Individuare le georisorse disponibili intorno alla catena alpina: il progetto GeoMol

Il progetto GeoMol – Assessing subsurface potentials of the Alpine Foreland Basins for sustainable planning and use of natural resources, promosso dal ministero per l'ambiente del land della Baviera in collaborazione con varie istituzioni, fra le quali per l'Italia l'ISPRA e le regioni Lombardia ed Emilia – Romagna, ha voluto esplorare le georisorse esistenti in alcune aree – campione nei grandi bacini sedimentari che circondano le Alpi: la Pianura padana a sud e il bacino delle Molasse Svizzere a N, con una ulteriore applicazione in un'area nel bacino Pannonico tra Ungheria, Slovenia e Austria che non fa parte del progetto principale. I dati scientifici sono stati inseriti in due software specifici consultabili on line sul sito, uno su mappa e uno in 3D. Il tutto è pubblicato in un report (1) scaricabile liberamente. Una operazione del genere dimostra come nei bacini intorno alle Alpi il sottosuolo possa essere sfruttato per la geotermia e per lo stoccaggio di gas. Con i vantaggi a cascata in termini di ambiente, bilancia commerciale e posti di lavoro.

Lo scopo del progetto Geomol era l'individuazione delle georisorse dei grandi bacini sedimentari intorno alla catena alpina prendendo in esame delle aree campione, visibili nell'immagine qui accanto.

A Sud della catena alpina c'è la pianura padana: sopra un basamento paleozoico si trova una serie sedimentaria la cui deposizione è iniziata nel Triassico. La successione è davvero spessa: in alcune zone solo nel Pliocene si sono deposti 5 km di sedimenti. Questo bacino oggi è stretto fra le Alpi e gli Appennini che lo hanno in parte deformato, quindi la sua struttura tettonica è complessa.

Il bacino delle molasse, sviluppatosi a partire da 35 milioni di anni fa (fine dell'Eocene) lungo il margine settentrionale della catena è un'area arcuata e lunga un migliaio di km e larga tra 30 e 100, grossolanamente dalla Savoia alla Boemia. Questi sedimenti, che raggiungono i 7 km di spessore, provengono dall'erosione della catena in formazione: si sono deposti su di un basamento cristallino paleozoico simile alle rocce che compongono le vecchie catene erciniche affioranti come Massiccio Boemo, Vosgi, la foresta Nera e Massiccio Centrale Francese, parzialmente coperto da una serie marina tra Mesozoico e Terziario inferiore.

Anche le molasse sono state oggetto di deformazioni da quando si sono formate ad oggi, ma in maniera più ridotta rispetto a quanto è avvenuto a sud.

Nella fase iniziale del progetto sono stati esaminati i dati geologici disponibili: carte e sezioni a varia scala, una gran quantità di profili sismici e dati di sondaggi e stratigrafie di pozzi. I pozzi sono serviti soprattutto ad individuare esattamente il significato delle discontinuità emerse dai profili sismici per calibrarli, come si vede dalla figura qui accanto.

LE GEORISORSE NEI BACINI INTORNO ALLE ALPI

Una georisorsa è un qualsiasi potenziale di utilizzo del sottosuolo: falde acquifere, miniere, pozzi per gli idrocarburi sono gli esempi più classici, ma sono georisorse anche acque termali, corpi geotermici e le zone adatte per stoccare gas nel sottosuolo. Sono raffigurate in questa immagine del servizio geologico olandese.

Per valutare le georisorse delle aree campione sono stati indicati alcuni parametri:

- le caratteristiche dei sedimenti dei bacini, la cui successione è nota

- l'assetto strutturale

- la distribuzione delle temperature

A livello minerario le cose non vanno bene, nel senso che le uniche risorse possibili sarebbero gli idrocarburi (ma la maggior parte degli oltre 250 serbatoi scoperti è ormai già stata sfruttata quasi totalmente, e non è considerata realistica l'ipotesi di nuove scoperte importanti) e il carbone (le cui ultime coltivazioni sono state abbandonate entro il 2000 per i costi di estrazione troppo alti; le riserve sarebbero consistenti numericamente ma a causa delle elevate emissioni di CO2 connesse al suo utilizzo, non vengono considerate utili.

