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Laboratorio sotterraneo Bedretto per le geoscienze e le geoenergie

Il BedrettoLab (Laboratorio sotterraneo Bedretto per le geoscienze e le geoenergie) è un’infrastruttura di ricerca unica nel suo genere, gestita dall’ETH di Zurigo, che consente di studiare da vicino l’interno della Terra. Situato sulle Alpi svizzere ad una profondità di un chilometro e mezzo al di sotto della superficie, il laboratorio si trova nel mezzo di una galleria di 5,2 chilometri che collega il Ticino con il tunnel ferroviario di base del Furka .

Grazie alle tecnologie di ultima generazione, il BedrettoLab offre condizioni ideali per condurre ricerche sperimentali incentrate sul comportamento del sottosuolo profondo durante le operazioni di accesso e stimolazione. Un accesso di questo tipo è necessario per far progredire le conoscenze scientifiche in diversi ambiti, tra i quali quello dell'energia geotermica e della fisica del terremoti.. È inoltre importante per sviluppare tecniche innovative e nuovi sensori a questi scopi.

Per saperne di più sugli obiettivi del progetto.

News

12/04/2024

In partenza a metà aprile il primo esperimento di iniezione a lungo termine

Il team del BedrettoLab sta per affrontare una nuova fase di esperimenti. Nell’ambito del progetto FEAR sarà avviata a metà aprile una sequenza di test di stimolazione idraulica. Sfruttando le conoscenze acquisite dagli esperimenti condotti nel quadro del progetto VALTER, il team ha in programma iniezioni continuate per un periodo prolungato, da due a quattro giorni, per consentire la riattivazione e l’estensione della rete di fratture del giacimento creata in precedenza. Sotto il profilo scientifico, il team si concentrerà principalmente sulla risposta sismica del giacimento, con l’obiettivo di scalare la sismicità verso eventi maggiori rispetto a quelli osservati in precedenza.

Negli esperimenti passati, il maggiore tra i microterremoti osservati ha toccato una magnitudo pari a -2: nel prossimo test M0 il team punta a raggiungere una magnitudo pari circa a 0. Un evento di questo tipo avrebbe un’ampiezza circa 100 volte maggiore e rilascerebbe approssimativamente 1000 volte più energia rispetto a un terremoto di magnitudo -2. Tale sisma produrrebbe una frattura di circa un centimetro su un’area di circa due metri per due, consentendoci di studiare dove e quando un microterremoto del genere ha origine, in che modo avviene la rottura e quando si ferma. Per fare un confronto, un terremoto naturale di magnitudo 6 con un tempo di ritorno in Svizzera compreso tra i 50 e i 150 anni produce una frattura di un metro su un’area di dieci chilometri per dieci, rilasciando circa un miliardo di volte più energia.

Eventi di magnitudo 0 si sono già verificati naturalmente nelle vicinanze della galleria; tali microterremoti rimangono ad ogni modo da 100 a 1000 volte troppo piccoli per essere percepiti dalla popolazione della Val Bedretto a una distanza di diversi chilometri. La probabilità di eventi indotti di maggiore entità che potrebbero essere rilevati nella valle rimane estremamente bassa. Ad ogni modo, anche microterremoti di magnitudo compresa tra 0 e 1 possono essere percepiti a una distanza fino a qualche decina di metri. Al fine di escludere anche il minimo rischio per le persone che si trovano nella galleria, gli esperimenti non solo saranno monitorati con estrema attenzione, ma per la prima volta saranno anche completamente controllati a distanza. Durante l'iniezione principale non sarà ammessa la presenza di nessuna persona nella galleria. La possibilità di sfruttare il controllo remoto acquisirà un’importanza ancora maggiore in una fase successiva del progetto FEAR, quando si punterà a interessare aree di 10 metri. 

