Geotermia

Per geotermia si intende la disciplina della geologia che studia l'insieme dei fenomeni naturali coinvolti nella produzione e nel trasferimento di calore sulla Terra.Il calore terrestre proveniente dall'interno della Terra viene successivamente trasferito verso la superficie terrestre mediante convezione del magma o di acque profonde: da qui nasce la maggior parte dei fenomeni come le eruzioni vulcaniche, le sorgenti termali, i geyser, o le fumarole. Questo calore naturale proveniente dal sottosuolo può essere sfruttato per generare energia geotermica.Nei casi applicativi esistono due "geotermie". Quella classica, relativa allo sfruttamento di anomalie geologiche o vulcanologiche e quella a "bassa entalpia", relativa allo sfruttamento del sottosuolo come serbatoio termico dal quale estrarre calore durante la stagione invernale ed al quale cederne durante la stagione estiva. Il primo tipo di geotermia, riguarda la produzione di energia elettrica (Centrali di Lardarello) e le acque termali (Aqui Terme in Piemonte, Abano Terme in Provincia di Padova, Lazise e Caldiero in Prov di Veorna, Ferrara in Emilia etc.) utilizzate a fini di riscaldamento. La geotermia a bassa entalpia, è quella "geotermia" con la quale qualsiasi edificio, in qualsiasi luogo della terra, puo' riscaldarsi e raffrescarsi, invece di usare la classica caldaia d'inverno ed il gruppo frigo d'estate.


Nell’ambito dello studio di fattibilità per la realizzazione di impianti geotermici, la O.S.C. S.r.l. ha provveduto a realizzare due campi prova per la valutazione delle variazioni termiche nel tempo a piccole profondità. Il primo campo prova è stato allestito nei pressi dell’abitato di Marino alle porte di Roma. Il sito posto ad una quota di 400 metri sul livello del mare ha evidenziato una successione stratigrafica costituita da:
0,00 – 2,00 Terreno vegetale frammisto a materiale di riporto recente con frammenti di laterizio e scarti di lavorazione di marmo di colore marrone in matrice sabbioso-limosa. Alla profondità di 1.20m apparati radicali e frustoli vegetali.
2,00 – 3,00 Piroclastite di colore grigio-verdastro a consistenza da scagliosa a sublitoide ricca di fenocristalli millimetrici di biotite e rare scoriette arancio.
3,00 – 14,00 Piroclastite sublitoide di colore grigio-verdastra ricca di fenocristalli micacei, coriette arancioni e frammenti centimetrici calcarei. Verso il basso alternanza di livelli più marcatamente sabbioso-lapillosi e livelli litoidi compatti.
14,00 – 15,00 Piroclastite litoide di colore grigio-verdastra con frammenti decimetrici di lave leucititiche.
Il foro di sondaggio è stato allestito con una tubazione rivestimento da 3 pollici fino a fine perforazione e all’interno è stata installata una sonda per l’acquisizione remota della temperatura con registrazione automatica a cadenza oraria. La sonda posizionata alla profondità di 12 metri dal piano campagna è rimasta in attività dal 25 maggio al 31 maggio 2007. Esternamente è stata montata all’interno di una capannina meteorologica, una sonda per l’acquisizione delle temperature atmosferiche, al fine di correlare l’andamento in profondità con le oscillazioni termiche giornaliere esterne.
Il grafico sotto riportato evidenzia come la temperatura in profondità sia rimasta costante intorno ad un valore di 14,5 °C durante tutto il periodo di osservazione, mentre le temperature esterne hanno oscillato tra 21,0 e 13,0 °C.

