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La geotermia può essere sfruttata sia per produrre calore, tramite pompe di calore domestiche, sia per produrre elettricità con le centrali geotermiche.

L'energia geotermica è una fonte energetica rinnovabile che permette di sfruttare il calore interno del nostro pianeta. Più nello specifico, le due principali applicazioni sono le pompe di calore (per la produzione di calore) e le centrali geotermiche (per la produzione di elettricità). Vediamo brevemente come funzionano queste due tipologie di impianto e quali sono le loro caratteristiche.

Per le abitazioni la soluzione che viene applicata più di frequente è quella delle pompe di calore geotermiche, cioè sistemi per riscaldare e raffrescare gli ambienti domestici. Per semplificare possiamo dire che questi impianti sono formati da tre macro-componenti.

Il primo sono le tubature (elementi riscaldanti): queste formano solitamente un circuito chiuso al cui interno scorre un fluido (normalmente acqua con o senza antigelo). L'obiettivo del fluido è quello di accumulare calore (o cederlo) al suolo circostante: ricordiamoci infatti che la temperatura del nostro pianeta aumenta con la profondità seguendo il cosiddetto "gradiente geotermico". Ciò vuol dire che a pochi metri di profondità si può trovare tutto l’anno una temperatura costante attorno ai 10-15°C. Il fluido “freddo” dall’abitazione va quindi nel sottosuolo tramite dei pozzi precedentemente scavati, scaldandosi e ritornando nuovamente in casa con una temperatura maggiore di quella di partenza.

Il secondo elemento sono le pompe di calore che servono per rimuovere calore dal fluido per trasferirlo all'edificio – per il raffreddamento invece il processo è inverso, cioè il calore viene rimosso dall'abitazione e trasmesso al sottosuolo. Il terzo e ultimo elemento è il sistema di distribuzione del calore, cioè quello che permette di diffondere l'aria calda o fredda all'interno dell'edificio. Ovviamente esistono anche altre tipologie di impianto ma, concettualmente, il funzionamento resta lo stesso.

In alcune aree del pianeta (es. zone vulcaniche) la temperatura nel sottosuolo può aumentare molto più rapidamente del normale, raggiungendo anche temperature intorno ai 250-350°C ad appena 2-4 km di profondità. Trattandosi di una quantità di energia termica decisamente maggiore rispetto a quella disponibile per le pompe di calore, è possibile realizzare in queste aree delle vere e proprie centrali geotermiche, cioè impianti pensati per la produzione di elettricità a partire dal calore interno del nostro pianeta.

Quello che viene fatto è prelevare direttamente i fluidi caldi e il vapore presenti in profondità, intercettandoli grazie ai cosiddetti pozzi geotermici di estrazione. Tramite tubi (detti vaporodotti), questi vengono trasmessi a una turbina: la sua rotazione permette di trasformare l'energia cinetica del vapore in energia meccanica e, tramite un alternatore e un trasformatore, in energia elettrica – pronta da immettere nella rete di distribuzione. Il vapore che esce dalla turbina viene fatto condensare e i gas incondensabili presenti al suo interno vengono trattati per abbattere i principali inquinanti (es. mercurio e idrogeno solforato).

L'acqua ottenuta tramite condensa viene raffreddata grazie alle torri di raffreddamento e, da qui, può essere reimmessa nel sottosuolo tramite appositi pozzi oppure inviata al condensatore per raffreddare nuovo vapore.

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