Il concetto studiato in BEACH è già consolidato e commercialmente disponibile nelle rocce sedimentarie.Questo tipo di accumulo nel sottosuolo è sfruttato da grandi edifici, p. es. la sede del parlamento federale tedesco, per il riscaldamento invernale. Combinando più perforazioni il sistema può essere usato anche per il raffrescamento estivo. In Svizzera la roccia predominante, che costituisce il 60 % della superficie nazionale, è cristallina. A differenza di quella sedimentaria, questa non presenta la porosità che consente l’effetto di accumulo. Tuttavia, la roccia cristallina potrebbe essere sfruttata in virtù delle piccole fessure potenzialmente utilizzabili per immagazzinare acqua e calore.

Finora non era mai stato testato un procedimento simile in questo tipo di roccia. Per prepararsi a questo obiettivo, i ricercatori hanno già creato dei modelli numericiche si basano sui dati raccolti in precedenti esperimenti nel BedrettoLab in merito al volume roccioso circostante. Nell'esperimento, l'acqua viene ora immessa nel foro di iniezione per riscaldarla nella roccia circostante. Inizialmente, l'acqua rimarrà nella roccia solo per pochi giorni, ma in ulteriori esperimenti nell'ambito del progetto BEACH, verrà lasciata per periodi più lunghi e verrà anche iniettata acqua calda per testare l'accumulo di calore.

Accumulo di calore nella roccia

In un progetto reale, il calore in eccesso prodotto in estate, p. es. tramite energia solare, potrebbe essere utilizzato per riscaldare l’acqua per poi accumularla nella roccia profonda. Le profondità previste sarebbero di circa 1,5 km, dove la temperatura media è approssimativamente di 60 °C. A seconda della velocità di deflusso nel sottosuolo si determina la posizione del secondo foro finalizzato a trasportare nuovamente l’acqua in superficie e sfruttarla, dopo averne preservato il calore.

Il BedrettoLab si avvicina a queste condizioni reali, dal momento che il laboratorio di geotermia è coperto da circa un chilometro di roccia e questa dispone di un adeguato sistema di fessure. «Sfruttiamo le fessure esistenti e i fluidi che circolano al loro interno e aggiungiamo ulteriore acqua in tali strutture», spiega Maren Brehme, responsabile del progetto. Sono già disponibili molti dati importanti sul volume di roccia nel BedrettoLab. Per esempio, è anche probabile che una certa quantità di acqua venga dispersa e non segua esclusivamente la direzione del flusso principale. Tuttavia, ai fini della fattibilità l’importante è scoprire se almeno una gran parte del volume di acqua immesso possa essere nuovamente prelevato.

Oltre aigli esperimenti in corso presso il BedrettoLab, il team del progetto BEACH è già in contatto con un’azienda di Sciaffusa che ha manifestato interesse a una collaborazione con i ricercatori BEACH per mettere in pratica in un impianto pilota la strategia sperimentata presso il BedrettoLab.

Per saperne di più su BEACH, puoi guardare il seguente servizio televisivo (in tedesco): 10vor10 (SRF) del 2 agosto 2024

Per rispondere ai quesiti scientifici del progetto PRECODE, il volume di roccia interessato è stato minuziosamente dotato di strumentazione in anticipo con varie tecniche di monitoraggio, quali metodi sismici, idraulici, di deformazione e geofisici. Un'importante incognita riguarda l'impatto dei metodi di scavo sulla EDZ, compreso il confronto tra due tecniche. L'obiettivo è osservare l'evoluzione della EDZ in un periodo di tre-cinque anni.

I primi dieci metri della nuova galleria sono stati scavati con un'esplosione controllata, mentre i restanti undici metri sono stati scavati con una tecnica nota come “Line Drilling and Rock Breaking” (perforazione in linea e rottura della roccia), internamente chiamata “Soft Excavation (scavo morbido)”. Questo metodo prevede la realizzazione di numerosi piccoli fori lungo la circonferenza del tunnel per fungere da punti di ancoraggio per uno spacca roccia, che è utilizzato per frantumare il materiale interno. L'obiettivo dello scavo morbido è quello di ridurre al minimo i danni indotti dallo scavo, consentendo al progetto di valutare l'evoluzione dei danni causati esclusivamente dalla ridistribuzione delle tensioni, a differenza dei danni indotti dallo scavo e dall'esplosione.

I risultati iniziali dimostrano chiaramente lo sviluppo della EDZ intorno al tunnel in risposta allo scavo. L'identificazione delle caratteristiche di questa EDZ a breve termine - in particolare la sua posizione e la sua estensione - ha aperto la strada al team di ricerca PRECODE per concentrarsi sull'area di interesse per il monitoraggio a lungo termine, dove studierà come il danno si evolve nel tempo a causa del cambiamento delle condizioni ambientali.

Dopo questa sezione di prova, lo scavo è proseguito per altri 80 metri circa, utilizzando il metodo di perforazione e brillamento più rapido. Alla fine di aprile, lo scavo della galleria laterale è stato completato. Sono ora in corso le operazioni finali, tra cui la pavimentazione del tunnel con calcestruzzo e l'installazione di una rete metallica sul soffitto per garantire un ambiente di lavoro sicuro. Questo mese è prevista la perforazione dei primi pozzi dal nuovo tunnel laterale per continuare con gli obiettivi di ricerca.

Il progetto PRECODE è guidato da un gruppo di ricerca del RWTH Aachen. I partner del progetto sono il Politecnico di Zurigo, la York University (Canada), la Dalhousie University (Canada) e la BGE Technology GmbH (Germania).