Nella Valle del Diavolo, nella zona di Larderello, ci sono pozzi da dove fuoriesce vapore endogeno dal terreno. Già centoventi anni fa, un aristocratico e imprenditore locale, il Principe Piero Ginori Conti, aveva incanalato il vapore di una fumarola in un motore a vapore alternativo, producendo abbastanza energia per riscaldare i filamenti di cinque lampadine a incandescenza.
I pozzi hanno una lunga storia, tanto è vero che per secoli la gente della Valle del Diavolo aveva utilizzato le acque gorgoglianti e i depositi minerali della regione.
Nelle mitologie passate, le pozze e le eruzioni sulfuree diventavano il fuoco e lo zolfo delle terre dei morti. Gli antichi Etruschi usavano l’acqua calda per riscaldare i bagni termali. Si pensa che un viaggio qui, all’inizio del XIV secolo, abbia ispirato Dante Alighieri a scrivere “Inferno”.
Ma torniamo alle cinque lampadine di Conti. Rappresentavano qualcosa di nuovo. Tanto è vero che lo stesso Principe supervisionò l’apertura del primo impianto di energia geotermica al mondo.
Ora, passato un secolo dopo, nella Valle del Diavolo le operazioni geotermiche si estendono su un’area per quasi 259 ettari. Una volta entrati in funzione, Lamarello-1 diventerà uno dei circa 500 pozzi che alimentano vapore a 34 centrali elettriche sparse per le valli. Complessivamente, queste enormi sale turbine hanno una capacità installata di 916 megawatt e forniscono un terzo dell’elettricità della Toscana.
Mentre altre fonti di energia pulita come l’energia solare ed eolica si sono espanse rapidamente negli ultimi anni, la geotermica è diventata un’appendice e un ripensamento, la rinnovabile che è stata lasciata indietro. Come mai?
In parte perché conosciamo ancora poco le profondità della Terra. Vero, sappiamo rubricare i 3 strati che compongono il globo sotto le voci mantello, nucleo esterno e nucleo interno, e tuttavia la maggior parte di ciò che sappiamo è dedotto da simulazioni di laboratorio e indagini sismiche a riflessione, ovvero osservazioni che misurano la velocità e l’ampiezza delle onde sismiche che viaggiano attraverso l’interno della Terra verso diversi punti sulla superficie.
Grazie a queste indagini ipotizziamo che il mantello sia una massa semisolida di roccia silicatica e che il nucleo interno sia una gigantesca palla di ferro e nichel di circa 1500 miglia di diametro. Il problema è che non si siamo spinti fin laggiù, difatti i geologi sognano da sempre di raggiungere la discontinuità di Mohorovičić, il confine teorico tra la crosta e il mantello in movimento, un confine che potrebbe rivelare molto sui meccanismi nascosti del nostro pianeta.
Il fatto è che il record per il foro di trivellazione più profondo, un foro perforato perpendicolarmente alla superficie terrestre, appartiene alla Russia. Nel 1970, un team di scienziati e ingegneri sovietici diede il via a quello che sarebbe diventato noto come il foro di trivellazione super profondo di Kola. Dopo anni di scavi il cui racconto occuperebbe molto spazio, e solo per descrivere le difficoltà incontrate, nel 1994 gli scavi sono stati interrotti: in più di vent’anni abbiamo perforato solo 12 km scarsi di roccia. Anche se chi l’ha visitato ha descritto l’operazione per la complessità (punte scheggiate, ondate di calore non previste che deformavano la struttura di perforazione) simile a un viaggio sulla Luna.
Comunque, una caratteristica delle viscere della Terra la conosciamo: più si scende in profondità, più diventa calda. Parte di questo calore è primordiale, un residuo della creazione della Terra. Ma la maggior parte è radiogenica. L’interno della Terra è un crogiolo in cui isotopi instabili frizzano in uno stato di inesorabile decomposizione radioattiva.