Riveste invece una grande importanza la produzione di acque a scopo termale, idropotabile, irriguo ed industriale

La georisorsa più importante secondo GEOMOL è la geotermia (ecco perché è stato lo studio delle temperature è stato un obbiettivo fondamentale del progetto). Il calore interno terrestre è dimostrato dalle elevate temperature che le maestranze dovettero sopportare quando furono traforate le prime grandi gallerie transalpine come il Sempione e dalla presenza di acque termali calde. Il gradiente geotermico varia da zona a zona (un valore “medio” è di circa un grado ogni 30 metri). Sono stati usati vari metodi per misurarlo.

Parlando di geotermia in Italia vengono automaticamente in mente Larderello e i suoi soffioni. Nelle zone circumalpine non ci sono vulcani né magmi intrusi nella crosta superiore ancora caldi come in Toscana, però la geotermia si può fare con temperature molto più basse: già tra i 20 e i 40 °C le acque vengono usate a scopo termale o per il riscaldamento con pompe di calore. Oltre questa temperatura si possono utilizzare gli scambiatori di calore e già a 100°C si può pensare al riscaldamento industriale o alla generazione di energia.

Il potenziale geotermico indica la capacità del sottosuolo a rendere utilizzabile questa risorsa, rinnovabile e che presenta (a parte alcuni casi come Larderello .....) livelli di produzione di gas – serra molto bassi. I vantaggi sono evidenti: oltre al contrasto dei cambiamenti climatici, il minore ricorso ai combustibili fossili riduce l'inquinamento atmosferico che deriva dal loro uso, trasporto e trasformazione; e si deve pure considerare i riflessi sulla bilancia commerciale, vista la quasi totale dipendenza dall'estero in questo settore. Vediamo qui la carte delle variazioni della profondità della isoterma dei 100°C nell'area a E del lago di Costanza, che dimostra la possibilità di raggiungere con le perforazioni profondità interessanti per sfruttare il calore terrestre.

La presenza di faglie in cui risalgono dal profondo fluidi a temperatura più alta è la situazione più favorevole.

C'è anche l'ipotesi di aumentare la permeabilità di rocce interessanti dal punto di vista geotermico che ne difettano in modo da poterle sfruttare meglio.

Nella zona bavarese del bacino delle Molasse già nel 1938 furono trovati liquidi idrotermali ad alta profondità durante l'esplorazione a scopo di ricerca di idrocarburi. Lo sfruttamento delle risorse geotermiche attualmente ha il suo epicentro nella Baviera, con qualche impianto nelle zone confinanti di Svizzera e Austria. Vi sono impianti per tutti gli usi, anche geotermoelettrici, ma l'uso termale è di gran lunga il più importante. La carta mostra la loro distribuzione.

In pianura padana, nei dintorni di Mantova, sono utilizzati a scopo riscaldamento fluidi geotermici a 60°C rinvenuti durante esplorazioni petrolifere a 5000 metri di profondità.

La difficoltà specialmente nella pianura padana è la profondità delle riserve geotermiche, che innalza i costi.
Un'altra tecnica poco conosciuta, applicata in Norvegia in qualche migliaio di casi, è quella di immagazzinare nel terreno acque calde estive per usarle d'inverno a scopo riscaldamento e acque fredde invernali a scopo condizionamento in estate.

Un'altra georisorsa è la presenza nel sottosuolo di formazioni in cui possono essere stoccate ingenti quantità di gas da riutilizzare a scopo energetico (metano, gas naturale, aria compressa): lo stoccaggio dei gas in profondità è un buon sistema per costituire importanti riserve strategiche e consente di poter acquistarlo quando i prezzi sono più convenienti. Tecnicamente parlando sono possibili due soluzioni: caverne nel sale o rocce porose. Intorno alle Alpi non ci sono caverne di sale e quindi c'è solo la seconda possibilità.

Inoltre è teoricamente possibile sequestrare in profondità il CO2 atmosferico, per diminuirne il tenore nell'aria, che sta arrivando a livelli drammaticamente alti.

Per stoccare gas più leggeri dell'acqua come metano o CO2, che tenderebbero ad andare verso l'alto, un aspetto fondamentale è la necessità di avere sopra la roccia – serbatoio un tappo di rocce impermeabili: per cui depositi del genere sono possibili solo in rocce porose sotto ad un importante banco di argille o marne impermeabili. Quindi l'assetto tettonico è importante perché molto spesso sono le faglie a determinare le zone che possono essere sigillate, come si vede in questa figura.

