Progetti attuali

Progetto Cheap GSHPs

Il progetto Cheap GSHPs (Cheap and Efficient Application of reliable Ground Source Heat Exchangers and Pumps), finanziato dal programma quadro HORIZON 2020, è un progetto europeo finalizzato alla riduzione dei costi e all’aumento della diffusione a scala europea di impianti a circuito chiuso che sfruttano energia geotermica a bassa temperatura. Il progetto si focalizza su due aspetti principali: da un lato si prefigge di ridurre i costi di installazione del 25-30% attraverso il potenziamento di tecnologie di perforazione già esistenti e attraverso lo sviluppo di tecnologie ex-novo; dall’altro lato punta a sviluppare sia un Sistema di Supporto alle Decisioni (DSS) che dei tools modellistici in grado di considerare tutti gli aspetti concernenti la selezione, il design, l’installazione e l’attività di impianti verticali a circuito chiuso.  Grazie ai risultati del progetto, l’utente finale (e.g. ente privato, pubblico o un semplice cittadino) potrà scegliere la tipologia di impianto GSHP ottimale e sicuro da un punto di vista economico, geologico, ambientale ed energetico, che meglio si adatti alle sue esigenze.

Il progetto prevede lo studio di 6 casi reali e 10 casi virtuali (compresi edifici tutelati dall’UNESCO) in diversi contesti in Europa al fine di testare concretamente come le  tecnologie sviluppate, possano venire applicate su scala europea anche in edifici storici e di spiccato interesse culturale, superando i tradizionali vincoli.

L’Istituto Scienze della Terra vi partecipa al consorzio come partner scientifico analizzando gli aspetti geologici e idrogeologici che influenzano la performance degli impianti dal punto di vista energetico. Più informazioni e aggiornamenti sono disponibili sul sito www.cheap-gshp.eu.

Risultati del primo anno di monitoraggio continuo

Nel corso del 2013, è stata implementata la rete di monitoraggio dei livelli delle acque sotterranee nei principali acquiferi presenti nel territorio cantonale (acquiferi di Chiasso, piana del Laveggio, piana del Vedeggio, piana di Magadino e Vallemaggia). Tali acquiferi si caratterizzano per uno sfruttamento più o meno intenso a seconda delle zone. Le quote piezometriche nei punti di osservazione sono state rilevate a scadenza mensile. Il valore medio annuo è stato successivamente interpolato con metodi geostatistici, al fine di ottenere una superficie piezometrica continua.
Il principio su cui si basano i metodi geostatistici (tra cui il kriging), è l’autocorrelazione spaziale dei dati, ovvero la valutazione dell’effetto che ha la posizione del punto di misura, sulla variabilità del dato osservato (quota piezometrica). Il metodo di interpolazione utilizzato è il Kriging: esso permette di fare una predizione del valore (quota piezometrica) nella posizione in cui la misurazione non è stata effettuata, dando inoltre una stima dell’errore del modello. I parametri usati per la calibrazione del semivariogramma sperimentale (funzione di correlazione spaziale), sono caratteristici per ogni acquifero.
È importante notare come la superficie piezometrica ottenuta sia il risultato di un modello. I valori stimati sono da considerarsi indicativi e possono non rappresentare il valore piezometrico reale, soggetto a variazioni temporali e spaziali. L’incoerenza in alcune zone della superficie piezometrica, così come l’incremento dell’incertezza del valore stimato, sono da attribuire ad una distribuzione dei punti di misura non ottimale e alla variabilità temporale del processo simulato (superficie piezometrica). A lungo termine, il proseguimento del monitoraggio, permetterà di fornire medie annue e mensili sempre più affidabili, a supporto dell’applicazione della legge e dell’ordinanza, mirando ad uno sfruttamento sostenibile.
 

Il cambiamento di paradigma della politica energetica svizzera, basato anche sulla riduzione delle emissioni di gas a effetto serra e la promozione delle energie rinnovabili, oltre alla crescita demografica e lo sviluppo economico, costituiscono le principali cause dell’incremento del consumo idrico. In Ticino gli acquiferi localizzati nelle pianure alluvionali, costituiscono le risorse idriche sotterranee più importanti per l’approvvigionamento di acqua potabile. Nel contesto morfologico ticinese, in queste stesse aree si concentrano le maggiori zone urbane, le infrastrutture e le attività industriali e agricole.
L’animazione illustra laddove nel corso del tempo sono state rilasciate le concessioni per lo sfruttamento delle acque sotterranee, indistintamente secondo il tipo di utilizzo (potabile, industriale, agricolo ed energetico); inoltre, le dimensioni dei punti sono proporzionali alla portata prelevata, indicata dalla concessione. Si può notare come lo sfruttamento si concentri lungo i maggiori fondovalle e dagli anni ’70-’80 fino al 2000 il rilascio di concessioni risulta modesto per poi accelerare in modo deciso a partire dal 2005.
Il potenziale geotermico del suolo, unito a quello degli acquiferi e il riciclo di scarti termici industriali, ha garantito un apporto energetico nel panorama cantonale pari a 35 GWhth/anno (Piano Energetico Cantonale – Piano d’azione 2013). Lo stanziamento di incentivi economici, per l’attuazione della politica energetica basata su fonti rinnovabili, ha avuto come risultato la diffusione dell’utilizzo di pompe di calore collegate a sonde geotermiche e pozzi ad uso domestico e con una potenziale termico ridotto. Di fronte al beneficio ottenuto dalla riduzione di emissioni di CO2, è aumentato il potenziale rischio d’inquinamento della falda, dovuto al gran numero di perforazioni. In un panorama di sempre maggior sfruttamento delle risorse idriche sotterranee, la conciliazione tra i diversi interessi - di utilizzo e di tutela - può avvenire soltanto attraverso una politica territoriale capace di gestire le risorse naturali in modo integrato e sostenibile.
 

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