19 Febbraio 2025
Milano, 3°

Scienza e tecnologia

La tecnologia che riproduce i terremoti

17.08.2023

Pozzuoli, Napoli, Italia.

«È il frutto di anni di lavoro per sviluppare una macchina sperimentale, unica al mondo, che consente di studiare il ciclo sismico in laboratori». Nature Communications pubblica uno studio condotto con tecnologie avanzate presso l’Università di Padova e il centro di ricerca di Pechino.

Il calore presente nelle viscere della Terra può costituire una elevata riserva di energia, ma il suo sfruttamento deve tenere conto dei delicati equilibri nelle faglie sotterranee che sono all’origine della sismicità. È il concetto dei campi geotermici.

Un recente studio pubblicato su Nature Communications, condotto con tecnologie avanzate presso l’Università di Padova e il centro di ricerca di Pechino, ha rivelato che l’attrito delle rocce varia in base allo stato dell’acqua. È stato osservato che la resistenza delle faglie aumenta quando l’acqua si trasforma da liquido a vapore, specialmente quando le rocce si muovono di alcuni centimetri, simili ai movimenti sismici di grande magnitudo.

«Queste osservazioni sperimentali spiegano diverse caratteristiche della sismicità osservata in campi geotermici, tra cui la profondità degli ipocentri – spiega Wei Feng, il quale ha appena completato il dottorato di ricerca presso il Dip. di Geoscienze dell’Università di Padova ed è il primo autore dello studio – Questi ultimi sono spesso situati proprio alla profondità in cui si stima che l’acqua passi dalla fase supercritica (condizioni che consentono alle faglie di “scivolare” senza produrre terremoti) a vapore (condizioni dove le faglie si bloccano consentendo il caricamento di energia elastica nelle rocce che viene poi rilasciata durante terremoti)».

 

«Siamo particolarmente orgogliosi di questi risultati, frutto di anni di lavoro per sviluppare una macchina sperimentale unica al mondo (che consente di studiare il ciclo sismico in laboratori), insieme alla gemella installata a Pechino, e portato avanti da un gruppo di ricerca internazionale composto da giovani ricercatori e ricercatrici – commenta Giulio Di Toro, professore di Geologia e Meccanica dei Terremoti presso l’Università di Padova, che ha coordinato la ricerca – L’attività di ricerca è stata sostenuta dalla Fondazione CA.RI.PA.RO. e dalla Protezione Civile Italiana che nel 2020 – 22 ha sostenuto l’acquisizione e lo sviluppo della cella idrotermale HYDROS per effettuare esperimenti con fluidi caldi e pressurizzati (fino a 450 °C e 700 atmosfere)».

 

La crescente concentrazione di CO2 nell’aria, dovuta all’uso di idrocarburi e carbone per l’energia, sta avendo impatti profondi sul nostro pianeta. Questi effetti includono l’aumento delle temperature, eventi meteorologici estremi, desertificazione e innalzamento del livello del mare. Questi cambiamenti potrebbero portare a migrazioni di massa e potenziali conflitti.

L’energia geotermica, che sfrutta il calore della Terra, può aiutare a ridurre le emissioni di CO2. L’energia geotermica ad alta temperatura, utilizzando fluidi oltre i 150°C, è già utilizzata per produrre elettricità e riscaldare le case. Questi sistemi necessitano di acqua, una fonte di calore e un sistema di fratture per permettere al fluido di circolare e scambiare calore. Un esempio di successo è il campo geotermico di Larderello in Toscana.

Tuttavia, l’iniezione di fluidi sottoterra, essenziale per la produzione geotermica, può causare terremoti. Ci sono stati casi in Corea del Sud e Svizzera dove le attività sono state sospese a causa di eventi sismici.

Per sfruttare in modo sicuro l’energia geotermica, è fondamentale comprendere meglio come le rocce e le faglie reagiscono in presenza di fluidi caldi e pressurizzati. Questi studi sono cruciali per garantire un uso sicuro e sostenibile dell’energia geotermica.

Condividi