Evaluation and mapping of shallow geothermal potential in urbanized areas of Turin

L'energia geotermica è considerata una promettente risorsa rinnovabile, con vantaggi significativi sia per la sostenibilità energetica che per la conservazione ambientale. Quando il calore interno della Terra viene sfruttato, i sistemi geotermici forniscono un'alternativa stabile e a basse emissioni rispetto ai combustibili fossili convenzionali. Questa ricerca si concentra sul potenziale geotermico a bassa entalpia dell'acquifero di Torino e sull'ottimizzazione delle operazioni delle pompe di calore a circuito aperto (GWHP) in modo da garantire una gestione sostenibile delle risorse dell'acquifero. Questo studio utilizza tecniche avanzate di Sistema Informativo Geografico (GIS) per analizzare i parametri idraulici dell'acquifero, come la conducibilità idraulica, la piezometria e la base dell'acquifero. Inoltre, viene utilizzato un plugin di QGIS chiamato Smart-Map per migliorare la precisione spaziale di questi parametri. Questo plugin sfrutta il metodo di interpolazione Kriging, attraverso il quale vengono generati dataset spaziali ad alta risoluzione, essenziali per una modellazione e un'analisi precise. Lo studio applica tre metodologie distinte per calcolare la portata massima sostenibile dall'acquifero: il metodo di Thiem, il metodo di Cooper e Jacob, e il metodo di Darcy. Nel metodo di Thiem, per determinare la portata, i parametri vengono inseriti direttamente in un'equazione logaritmica. Al contrario, nel metodo di Cooper e Jacob è necessario risolvere un'equazione quadratica, che richiede il calcolo del discriminante e l'identificazione di una radice fisicamente significativa. Infine, nel metodo di Darcy la portata viene stimata calcolando il flusso totale d’acqua sotterranea che attraversa una data area di sezione, basandosi sulla legge di Darcy, la quale assume che tutta l'acqua che passa attraverso l'area possa essere estratta, portando spesso a valori sovrastimati. Oltre al calcolo della portata, in questa ricerca viene stimato il potenziale trasferimento energetico tra l'acqua estratta e corpi esterni. La differenza di temperatura tra l'acqua sotterranea e l'ambiente esterno determina il trasferimento di energia. Questi calcoli evidenziano il ruolo significativo delle proprietà fisiche dell'acqua nella determinazione del potenziale trasferimento energetico nei sistemi geotermici. Questa ricerca mette in risalto l'importanza di una corretta interpolazione dei parametri e della selezione di metodi di calcolo appropriati per la gestione delle risorse geotermiche. I risultati porteranno a un uso sostenibile delle risorse idriche sotterranee, favorendo l'utilizzo efficiente dell'energia geotermica e minimizzando l'impatto ambientale.