Campi di Ricerca
La ricerca presso il BedrettoLab si concentra attualmente sui seguenti ambiti:
Fisica dei terremoti e prevedibilità
Nonostante le approfondite ricerche, attualmente gli scienziati non sono in grado di prevedere con esattezza quando e dove si verificherà il prossimo terremoto. Una migliore comprensione della fisica dei terremoti potrebbe contribuire – in un futuro imprecisato – a prevedere i sismi.
Presso il BedrettoLab è possibile generare piccoli terremoti in condizioni controllate a una profondità di oltre un chilometro e su una scala 10:100. Un fitto sistema di monitoraggio consente di misurare e raccogliere una gran varietà di dati sismici. In questo modo gli scienziati confidano di ottenere una migliore comprensione delle dinamiche dei terremoti. Le nuove scoperte contribuiranno a far progredire l’impiego sicuro della geoenergia, nonché a migliorare la prevedibilità dei terremoti.
Energia geotermica
Aumentare la quota delle energie rinnovabili è uno dei punti chiave della Strategia energetica 2050 della Svizzera. Insieme ad altre fonti rinnovabili, l’energia geotermica è una risorsa promettente per la produzione di elettricità e calore. Questa tecnologia sfrutta l’enorme calore disponibile nelle profondità del sottosuolo. A tale scopo, acqua fredda viene introdotta ad alta pressione nella roccia, dove si riscalda prima di essere pompata nuovamente in superficie. In Svizzera, man mano che ci si allontana dalla superficie avvicinandosi al centro della Terra la temperatura aumenta di approssimativamente 30 °C ogni chilometro.
Presso il “Laboratorio sotterraneo Bedretto per le geoscienze e le geoenergie”, l’ETH di Zurigo studia – in stretta collaborazione con partner nazionali e internazionali – tecniche e procedure per un uso sicuro, efficiente e sostenibile del calore geotermico. A tal fine è necessario disporre di un giacimento sufficientemente permeabile e accessibile a lungo termine. I ricercatori conducono diversi esperimenti prendendo in esame i differenti processi all’interno di un giacimento geotermico; a tale scopo sfruttano numerosi pozzi in cui hanno installato diversi tipi di sensori per rilevare anche le minime variazioni a livello di sollecitazioni, pressione e fluidodinamica. Un monitoraggio tanto diretto è possibile e sostenibile solo in un laboratorio nella roccia.
Geobiologia
La ricerca geobiologica nel BedrettoLab si concentra sullo studio degli organismi che vivono al limite energetico della vita. A questo scopo, è stata installata un'infrastruttura di ricerca - Deep Life Observatory (DELOS) - che comprende una serie di strumenti da campo dedicati e infrastrutture di perforazione in tutto il tunnel, sia nel banco di prova geotermico sia in aree inesplorate. DELOS supporta una serie di progetti quali:
- caratterizzazione a livello di galleria della biogeochimica della galleria e della superficie
- esperimenti in situ per studiare i cambiamenti della biomassa microbica durante la stimolazione idraulica
- esperimenti di evoluzione delle comunità microbiche con i fluidi del BedrettoLab
- caratterizzazione della "materia oscura microbica" che abita il granito di Rotondo.
Sviluppi tecnologici
Presso il BedrettoLab vengono sviluppate e testate numerose nuove tecnologie volte ad accedere al sottosuolo profondo e a monitorarne il comportamento. Tali sviluppi sono necessari considerata la mancanza di tecniche o strumenti nella forma richiesta (per es. sensori in grado di resistere alle condizioni dei pozzi) e vista la necessità di ottimizzarne e sperimentarne ulteriormente l’applicazione.
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.