Durante la parte principale dell’esperimento, per sette giorni circa 20 membri del team del BedrettoLab lavoreranno con la massima concentrazione con turni estesi sulle 24 ore. Il loro compito primario sarà monitorare in tempo reale la pressione, la portata, la deformazione e il comportamento della sismicità. Anche la risposta geobiologica e geochimica del giacimento sarà tenuta sotto stretto controllo, per esempio per rilevare possibili precursori di fratture notevoli. Come già per i test precedenti, l’esperimento sarà regolato da due sistemi semaforici: se le vibrazioni osservate o la magnitudo supereranno soglie predefinite, l’esperimento sarà interrotto immediatamente e sarà avviato lo spurgo; gli esperimenti condotti in passato hanno evidenziato che così facendo la sismicità diminuirà nettamente in un tempo compreso tra qualche minuto e qualche ora.

02/04/2024

Un nuovo progetto per testare l'accumulo di energia termica nelle rocce fratturate

Un nuovo progetto intitolato "BEACH: Bedretto Energy Storage and Circulation of Geothermal Energy" è appena iniziato con una prima riunione del consorzio. Si tratta di un progetto pilota e dimostrativo finanziato dall'Ufficio Federale Svizzero dell'Energia (UFE), dedicato alla sperimentazione, allo sviluppo e all'introduzione di nuove tecnologie dalla ricerca al mercato industriale svizzero.

Il consorzio del progetto è composto da scienziati del BedrettoLab, del gruppo Geothermal Energy and Geofluids dall’ETH di Zurigo, da ricercatori della SUPSI e da esperti del settore dell'Azienda Elettrica Ticinese (AET) e di Geo-Energie Suisse (GES).

BEACH svolgerà un ruolo chiave nell'affrontare le sfide della transizione energetica svizzera, dimostrando una nuova tecnologia per l'immagazzinamento e il recupero di energia nel sottosuolo. Con lo spostamento della rete energetica verso le energie rinnovabili, come l'energia eolica o solare, le fasi stagionali del surplus di domanda energetica richiedono una soluzione efficiente e sostenibile per l'accumulo di energia. Mentre l'immagazzinamento di energia termica in sedimenti non consolidati (ad esempio nei Paesi Bassi) è ben affermato, l'immagazzinamento di calore nelle rocce dure e fratturate più comuni in Svizzera rimane in gran parte inesplorato. Il progetto BEACH esplorerà il cosiddetto accumulo di energia termica fratturata nella limitata permeabilità delle rocce cristalline del BedrettoLab.

Per dimostrarne la fattibilità, l'acqua calda (30-70 °C) sarà iniettata nelle fratture esistenti, dove sarà immagazzinata e mantenuta calda dalla roccia circostante fino a quando non sarà nuovamente recuperata. In uno scenario di implementazione reale, il calore potrebbe essere convertito in energia o utilizzato per il teleriscaldamento.

I test sono accompagnati da un monitoraggio completo in tempo reale e da simulazioni numeriche per ottimizzare il sistema di energia geotermica. In ultima analisi, la tecnologia sarà proposta a livello cantonale e nazionale per siti su scala reale che saranno realizzati da partner industriali come parte aggiuntiva del progetto. Un serbatoio su scala reale in roccia cristallina potrebbe essere realizzato in prossimità di infrastrutture con un elevato eccesso e/o domanda di energia, come le aree industriali, a profondità comprese tra 1 e 3 chilometri.

Maren Brehme del Politecnico di Zurigo è a capo del progetto BEACH, premiato con un fondo di 2,96 milioni di CHF. La comunità di Bedretto e il Canton Ticino sostengono il progetto di diffusione della tecnologia a livello nazionale.

Visita virtuale

Clicca su play e scopri il BedrettoLab.

Geo-INQUIRE call #1 open

The EU Project Geo-INQUIRE (Geosphere INfrastructures for QUestions into Integrated REsearch) fosters excellent, interdisciplinary and curiosity-driven research of the solid Earth, including land-sea-atmosphere interfaces. An objective of project Geo-INQUIRE is to provide transnational access to unique high-level installations and experiments to selected users to perform research. The BedrettoLab and its three testbeds (Geothermal Testbed, Earthquake Physics Tesbed and the Deep Life Observatory) are made available to the research community through the 1st Open Call for projects, open between January 15th and March 15th. For further information and to apply please visit the Geo-INQUIRE website.

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