Il secondo campo prova è stato allestito nei pressi di Villalba di Guidonia alle porte di Roma. Il sito posto ad una quota di 70 metri sul livello del mare ha evidenziato una successione stratigrafica costituita da:
0,00-1,60 Travertino litoide compatto e privo di fratturazioni al tetto di colore bianco-avana. Verso il basso passa ad alternanze di livelli travertinosi e limi torbosi grigio-neri
1,60-4,50 Argille torbose di colore marrone grigio e limi con concrezioni calcaree sabbiose. Inconsistenti e poco plastiche.
4,50-5,50 Sabbie e limi scarsamente addensate, di colore dal marrone nocciola al bruno. Alla base sono presenti concrezioni calcaree e materia organica.
5,50-12,00 Travertino concrezionale molto vacuolare di coloreavana, con livelli cavi dello spessore decimentrico (cavità da 6,00 a 6,20). Dalla profondità di 7,00 metri a 8,50 travertino vacuolare e fratturato a tratti a consistenza sub-litoide. Verso il basso il deposito diviene omogeneo e compatto.
Il foro di sondaggio è stato allestito con una tubazione rivestimento da 3 pollici fino a fine perforazione e all’interno è stata installata una sonda per l’acquisizione remota della temperatura con registrazione automatica a cadenza oraria. La sonda posizionata alla profondità di 11 metri dal piano campagna è rimasta in attività dal 16 luglio al 26 luglio 2007. Esternamente è stata montata all’interno di una capannina meteorologica, una sonda per l’acquisizione delle temperature atmosferiche, al fine di correlare l’andamento in profondità con le oscillazioni termiche giornaliere esterne.
Il grafico sotto riportato evidenzia come la temperatura in profondità sia rimasta costante intorno ad un valore di 22,0 °C durante tutto il periodo di osservazione, mentre le temperature esterne hanno oscillato tra 36,0 e 19,0 °C.

Attualmente è in fase di acquisizione una nuova campagna di studio per definire l’andamento delle temperature nella stagione autunnale.

Il Vesuvio: tra osservazione e previsione

Il Vesuvio, vulcano campano definito il più pericoloso al mondo sia per lo stile eruttivo, di tipo esplosivo, che per l’alta densità abitativa nel suo perimetro, viene sorvegliato giornalmente tramite un’attività di turnazione, dall’Osservatorio Vesuviano.
Ente di riferimento per la sorveglianza delle aree vulcaniche attive della Campania (Vesuvio, Campi Flegrei e Ischia), l’Osservatorio Vesuviano è il più antico osservatorio vulcanologico del mondo, sorto nel 1841.
L’attività di tale osservatorio, che consiste in sorveglianza, ricerca scientifica e con essa divulgazione è finalizzata al monitoraggio sismologico, geodetico e geochimico dei vulcani napoletani, con particolare attenzione al Vesuvio e ai Campi Flegrei per la loro pericolosità.
Il monitoraggio ha come scopo l’individuazione e la misura di fenomeni definiti “precursori” di una ripresa dell’attività dei suddetti vulcani, quali sciami sismici, tremore vulcanico, deformazioni del suolo, emissioni di gas dal suolo o da fumarole.
L’analisi della loro evoluzione temporale permette di “prevedere” una probabile eruzione e di comunicare eventuali variazioni dei fenomeni alle autorità competenti in minor tempo possibile, in modo da poter attuare le procedure previste dai piani di emergenza.
A tal scopo il Dipartimento della Protezione civile ha suddiviso le zone potenzialmente soggette ai diversi fenomeni, in zona rossa, gialla e blu, a seconda della pericolosità a cui sono esposte e prevede che nel tempo massimo di 7 giorni, i 600 mila abitanti della zona rossa vengano allontanati.
Certo è che provando a pensare alla viabilità di Napoli qualsiasi piano di evacuazione sembra impossibile, per non parlare del destino degli abitanti delle restanti zone.

