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La geotermia si occupa di studiare, interpretare e sfruttare tutti i meccanismi che hanno un collegamento diretto o indiretto con il calore immagazzinato nel sottosuolo e proveniente dall’interno della terra.
Nasce dall’esigenza di trovare un’alternativa concreta alle fonti energetiche non rinnovabili tradizionali quali gli idrocarburi tra cui figurano petrolio e derivati, carbone e gas naturale.

Geotermia significa correlare la componente sottosuolo affidata al lavoro del geologo alla componente in superficie, quale impianto ed edificio, di competenza dell’ingegnere termotecnico. Tra le due parti quello che non può cambiare per ottenere il medesimo risultato finale è il sottosuolo che rimane invariato nel tempo mentre l’edificio e gli scambiatori possono essere adeguati al fabbisogno di calore aumentandone l’efficienza e la potenza.
Se sfruttato in maniera corretta e razionale il sottosuolo si può rigenerare in continuazione senza pregiudicarne l’assetto termico e quindi il funzionamento dell’impianto in un futuro prossimo.

Premessa l’importanza della conoscenza stratigrafica del terreno lo scopo è quello di analizzare e capire come si comporta un terreno coesivo argilloso di Venezia soggetto ad una compressione monoassiale confinata dovuta al carico dell’edificio soprastante dopo essere stato sottoposto a variazioni di temperatura controllata.
Verranno eseguiti esperimenti con l’ausilio di un prototipo di cella isolata e termostata al fine di poter stressare termicamente un campione di terreno racchiuso all’interno di un edometro e sottoposto ad un carico costante. Questo permetterà di riprodurre le caratteristiche dei primi metri del terreno di Venezia ove si presume che lo stress termico dovuto alle variazioni di temperatura cicliche di sonde geotermiche a circuito chiuso possa modificare la struttura interna di un’argilla normalconsolidata. Verificare questa possibilità sarà parte integrante della tesi.

Il problema nasce dal fatto di voler utilizzare la tecnologia delle pompe di calore geotermiche (che approfondiremo in seguito) in una città storica qual è Venezia. Obbligati da vincoli paesaggistici e urbanistici, che vietano l’installazione di pompe di calore aria-aria con chiller all’esterno delle abitazioni, i veneziani possono ricorrere all’uso della geotermia quale fonte energetica alternativa a quelle tradizionali a combustione.
La quasi assenza di giardini e cortili però obbliga il cittadino o l’ente che vuole installare delle sonde a circuito chiuso a farlo sotto l’edificio quindi a stretto contatto con le fondazioni.
Quello che questa tesi di laurea vuole chiarire è l’aspetto legato alle reazioni meccaniche che materiali potenzialmente sensibili come le argille pleistoceniche ed oloceniche, presenti nel sottosuolo veneziano, possano subire a causa degli sbalzi termici ciclici causati dalle sonde geotermiche. Se l’impianto fosse ben calibrato e bilanciato la variazione termica sarebbe molto bassa pertanto non desterebbe preoccupazione, ma in caso contrario potrebbero esserci dei problemi di stabilità dovuti ad una possibile modificazione della struttura interna dei materiali, con un conseguente sprofondamento soprattutto se non c’è una distribuzione omogenea nel primo sottosuolo ove poggiano le fondazioni.

Finora molti autori hanno affrontato il problema del “freeze-thaw” ossia del congelamento e scongelamento di terreni argillosi, ma mai nessuno ha valutato la possibilità che delle sonde geotermiche compiano questo processo compromettendo la stabilità di un edificio sovrastante. Si sono però mossi a senso unico verso il solo congelamento o il solo surriscaldamento per motivi totalmente estranei alla geotermia, quindi lo scopo prefissato risulta essere la correlazione tra i due episodi e l’analisi dei conseguenti risultati al fine di poter elaborare una carta della sensibilità dei terreni.