La geotermia profonda può fornire calore e, a seconda degli impianti, elettricità. Ma far circolare acqua a diversi chilometri di profondità modifica le condizioni delle rocce e può innescare terremoti. Il monitoraggio sismologico serve a rilevare questi movimenti e ad adeguare le operazioni; deve iniziare prima dei lavori e può rimanere necessario anche dopo la loro interruzione.
L’acqua modifica le tensioni nel sottosuolo
La geotermia profonda consiste nel captare il calore delle rocce situate a più di 200 metri e fino a diversi chilometri di profondità, secondo la definizione adottata dal BRGM. Un progetto può sfruttare rocce naturalmente permeabili oppure cercare di migliorarne la circolazione mediante operazioni di stimolazione. L’acqua iniettata si riscalda a contatto con le rocce, risale in superficie, poi può essere raffreddata e reiniettata.
Questo ciclo non si svolge in un ambiente uniforme. Il sottosuolo presenta fratture e faglie, la cui geometria e il cui stato meccanico non sono sempre noti con precisione. L’iniezione modifica la pressione dei fluidi e, di conseguenza, le tensioni esercitate sulle rocce. Se una faglia è già prossima allo slittamento, questa perturbazione può contribuire al suo movimento e provocare un terremoto.
Si parla allora di sismicità indotta: un’attività sismica legata a un intervento umano. Ciò non significa che ogni terremoto che si verifica vicino a un progetto geotermico sia automaticamente imputabile a quest’ultimo. L’origine di un evento deve essere stabilita sulla base dei dati disponibili; la vicinanza o la coincidenza temporale, da sole, non bastano a dimostrare un legame.
Misurare prima di modificare il serbatoio
Un monitoraggio efficace inizia con la definizione di uno stato di riferimento. Registrare la sismicità prima delle operazioni aiuta a descrivere l’attività osservata nel sito e a confrontarla con quella successiva. Anche gli studi geologici e geofisici condotti in anticipo mirano a caratterizzare le rocce, le fratture e le faglie che potrebbero essere interessate.
Questa conoscenza rimane necessariamente incompleta: le strutture profonde sono studiate sulla base di dati indiretti e non sempre è possibile cartografarle in ogni dettaglio. Il monitoraggio, quindi, non elimina l’incertezza. Fornisce osservazioni utili a gestirla man mano che il progetto procede.
Sensori collocati in superficie e, talvolta, nei pozzi registrano le vibrazioni del suolo. Alcuni degli eventi rilevati sono troppo deboli per essere avvertiti dalla popolazione. Gli specialisti possono poi esaminarne la magnitudo, la frequenza, la localizzazione e l’evoluzione, e confrontare queste osservazioni con i parametri operativi, come l’iniezione di fluidi.
La magnitudo misura la dimensione di un terremoto. Da sola non descrive il rischio per le persone o gli edifici: questo dipende anche dalla localizzazione dell’evento, dalla profondità, dalle condizioni locali e dall’esposizione. Allo stesso modo, rilevare un numero maggiore di microsismi non permette, senza un’analisi, di concludere che seguirà un terremoto dannoso. È l’evoluzione congiunta dei segnali e del funzionamento del serbatoio ad aiutare a decidere se le operazioni debbano essere adeguate.
Un monitoraggio che accompagna le decisioni
Le registrazioni sismiche non servono soltanto a redigere un bilancio a posteriori. Possono contribuire a regolare la portata o la pressione di iniezione, oppure a sospendere le operazioni quando vengono raggiunte le soglie di allerta definite per il progetto. Tali soglie e le relative risposte non sono necessariamente identiche da un sito all’altro: devono tenere conto dei dati disponibili, della geologia e delle tecniche impiegate.
La guida elaborata dal BRGM e da Ineris propone un metodo per valutare il rischio di sismicità indotta e riesaminarlo nelle fasi chiave di un progetto. Raccomanda di acquisire dati in diverse fasi, adeguare i mezzi di monitoraggio al livello di rischio e predisporre protocolli operativi in funzione delle tecnologie e della microsismicità rilevata. Si tratta di un quadro di buone pratiche basato sulle conoscenze e sulle esperienze disponibili, non di una garanzia che non si verificherà alcun evento.
Questa logica spiega perché il monitoraggio non si interrompe necessariamente quando cessano le iniezioni. Le perturbazioni del sottosuolo possono persistere e la sismicità può evolvere dopo l’interruzione delle operazioni. La durata e le modalità del monitoraggio devono quindi essere valutate in base alla situazione del sito, anziché essere dedotte da una regola universale.
La questione pratica, quindi, non è soltanto se un progetto possa provocare terremoti. Occorre anche stabilire quali dati saranno raccolti, come verranno interpretati e quali decisioni seguiranno a un segnale preoccupante. Una rete di misurazione non elimina il rischio: aiuta a caratterizzarlo e ad adeguare le attività, prima, durante e, quando la situazione lo richiede, dopo le operazioni.
Fonti
- Perché l’ubicazione delle centrali geotermiche richiede un monitoraggio sismologico permanente?
- Energia geotermica profonda: una guida per controllare la sismicità indotta
- Energia geotermica profonda: una guida per il controllo della sismicità indotta
La centrale geotermica di Krafla, in Islanda. Fotografia a scopo illustrativo.
Fotografia: Hansueli Krapf — Wikimedia Commons — CC BY-SA 3.0.
