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    Geotermia e pompe di calore

    L'energia della terra, un'opportunità da sfruttare

    Come risparmiare sul consumo di gas
    17 marzo 2016 - Gianmarco Tedesco

    Mi accingo a parlarvi delle notevoli possibilità di utilizzo della risorsa forse madre, forse più intima perché deriva proprio da tutto ciò che dà la vita: l'energia della terra, l'energia geotermica.Per definizione l'energia geotermica è quella forma di energia legata al calore della terra, che come tale può trovare ampio utilizzo e nella produzione di energia elettrica e nella produzione di energia termica.Essendo un sistema di produzione energetica che io definirei "invasiva", perché l'energia geotermica (al pari dell'attività estrattiva di gas e petrolio) prevede delle perforazioni, delle estrazioni ed eventualmente delle reiniezioni di fluido, è importante se non fondamentale, conoscere "cosa" andiamo a perforare. È fondamentale conoscere quello che in gergo si chiama "serbatoio geotermico". Una sua conoscenza accurata eviterebbe l'insorgenza di fenomeni come, ad esempio, la mancata produzione o il rapido esaurimento di fluido. Cosi come quando compriamo un'automobile cerchiamo di sceglierla in funzione delle nostre necessità, evitando sprechi, evitando macchine troppo veloci e troppo costose, scegliendo quindi anche in funzione di ciò che il mercato offre, al pari, anche l'energia geotermica non può essere adoperata solo in funzione di ciò che vogliamo farne, ma anche e sopratutto di ciò che la risorsa offre. Per produrre energia elettrica, solo pochi posti sono veramente "ideali" e Taranto non è uno di questi. Esistono casi molto interessanti di geotermia ad alta temperatura ed uno dei più famosi è in Italia; la centrale di Valle Secolo in Toscana è in grado di produrre centinaia di megawatt di potenza elettrica. Tutto ciò, a Taranto, sarebbe impossibile e quindi se qualcuno vi proporrà il contrario o è ignorante o è in malafede. Molto più interessante, nel nostro caso, sarebbe indagare la possibilità di utilizzare il calore delle terra per il riscaldamento ed il raffrescamento di locali grazie a quella tecnologia che va sotto il nome di pompe di calore geotermiche. Fate attenzione, ho adoperato il verbo "indagare" proprio perché anche io voglio mantenermi cauto sull'argomento, evitando di creare facili entusiasmi, ma sono certo del fatto che un "uso termico" della risorsa, piuttosto che elettrico, potrebbe avere un maggiore interesse ed una maggiore diffusione. Così come il solar cooling trova ampia applicazione nelle regioni nordiche dove la richiesta di fresco, nei mesi estivi, è minore, le pompe di calore geotermiche potrebbero essere adoperate nelle regioni meridionali dove la necessità di riscaldamento, nei mesi invernali, è minore. Ma che cos'è un pompa di calore geotermica? Sarebbe forse più facile comprendere prima cosa sia una pompa di calore.

     

    Schema di una pompa di calore



    Si definisce pompa di calore una macchina a ciclo inverso che trasferisce calore da un corpo a temperatura più bassa (l'aria fredda esterna) verso un corpo a temperatura più alta (l'aria interna della casa); tutto questo a spese del consumo di energia elettrica.Anche il condizionatore è una macchina a ciclo inverso, dove togliamo calore ad un corpo freddo (l'aria interna della casa) cedendolo ad un corpo caldo (l'aria esterna dell'ambiente). Le macchine a ciclo inverso, potremmo dire, realizzano una cosa "contro natura" vale a dire trasferire calore dai corpi freddi verso i corpi caldi. Quale sarebbe, quindi, il vantaggio nell'utilizzo di una pompa di calore geotermica? Io, personalmente, individuo almeno due vantaggi, il primo ingegneristico ed il secondo ambientale. 


    Motivo ingegneristico

    Se durante i mesi invernali l'aria fredda esterna ha un andamento oscillante, dovuto all'alternarsi del dì e della notte, dovuto alle variazioni di temperatura giornaliere, questo sali e scendi di temperatura potrebbe mettere la macchina a rischio di mal funzionamenti. A circa 1.5 m. di profondità, la terra ha una temperatura media e costante nel tempo pari a 15°C e potrebbe essere usata per sottrarle calore cedendola all'aria interna alla casa.


