Attivazione energetica di gallerie scavate con metodo convenzionale = Thermal activation of tunnels excavated by conventional method

Nel seguente lavoro di tesi si tratterà l’attivazione energetica delle gallerie scavate con metodo convenzionale. Questo studio si colloca all’interno di un panorama mondiale sempre più indirizzato allo sfruttamento di energie rinnovabili e più sostenibili da un punto di vista della produzione di agenti inquinanti. In questo contesto di ricerca e sviluppo di fonti rinnovabili non può che assumere un ruolo sempre più importante l’utilizzo della geotermia. Questo tipo di energia sfrutta il calore naturale della terra e può dunque ritenersi una fonte rinnovabile e pulita. Come vedremo nel capitolo primo stanno prendendo sempre più piede le geostrutture energetiche, ovvero tutte quelle strutture che a contatto con le parti più profonde del terreno permettono uno scambio termico è quindi la possibilità di rendere utilizzabile questo calore convertendolo in energia. Nei primi quattro capitoli saranno trattati aspetti teorici riguardanti la geotermia e i sistemi che ne fanno parte, lo scavo di gallerie con il metodo convenzionale e la modellazione numerica come strumento per lo studio dei modelli. Verrà quindi sviluppato un modello agli elementi finiti tridimensionale sul quale sarà effettuata una analisi che prenderà in considerazione due aspetti sui tre possibili, quello idraulico e quello termico, tralasciando quello meccanico. Dopo questi capitoli introduttivi si è passati al vero e proprio cuore del seguente lavoro ovvero la descrizione dei sistemi che verranno analizzati. In particolare, vengono analizzati tre sistemi, il primo rappresentato dalle “bullonature energetiche”, il secondo dalle “reti energetiche” e il terzo che è formato unendo le due soluzioni appena nominate e che sarà chiamato successivamente “sistema accoppiato”. Quindi è stato utilizzato il software agli elementi finiti FEFLOW per studiare da un punto di vista numerico le soluzioni prese in considerazione. Nel capitolo settimo i sistemi sono stati valutati seguendo un’analisi parametrica che ha riguardato gli aspetti geometrici delle tubazioni e aspetti legati alle condizioni iniziali e in particolare alle condizioni della falda e alla temperatura del fluido in ingresso legata alla stagione dell’anno presa in considerazione. Per ognuna delle ventiquattro analisi l’output è stato la differenza di temperatura fra fluido entrante e fluido uscente dalle tubazioni grazie alla quale è stato possibile calcolare la potenza scambiabile da ogni sistema. Infine, all’interno del capitolo ottavo sono presentati alcuni paragoni con le relative conclusioni.