SISTEMI “ALTERNATIVI” DI CONSOLIDAMENTO DEI TERRENI

Il mercato del consolidamento dei terreni vede, accanto alle tecnologie tradizionali utilizzate dalla maggior parte degli operatori, imporsi sempre più l’utilizzo di sistemi alternativi che garantiscono un ottimo risultato con minimo impatto e dispendio sia in termini economici che di tempo.
Uno degli interventi più utilizzati come alternativa alle classiche sottofondazioni, è rappresentato dall’iniezione nel terreno di resine espandenti che nasce da un brevetto finlandese ritornato in Europa dopo un ventennio di utilizzo negli USA.
L’intervento ha come scopo finale un aumento delle prestazioni meccaniche del terreno interessato dal cedimento, attraverso iniezioni controllate e ripetute di resina espandente.
La resina, iniettata liquida e a pressione, si integra con il terreno e in pochi secondi aumenta di circa 6/7 volte il proprio volume, formando un aggregato con caratteristiche di alta resistenza alla compressione e al taglio.
L’esecuzione di un lavoro con le resine avviene in tempi molto rapidi e con un’attrezzatura di perforazione manuale facilmente trasportabile a differenza delle grandi macchine operatrici utilizzate per i micropali. Con le resine, inoltre, è possibile operare anche su parti limitate delle fondazioni dell’edificio senza variare di molto la rigidità del terreno di fondazione mantenendo le stesse modalità di trasmissione delle tensioni. Lo svantaggio è rappresentato dalla limitata profondità d’intervento e tipologia di terreno in cui è attuabile.
Tale intervento appare sempre più in crescita, anche per il costo inferiore rispetto a quello richiesto da metodi convenzionali. Un passo molto importante è stato effettuato di recente, con l’introduzione di un modello di calcolo che permette la valutazione della fattibilità dell’intervento e la stima della quantità di resina necessaria per ottenere la resistenza del terreno voluta.

Prove di Carico su Piastra

Le prove utilizzate per la verifica dei materiali in opera sono ormai diventate di routine nelle opere civili. Le prove di carico su piastra, in particolare il modulo di deformazione, sono oggi largamente utilizzate per verificare che i materiali abbiano raggiunto i criteri di prestazione imposti dai capitolati. La determinazione del modulo di deformazione ha però un tempo di esecuzione piuttosto lungo perciò le verifiche vengono eseguite solo puntualmente, spesso solo sugli strati importanti (sottofondo, ultimo strato del rilevato ecc.) e soprattutto con frequenze necessariamente non elevate a discapito della buona riuscita dell’ opera nella sua interezza. Consideriamo inoltre che durante l’intera esecuzione della prova tradizionale (30 - 40 min), è necessario impiegare veicoli da carico o strumenti di supporto utilizzati esclusivamente come mezzi di contrasto; inoltre in vicinanza del punto di prova non é possibile transitare o indurre vibrazioni. La nuova tecnologia ha portato oggi all'utilizzo della piastra dinamica leggera, che si presenta apparentemente come valida alternativa alle prove classiche soprattutto per una verifica sistematica dei materiali posti in opera. E’ un metodo molto veloce che senza mezzi di contrasto, permette di investigare e verificare a parità di tempo una superficie molto più estesa rispetto alla piastra tradizionale.

Geologia Tecnica ed Ambientale

O.S.C. srl per formazione e vocazione dei soci fondatori e dei collaboratori, si occupa di analisi del territorio e dell’interazione impianto – territorio. Nella struttura operano professionisti dinamici con forte motivazione e predisposizione al lavoro in gruppi tecnici multidisciplinari ed agli spostamenti sul territorio nazionale ed estero. I soci fondatori: Dott. Geol. Alessandro Donati, Dott. Geol. Gianluca Paolucci e Dott. Geol. Marco Vinci nel corso degli anni hanno maturato esperienze specifiche che fanno oggi della Overland Services & Consulting Srl una delle società leader nel campo della Geologia Applicata.

Questo blog è interamente dedicato alla geologia applicata. Inseriremo argomenti legati alla nostra professione, un utile spazio di conversazione e discussione.