La geotermia è una disciplina delle scienze della terra che studia la produzione ed il trasferimento del calore che si origina nella crosta terrestre in seguito al decadimento di isopoti radioattivi. I vulcani, i geyser, le fumarole e le sorgenti calde sono le manifestazioni naturali visibili di questa energia termica contenuta nella Terra.
Le aree geotermiche sono caratterizzate da particolari condizioni geologiche che permettono ad un vettore (acqua in fase liquida o vapore) di trasportare il calore da una sorgente termica verso la superficie.
La produzione di elettricità è la forma di utilizzazione più importante delle risorse geotermiche ad alta temperatura (>150°C), come nel caso delle aree geotermiche toscane. Le risorse geotermiche a temperatura medio-bassa (<150°C) sono adatte a vari tipi di impiego, quali riscaldamento e condizionamento degli edifici e varie attività industriali, agricole e di allevamento.
Nel caso di utilizzazione per la produzione di energia elettrica, il fluido geotermico, composto da una miscela di gas e vapore ad alta temperatura, viene estratto da pozzi profondi e, dopo il passaggio attraverso stadi di condensazione e scambio di calore nell’impianto per la produzione di energia, viene re-iniettato nel sottosuolo attraverso pozzi di re-iniezione.
L’impatto ambientale determinato dallo sfruttamento dell’energia geotermica, sebbene sia stato considerato trascurabile fino agli anni ‘60, negli ultimi anni è invece diventato oggetto di indagini più approfondite. Gli impianti geotermici per usi energetici favoriscono il trasporto verso la superficie dei fluidi con emissione in atmosfera di vapori e sostanze inquinanti che possono raggiungere concentrazioni superiori a quelle delle emissioni naturali.
L’entità delle conseguenze ambientali indotte dagli impianti geotermici dipende dal tipo di impianto, dalle caratteristiche geologiche e morfologiche dell’area e dalle condizioni meteo-climatiche locali. Le emissioni degli impianti geotermoelettrici attuali sono costituite da vapori rilasciati attraverso le torri di raffreddamento, mentre i condensati sono re-iniettati in profondità ed i fanghi smaltiti in discarica.
Le emissioni aeree sono composte perlopiù da anidride carbonica, idrogeno solforato e metano. In misura minore vengono emessi anche azoto, idrogeno, ammoniaca, acido borico, radon, gas rari ed elementi in tracce in forme volatili, come mercurio, arsenico e antimonio. Oltre alle emissioni di inquinanti, lo sfruttamento geotermico può accompagnarsi a problemi di subsidenza (abbassamento del suolo), di interferenza con la sismicità naturale, di inquinamento acustico per i lavoratori degli impianti e di danni al paesaggio.
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