roccioso.
Quale impatto si prevede che avranno gli esperimenti scientifici che vengono svolti?
Speriamo di acquisire una migliore comprensione dei processi rilevanti nell'ambito di un'esplorazione geotermica profonda. I nostri risultati mirano a contribuire a un utilizzo più sicuro e più sostenibile dell'energia geotermica in Svizzera e all'estero. Questa è la condizione preliminare per poter aumentare la quota di energia geotermica dal cinque al dieci percento, necessaria per raggiungere gli obiettivi della Strategia energetica 2050.
Lo stesso "Bedretto Underground Laboratory for Geosciences and Geoenergies" non produrrà di per sé calore o elettricità per uso commerciale, ma un esperimento creerà un reservoir geotermico che sarà utilizzato per testare lo scambio termico su base mensile e annuale.
Ci sono rischi potenziali associate al lavoro svolto presso il “Bedretto Underground Laboratory for Geosciences and Geoenergies”?
Scosse sismiche molto piccole e non percettibili sono parte integrante dei progetti di geotermia profonda. Quest’ultimi creano fratture e le tengono aperte, migliorando la permeabilità di un reservoir necessario per un funzionamento efficiente. L'obiettivo di ogni progetto geotermico è quello di aumentare la permeabilità senza causare scosse sismiche o terremoti dannosi.
Presso il "Bedretto Underground Laboratory for Geosciences and Geoenergies" sono previsti scosse sismiche di dimensioni molto ridotte. Rispetto ai terremoti naturali e dannosi, le dimensioni del volume stimolato e la profondità del volume della roccia sono notevolmente inferiori. Pertanto, il rischio di provocare terremoti percettibili o addirittura dannosi è estremamente basso. Un fitto sistema di monitoraggio ci permette di osservare anche la più piccola attività sismica. In caso di superamento di soglie di magnitudo predefinite, le procedure verranno immediatamente adattate e, se necessario, arrestate. Il nostro obiettivo è quello di studiare come prevenire i terremoti e di non provocarne alcuno presso il "Bedretto Underground Laboratory for Geosciences and Geoenergies".
Per l'ambiente non ci sono potenziali rischi, in quanto non vengono iniettati prodotti chimici nella roccia e non vengono utilizzate altre sostanze nocive.
Un laboratorio nella roccia dove venmgono manipolati di diversi strumenti, è per natura un ambiente di lavoro meno sicuro di un normale ufficio. Per questo motivo, vengono adottate diverse misure per proteggere i tecnici e i ricercatori che lavorano presso il "Bedretto Underground Laboratory for Geosciences and Geoenergies". Oltre alle istruzioni per l'uso dell'abbigliamento protettivo, vengono definite e monitorate le procedure operative.
Per ogni esperimento verrà prodotto uno studio sui rischi dettagliato e rigoroso che specifica le misure di sicurezza da rispettare.
Ci sono ulteriori informazioni sugli esperimenti scientifici previsti?
Vi invitiamo a dare un’occhiata alla pagina seguente: attività.
La galleria di Bedretto
La galleria di Bedretto, che collega il Ticino alla galleria di base della Furka, offre condizioni ideali per lo svolgimento di questi esperimenti. Inoltre consente di trasporre su una scala maggiore le ricerche precedentemente condotte da laboratori universitari e altri centri di ricerca scavati nella roccia, come per esempio presso il Grimsel.
Ciò costituisce un importante passo avanti per la dimostrazione – in un contesto il più vicino possibile alle condizioni del sottosuolo profondo – delle ipotesi precedentemente formulate. Lo strato di roccia che ricopre la galleria, spesso tra i 1000 e i 1500 metri, simula bene le condizioni di pressione alle profondità rilevanti per un giacimento geotermico.
Per rendere operativo un laboratorio di questo tipo, la galleria è stata sottoposta a un esteso intervento di costruzione: il pavimento è stato livellato e le rocce instabili sono state messe in sicurezza; inoltre, sono stati installati un sistema di aerazione, una rete di comunicazione e un impianto elettrico. La Matterhorn-Gotthard-Bahn, cui appartiene la galleria, ha attualmente concesso il sito in locazione all’ETH di Zurigo per otto anni.
Perché è stata scelta la galleria di Bedretto per questa infrastruttura di ricerca?
Esperimenti simili sono già stati condotti su scala ridotta in laboratori universitari o nel laboratorio roccioso del Grimsel. Il "Bedretto Underground Laboratory for Geosciences and Geoenergies" offre ora l'opportunità di fare esperimenti su scala maggiore, il che consente di verificare i risultati precedenti in un ambiente più realistico. Invece di stimolare formazioni rocciose ad un paio di centimetri come in laboratorio, o ad una scala di 10 metri come al Grimsel, le esperienze saranno condotte su una scala di 100 metri e oltre. Così facendo, la formazione rocciosa stimolata è ancora più piccola rispetto ad un vero e proprio progetto geotermico commerciale di profondità, ma significativamente più grande di quanto scientificamente analizzato finora. Inoltre, la copertura rocciosa tra i 1.000 e i 1.500 metri sopra la galleria simula bene le condizioni di pressione a profondità rilevanti per un reservoir geotermico.
Cosa è l’energia geotermica profonda?
La geotermia profonda accede a strutture rocciose che si trovano ad almeno 400 metri di profondità nel terreno. A seconda delle temperature del sottosuolo sono possibili diversi utilizzi.
Le falde acquifere che si trovano a una profondità di 400–2000 metri rappresentano temperature dai 20 ai 70 °C. L’acqua termale qui presente è adatta non solo per i bagni, ma anche per l’estrazione di calore. Lo stesso è possibile con i sistemi che sfruttano il drenaggio di tunnel (UFE, Nutzung der Erdwärme - Überblick, Technologie, Visionen).
A una profondità di 4000 metri sotto de la Svizzera le temperature sono comprese tra i 150 e i 200 °C. I progetti geotermici, che accedono a questi strati di roccia, di solito usano una parte dell’energia estratta direttamente per la produzione di elettricità. Il resto può essere immesso in una rete di teleriscaldamento.
Si distingue tra due sistemi per la generazione di energia a grandi profondità: petrotermale e idrotermale. Per sapere di più: www.seismo.ethz.ch/it/knowledge/things-to-know/geothermal-energy-earthquakes/forms-of-geothermal-energy/.
Visitare il BedrettoLab
Al momento, rendiamo possibili le visite per:
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- Industria legata alla geotermia / ingegneria / geoscienze
- Gruppi di interesse nel campo della geotermia, delle energie rinnovabili e delle geoscienze
Le visite sono possibili solo su appuntamento. Per ulteriori informazioni, contattare Stefanie Zeller (stefanie.zeller@sed.ethz.ch).
In futuro il nostro obiettivo è quello di svolgere visite aperte al pubblico che verranno pubblicizzate su questo sito web.
Visite guidate
Attualmente il Bedretto Lab può essere visitato solo da partners e da specialisti. Per motivi di capacità, al momento non siamo in grado di offrire visite guidate per il pubblico. Il nostro obiettivo è quello di fornire visite aperte al pubblico in futuro e le pubblicizzeremo su questo sito web e sul nostro Instagram account.