    Motivo ambientale

    Il consumo di energia elettrica in una pompa di calore è tanto maggiore quanto minore è la temperatura dell'aria esterna (mentre il consumo energetico di un condizionatore è tanto maggiore quanto maggiore è la temperatura dell'aria esterna); in parole povere se devo produrre calore consumo meno energia se la temperatura esterna è di 15 °C piuttosto che se la temperatura esterna è di 10 °C. Poiché il terreno ha una temperatura media di 15 °C conviene produrre calore col terreno piuttosto che con l'aria esterna. Questo assume una connotazione ancora più forte se si confrontano le pompe di calore geotermiche con impianti di riscaldamento a combustibile dove il calore è generato dalla combustione di gas metano. Adoperando pompe geotermiche non solo consumeremmo meno energia elettrica ma risparmieremmo il consumo di gas metano.

    Spero di aver semplificato questo concetto che è alla base delle macchine a ciclo inverso. Come tenta di chiarire questa immagine, le pompe di calore geotermiche sono costituite da tre blocchi: lo scambio di calore col terreno, la pompa di calore e lo scambio di calore con la casa

    Componenti impiantistiche di una pompa di calore geotermica

    Avendo una temperatura fissa di 15 °C, queste macchine hanno COP (Coefficient of Performance) molto alti, variabili tra 4-5.Così come nelle semplici questioni della vita è giusto dare ma anche ricevere per sentirsi pienamente appagati e soddisfatti, anche la terra vorrebbe raggiungere questo equilibrio ed è per questo motivo che queste macchine sono in grado di cedere calore alla casa in inverno (sottraendo calore alla terra) ma anche in grado di sottrarre calore alla casa in estate (cedendo calore alla terra) e per questo la terra stessa non viene scompensata perché in inverno cede calore ed in estate lo assorbe mantenendo invariato il suo equilibrio idrogeologico.

    Ecco uno schema riassuntivo del principio di funzionamento di una pompa di calore geotermica.

    Schema di funzionamento estate/inverno di una pompa di calore

    Un altro aspetto positivo è che queste macchine non prevedono l'estrazione di fluido geotermico, si tratta di sistemi passivi. Se ho un terreno che per esempio non posso coltivare, non posso trattare perché inquinato (faccio un esempio a caso, il primo che mi viene in mente) nulla mi vieta di praticare un foro nel terreno per tirarci fuori calore. Qualsiasi cosa che nascerà sul terreno contaminato di Ilva potrà essere scaldato e raffreddato utilizzando quel terreno che per decenni è stato maltrattato, abusato, e contaminato. Ho cercato di illustrativi molto semplicemente quali possano essere i vantaggi ingegneristici ed ambientali dall'utilizzare una pompa di calore geotermica piuttosto che una pompa di calore elettrica o un riscaldamento a metano. Ho cercato di farlo in modo semplice e chiaro. Come vi ho detto sin dal primo momento, l'intento di questi articoletti non è quello di discutere in modo accademico di queste tecnologie bensì farle conoscere a chi probabilmente questi termini li ha ascoltati ma mai pienamente compresi. In più, il fine ultimo di questi articoletti, nella mia visione del corso di ecodidattica, è quello di fornire una sensibilità energetica applicata al caso Taranto. La nostra città è stata ed è trattata dai più come un postribolo di gente ignorante, indolente ed egoista ed in parte forse è così, ma solo in parte. Il corso di ecodidattica deve preservare il fine, nobile secondo me, di puntare tutto sulle competenze delle prossime generazioni. Fintanto che avremo giovani ignoranti ed inconsapevoli, continueremo a creare uomini tarantini del domani ignoranti ed inconsapevoli, e Taranto continuerà ad essere in balia delle manipolazioni esterne. Quando invece riusciremo a creare e a coltivare la sensibilità energetica, politica e sociale nei nostri ragazzi bè allora vorrà dire che staremo iniziando a creare uomini tarantini del domani sensibili ai temi energetici e alle politiche sociali, meno egoisti e meno indolenti. Questa è la mia idea di ecodidattica.

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