Gli scavi condotti dall’umanità fino a oggi, per quanto superficiali, suggeriscono che il calore della crosta aumenta in media di circa 100 gradi Fahrenheit per ogni chilometro e mezzo. Molto più in profondità, nelle parti più calde del nucleo, si ritiene che le temperature brucino a quasi 11.000 gradi. Viviamo, in altre parole, sull’involucro esterno di una batteria gigante, funzionalmente inesauribile. Gli esperti in geotermia sono convinti che attingere solo allo 0,1% del calore immagazzinato nella Terra soddisferebbe il fabbisogno energetico globale per i prossimi due milioni di anni.
Quindi bisogna scavare: facili a dirsi. Come il pozzo di Kola dimostra, la meccanica tradizionale può sì scavare ma non così a fondo. Scavare non è così semplice. Bisogna montare una piattaforma di perforazione meccanica con una punta formata tre coni rotanti inclinati verso l’interno, ciascuno dotato di denti forgiati in carburo di tungsteno. Un motore in superficie mantiene l’intero apparato in rotazione a circa 50 giri al minuto. Mentre si scava, un flusso costante di fluido di perforazione, o “fango” in abbreviazione nel settore, viene pompato attraverso le aperture per raffreddare e lubrificare la superficie di taglio e per trasportare il materiale polverizzato, o “tagli”, in superficie per lo smaltimento. Con questa tecnica si scavano pozzi di petrolio o di gas: ma per ricavare calore una simile piattaforma non serve a niente.
Ma c’è uno strumento nuovo: il girotrone, un tipo di maser, cioè un dispositivo che utilizza un cannone elettronico e un campo elettromagnetico per creare un fascio di energia regolabile. Finora il girotrone è servito a trasformare gli isotopi di idrogeno in plasma per aiutare nella ricerca sulla fusione nucleare.
Tuttavia, una serie di esperimenti iniziata nel 2008, da Paul Woskov hanno a dimostrato che calibrando la frequenza del raggio di microonde le rocce si piegano. Secondo i calcoli di Paul Woskov, il girotrone può tagliare il basalto tholeiitico, tra le sostanze più comuni nella crosta terrestre, a una velocità di quasi 20 metri allora. Tra l’altro, con questa tecnica si può fare a meno del fango, che verrebbe sostituito da un gas composto da azoto o argon, quest’ultimi si legherebbero alla roccia vaporizzata e sotto forma di nuvola di cenere vulcanica salirebbe in superfice. Con questa velocità, la tecnologia può plausibilmente la profondità del buco di Kola in meno di un mese.
L’azienda fondata nel 2018 per commercializzare la tecnologia di Woskov è Quaise Energy. È una delle numerose aziende che lavorano nel campo della ricerca e sviluppo geotermica con un obiettivo ben definito: perforare la crosta terrestre per oltre 20 chilometri. A tali profondità, dovrebbe essere possibile raccogliere energia geotermica supercalda in oltre il 90% delle località terrestri in tutto il mondo.
Problemi? Sì, tanti. Bisogna capire se questi esperimenti finora fatti in laboratorio reggono la prova in campo. Ci vogliono molti soldi e c’è da capire se perforazioni profonde della crosta terrestre siano senza conseguenze. Nel 2017, l’iniezione di acqua in un progetto pilota EGS vicino a Pohang, Corea del Sud, ha innescato un terremoto di magnitudo 5,5. La scossa ha ferito 90 persone e causato danni stimati per un valore di 52 milioni di dollari. Un sismologo coreano ha descritto l’incidente come “una chiamata al risveglio”. Poi successive indagini hanno dimostrato che il tremore era causato dalla presenza di una profonda faglia tettonica che i precedenti profili sismici non erano riusciti a identificare.
Poi i buchi vanno rivestiti, ci vuole cemento, leghe, polimeri, elettronica: ogni componente del kit di strumenti per la perforazione profonda deve essere aggiornato e riprogettato continuamente proprio per far fronte alle estreme sollecitazioni termiche delle condizioni supercritiche.
Però nel vapore che arriverebbe alle viscere c’è un elisir energico molto allettante che potrebbe risolvere il problema fonti fossili. Tutto sta a studiare, sperimentare, testare, e investire tanto denaro: ma tanto senza innovazioni pratiche non si ottiene niente, se non persone che urlano e si accaldano risentire per questo o quello, un accalcamento dal quale non si ricava nessun vapore utile.
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