Valutazione delle potenzialità geotermiche della galleria di base della Torino-Lione = Geothermal potential evaluation of the Turin-Lyon base tunnel

I mutamenti climatici e il riscaldamento globale non possono più essere ignorati e mai come ora sono grande argomento di attualità. Oltre ai negoziati internazionali, dove si innovano strategie e accordi sul clima, è necessario continuare a sviluppare quelle tecnologie che vadano a sfruttare le nuove risorse energetiche. Il collegamento ferroviario Torino-Lione rappresenta uno dei progetti più importanti per lo stimolo dello sviluppo economico europeo. L’infrastruttura contribuisce alla salvaguardia dell’ambiente alpino, grazie all’attuazione di un’ambiziosa politica di trasferimento modale di una quota del trasporto merci dalla strada alla ferrovia, essenziale anche nella strategia europea di riduzione dei gas serra, così come stabilito nell’accordo siglato a Parigi nell’ambito della ‘Conferenza sul Clima (COP21) ’. Si stima che la costruzione dell’infrastruttura della Torino-Lione porterà ad una riduzione annuale di emissioni di gas serra di circa 3 milioni di tonnellate. Una diffusione sempre maggiore delle cosiddette geostrutture energetiche, oltre ai soliti impianti geotermici, si è avuta dagli anni ’70. La novità di questi sistemi è riassunta nel loro doppio ruolo, poiché riescono ad integrare alla loro principale funzione strutturale quella di scambiatori di calore, sfruttando il sottosuolo come “serbatoio di accumulo”. In particolare, tra tutte le geostrutture disponibili (pali, diaframmi, tunnel, ecc.) le gallerie energetiche offrono la maggiore superficie per lo scambio termico. Attraverso rivestimenti innovativi in cui sono presenti i tubi scambiatori di calore, è possibile attivare termicamente porzioni più o meno lunghe dell’infrastrutture ferroviarie e, con l’ausilio di una pompa di calore, ottenere una potenza termica che si potrebbe ad esempio sfruttare per soddisfare i fabbisogni energetici di più utenze, possibilmente quanto più vicine al punto di installazione della pompa. Lo scopo di questa tesi si riassume nella quantificazione del potenziale geotermico di un tratto del collegamento Torino-Lione, nello specifico di una porzione lunga 10 km dell’ammasso roccioso d’Ambin, lungo la quale sono stati registrati elevati valori di temperatura alle quote in cui avverrà lo scavo del tunnel di base del Moncenisio. Questo sarà simulando l’installazione di un rivestimento in conci di calcestruzzo di tipo ‘ENERTUN’ nella sola configurazione ‘AIR’, concentrandosi, quindi, soprattutto nello scambio di calore con l’aria interna alla sezione della galleria. Si parlerà nel dettaglio del modello costruito nel software ad elementi finiti ‘Finite Element subsurface FLOW simulation system’ (FEFLOW), con brevi cenni teorici ai problemi accoppiati tipo TH, e, soprattutto, si elencheranno e motiveranno le analisi parametriche svolte e le simulazioni effettuate, per poi mostrare i risultati ottenuti in termini di potenza ed energia termica. Infine, sarà d’interesse fare un confronto con il potenziale geotermico stimato da TELT nel 2021, a seguito del monitoraggio delle sorgenti sotterranee e sulla base della previsione delle portate incontrate durante tutto lo scavo del tunnel di base (quindi anche prima della messa in esercizio dell’infrastruttura). In conseguenza delle fasi di utilizzo della risorsa da loro introdotte, saranno ipotizzati altrettanti scenari di disponibilità del potenziale geotermico, con lo scopo di garantirne lo sfruttamento nel più lungo periodo possibile.