I campi petroliferi esauriti vengono “a fagiolo”: hanno una porosità ottimale, se confinati in mezzo a rocce impermeabili offrono buone doti di sigillatura e i costi di attivazione sono bassi perchè ci sono già i pozzi e i sistemi di trasporto del materiale, sui quali basterebbe semplicemente operare per invertire il verso del flusso. È una soluzione già ampiamente praticata in varie nazioni: gli USA sono leader del settore, e anche in Italia ci sono già almeno una decina di impianti del genere.

Spero che a nessuno venga in mente di utilizzare invece queste zone per lo stoccaggio di liquidi inquinati in profondità, attività in cui gli USA sono maestri ma della quale nel rapporto per fortuna si parla poco: quello che è da temersi, soprattutto, sono i rischi connessi all'inquinamento permanente del sottosuolo.

Nelle zone in cui si pratica attività di stoccaggio nel sottosuolo alle volte si manifesta un rischio sismico elevato: è successo in diversi luoghi negli USA e anche in Spagna. Questo rischio pone dei grossi interrogativi (e dei possibili limiti) all'uso di questa georisorsa ed è da considerare con molta attenzione. Comunque il rapporto è stato scritto prima dell'uscita dei lavori in cui sono evidenziate le ragioni della sismicità indotta e perché da qualche parte avviene e altrove no, come ho scritto in questo post.

Ci sono anche dei geopontenziali negativi: vulcanismo, sismicità potenzialmente elevata, aree sottoposte a rischio frane o alluvioni, paludi, aree salmastre.

Nel bacino delle Molasse il rischio sismico è per fortuna piuttosto basso, anche se non sono esclusi eventi che possono comportare crolli importanti in alcuni edifici: nella storia sono rari ma danni e persino morti ne hanno fatti. Sono effetti del risentimento di sismi che si scatenano fuori da esso o ai suoi limiti, dovuti a questioni tettoniche nella catena o nel graben del Reno.

La pianura padana invece era storicamente a rischio, basta leggere il catalogo dei terremoti italiani: questa lettera dei geologi ferraresi lo evidenziava 40 annifa e gli eventi del 2012 lo hanno confermato in pieno. Per cui il rischio sismico è stata considerato solo nell'area pilota italiana, con lo scopo di localizzare le strutture attive (soprattutto le faglie), visibili in questa carta.

RISULTATI FINALI

Nella seconda parte del progetto GeoMol sono stati generati una serie di modelli tridimensionali di varie superfici, strutture e caratteristiche delle aree campione (questo ad esempio è il profilo del limite superiore del complesso dei sedimenti triassico – giurassici nella zona studiata della pianura padana). I modelli hanno consentito uno screening che ha individuato le zone in cui è più facile sfruttare le georisorse (ricordo che – comunque – per definire le cose con precisione occorrano studi locali molto più approfonditi).

Alla fine del lavoro il risultato è sintetizzato in una tabella dove vengono valutati i vari geopotenziali che offrono le varie unità geologiche che compongono il sottosuolo come questo, realizzato per l'area Brescia – Mantova - Mirandola.

RIFLESSIONI CONCLUSIVE

Indubbiamente nei bacini che circondano le Alpi la geotermia è la georisorsa più interessante, ma non è l'unica. Una metodologia simile inoltre è molto utile per l'individuazione delle strutture sismiche più importanti.

La mia riflessione finale è che puntare su azioni come questa significa creare posti di lavoro tecnologicamente avanzati per geologi, ingegneri e aziende del settore, oltre a diminuire inquinamento e dipendenza dalle importazioni di idrocarburi.

Direi che un investimento del genere debba essere fatto e non solo in pianura padana: oggi in Italia quando si discute di georisorse sembra che fra queste ci siano solo gli idrocarburi, ma quante aree del territorio italiano potrebbero contenere delle georisorse di cui oggi non si parla? In particolare il potenziale geotermico nella penisola sarebbe enorme, molto maggiore di quello della pianura padana, Penso solo a quanto nel si risparmierebbe nel settore del riscaldamento domestico in bilancia commerciale ed emissioni di gas – serra e si guadagnerebbe in posti di lavoro usando geotermia e efficentamento energetico degli edifici.

Eppure si preferisce continuare ad importare idrocarburi...

(1) GeoMol Team (2015): GeoMol – Assessing subsurface potentials of the Alpine Foreland Basins for sustainable planning and use of natural resources – Project Report, 188 pp. (Augsburg, LfU)