Energie alternative: il calore dei vulcani

magmaAll’interno dei vulcani si nasconde una grande energia. Il calore contenuto nel magma si trasferisce grazie al movimento e alla pressione contenuta nella camera magmatica. Localmente alla conduzione si aggiunge la convezione, cioè il trasferimento del calore per movimento dei materiali. Il fenomeno può avvenire in due maniere: mediante roccia fusa, o magma, che muovendosi dal basso verso l’alto, nelle zone vulcaniche, affiora alla superficie o mediante movimenti d’acqua riscaldata durante la circolazione in profondità. Quando il fenomeno si verifica, è possibile aumentare notevolmente il flusso locale di calore ed il gradiente di temperatura, e le località interessate al fenomeno sono naturalmente le più favorite per lo sfruttamento. Sulla maggior parte della crosta terrestre il flusso medio di calore produce gradienti di 25-30° C per km, per cui un pozzo profondo 3 km dovrebbe produrre acqua calda alla temperatura di 90 o 100 gradi centigradi. tuttavia, nelle regioni dove la convezione viene prodotta da processi magmatici profondi, il gradiente di calore può essere incrementato di un fattore di 10 o anche più, con la possibilità di ottenere vapore a 200° C e oltre con trivellazioni niente affatto profonde. In tali casi il vapore o l’acqua calda si raccolgono in strati relativamente sottili di roccia porosa o fratturata, e le trivellazioni più profonde non produrranno necessariamente temperature molto più elevate. Quella della perforazione rappresenta la spesa maggiore nello sfruttamento di queste risorse “gratuite”. Poiché i costi aumentano molto rapidamente con la profondità, è scarso l’incentivo a trivellare più in profondità di quanto sia strettamente necessario.

Risorse dal sottosuolo

La qualità delle risorse sotterranee è regolate dalle condizioni termiche esistenti in profondità. Nelle zone migliori (di cui si conoscono finora soltanto casi limitati in Italia, in Giappone e negli Stati Uniti) già a modesta profondità le temperature sono così alto che è possibile estrarre vapore secco. più comunemente il giacimento produrrà acqua calda pressurizzata che si trasformerà in vapore in appositi recipienti in superficie. Il vapore così ottenuto va ad alimentare le turbine per la produzione di energia elettrica e l’acqua raffreddata residua viene inviata agli scarichi o riutilizzata direttamente per riscaldamento. Più spesso la temperatura dell’acqua trovata con le trivellazioni è troppo bassa per permettere la produzione economica dell’energia elettrica; il rendimento del processo di generazione dell’energia si abbassa con la temperatura fino al punto che il valore dell’energia prodotta è troppo modesto per compensare il costo di produzione del vapore. Altrimenti noi in Italia, con la nostra riserva di vulcani attivi e camere magmatiche, avremmo risolto parte dei problemi riguardanti l’approvvigionamento energetico.