Geostrutture energetiche: palancole termoattive e possibili applicazioni in Laguna di Venezia

Strutture geotecniche interrate quali fondazioni superficiali, fondazioni profonde, muri di sostegno, pareti di gallerie realizzate con il metodo Milano (o taglia e copri), rivestimenti di gallerie, ancoraggi per scavi di gallerie secondo il metodo di scavo austriaco (NATM), e persino sistemi fognari possono esser utilizzati come elementi assorbitori per scambio di calore con il suolo. La tecnologia è basata sull’impiego di tubi in polietilene ad alta densità (PEAD), con funzione di scambiatori di calore, incorporati in elementi strutturali a diretto contatto con il terreno, e un fluido termo-vettore che circola attraverso il sistema; il calore è estratto dal suolo o accumulato nel suolo per il riscaldamento o il raffrescamento di edifici. I tubi sono in genere fissati alle gabbie d’armatura prima del getto di calcestruzzo in fase di realizzazione dell’elemento strutturale che andrà ad ospitarli. Le opere che sfruttano questa tecnologia, che combina la funzione strutturale con quella energetica, assicurano vantaggi sia di natura ecologico-ambientale che economica, in quanto consentono una riduzione del consumo di combustibili fossili, con costi di installazione moderati, giacché realizzati durante il processo di costruzione delle strutture geotecniche, e costi operativi bassi. Il limite principale di questa tecnologia risiede nell’applicabilità quasi esclusiva alle strutture di nuova realizzazione. Peraltro l’economia europea si è data un traguardo: azzerare il suo impatto sul clima entro il 2050. Quindi lo sviluppo e l’applicazione di questa tecnologia è in linea con gli obiettivi dell’UE. Questi impianti, facenti parte della categoria degli “impianti geotermici” e più specificamente geostrutture energetiche (GE), appartengono a una tipologia impiantistica che sfrutta la bassa entalpia del sottosuolo a fini di riscaldamento, raffrescamento e produzione di acqua calda sanitaria. La porzione di sottosuolo generalmente interessata da questo tipo di tecnologia è quella compresa da qualche metro a circa 200 metri di profondità. Precisamente, escludendo situazioni riconducibili a fenomeni di anomalie idrogeologiche, nella maggioranza dei casi il sottosuolo in Italia ha una temperatura praticamente costante tra i 10 e i 100 metri di profondità che si attesta nell’intervallo tra 12 e 14°C. Lo strato superficiale, invece, risente delle escursioni termiche giornaliere e stagionali. Gli impianti di cui qui si tratta appartengono quindi alla tecnologia detta “geotermia a bassa entalpia” in quanto l’applicazione tecnologica implica temperature del sottosuolo basse (inferiore ai 40°C). Di seguito si espone brevemente il contenuto della presente tesi. Nel primo capitolo, dedicato alla geotermia di bassa entalpia e alle strutture termo-attive, si introduce il concetto di geotermia di bassa entalpia, si descrivono in generale le strutture termo-attive esponendone altresì gli scopi e i vantaggi, specificando quali siano le strutture geotecniche che possono essere opportunamente progettate per utilizzare il calore geotermico e da quali fattori dipenda la loro efficienza. Dopo aver illustrato in generale le GE, il secondo capitolo è dedicato più precisamente alle pareti termo-attive, con particolare riferimento ai diaframmi e ai palancolati resi termicamente attivi, fornendo anche alcuni esempi di loro applicazioni realizzate in Europa. Infine, il terzo capitolo mira a proporre una possibile applicazione delle palancole termo-attive (PTA) nei dintorni della laguna di Venezia.