Il pianeta Terra rilascia continuamente calore verso la superficie. Questo flusso di calore è particolarmente elevato nelle zone vulcaniche (dorsali oceaniche, cordigliere, archi di isole, punti caldi) dove il magma fuso, con una temperatura di 800-1100°C, può accumularsi in serbatoi a piccola profondità (<10 km). Nel nucleo interno della Terra a 6400 km di profondità, la temperatura è superiore a 5000°C. Nello strato di mantello fuso, chiamato astenosfera, i cui moti convettivi sono la causa degli spostamenti delle zolle litosferiche che producono le dorsali medio-oceaniche, le grandi fosse tettoniche e le catene di montagne (Fig. 1), la temperatura è superiore a 1200°C. La presenza di queste zone calde profonde implica che in ogni punto della Terra la temperatura aumenta con la profondità. Il gradiente geotermico medio è di circa 33 °C/km, ma può arrivare anche a valori dieci volte superiori nelle zone “calde” al di sopra di serbatoi magmatici. Il gradiente geotermico scende invece a valori di 10-20 °C/km nelle zone “fredde” situate nelle aree geologicamente stabili, lontane dalle frontiere sia divergenti che convergenti tra zolle litosferiche. Il contributo termico del decadimento degli elementi radioattivi (es. uranio, torio) è invece trascurabile, perché questi elementi sono presenti con una certa abbondanza solo nelle rocce della parte più alta della crosta terrestre. Il calore interno della Terra può essere utilizzato a fini energetici quando l’acqua meteorica si infiltra in profondità lungo sistemi permeabili, viene riscaldata dalla circolazione all’interno di rocce calde profonde, si accumula in serbatoi di rocce permeabili e può venire estratta alla superficie mediante la perforazione di pozzi. L’entalpia esprime la quantità di energia termica di una data massa di fluido e a seconda della temperatura (T) del fluido estratto le risorse geotermiche vengono classificate in risorse di alta (T>150°C), media (T=90-150°C) e bassa (T<90°C) entalpia e hanno una molteplicità di usi energetici. (Fig. 2).
Barberi, F., Ranaldi, M., Carapezza, M.L. (2012). Le risorse geotermiche di alta, media e bassa entalpia. In XI Giornata mondiale dell'acqua Acqua ed energia (pp.81-95). ROMA : Accademia Naz. dei Lincei.
Le risorse geotermiche di alta, media e bassa entalpia
RANALDI, MASSIMO;
2012-01-01
Abstract
Il pianeta Terra rilascia continuamente calore verso la superficie. Questo flusso di calore è particolarmente elevato nelle zone vulcaniche (dorsali oceaniche, cordigliere, archi di isole, punti caldi) dove il magma fuso, con una temperatura di 800-1100°C, può accumularsi in serbatoi a piccola profondità (<10 km). Nel nucleo interno della Terra a 6400 km di profondità, la temperatura è superiore a 5000°C. Nello strato di mantello fuso, chiamato astenosfera, i cui moti convettivi sono la causa degli spostamenti delle zolle litosferiche che producono le dorsali medio-oceaniche, le grandi fosse tettoniche e le catene di montagne (Fig. 1), la temperatura è superiore a 1200°C. La presenza di queste zone calde profonde implica che in ogni punto della Terra la temperatura aumenta con la profondità. Il gradiente geotermico medio è di circa 33 °C/km, ma può arrivare anche a valori dieci volte superiori nelle zone “calde” al di sopra di serbatoi magmatici. Il gradiente geotermico scende invece a valori di 10-20 °C/km nelle zone “fredde” situate nelle aree geologicamente stabili, lontane dalle frontiere sia divergenti che convergenti tra zolle litosferiche. Il contributo termico del decadimento degli elementi radioattivi (es. uranio, torio) è invece trascurabile, perché questi elementi sono presenti con una certa abbondanza solo nelle rocce della parte più alta della crosta terrestre. Il calore interno della Terra può essere utilizzato a fini energetici quando l’acqua meteorica si infiltra in profondità lungo sistemi permeabili, viene riscaldata dalla circolazione all’interno di rocce calde profonde, si accumula in serbatoi di rocce permeabili e può venire estratta alla superficie mediante la perforazione di pozzi. L’entalpia esprime la quantità di energia termica di una data massa di fluido e a seconda della temperatura (T) del fluido estratto le risorse geotermiche vengono classificate in risorse di alta (T>150°C), media (T=90-150°C) e bassa (T<90°C) entalpia e hanno una molteplicità di usi energetici. (Fig. 2).I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
