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• geotermia
• modellistica 3D

L’energia geotermica è il calore contenuto all’interno della Terra. In un’accezione più generale, con il termine energia geotermica, si indica il calore proveniente dall’interno della Terra che può essere estratto e sfruttato economicamente dall’uomo. I metodi di prospezione per la ricerca dell’energia geotermica sono volti all’individuazione e alla caratterizzazione del serbatoio geotermico. I metodi di prospezione tradizionali sono il rilevamento geologico e strutturale dell’area di interesse, il censimento di tutte le manifestazioni superficiali e le loro analisi chimico-fisiche, la caratterizzazione idrogeologica dell’area, la determinazione del gradiente geotermico e del flusso di calore, la prospezione sismica, la prospezione magnetica, la gravimetria, la prospezione elettrica. I risultati delle prospezioni geotermiche concorrono a formulare un modello concettuale di riferimento. I software di modellistica 3D rappresentano uno strumento molto utile per visualizzare contemporaneamente tutti i dati a disposizione dell’area di interesse. I dati possono così essere facilmente correlati tra di loro ed utilizzati per la costruzione di un modello strutturale 3D dal quale si può individuare la profondità del serbatoio geotermico, la sua variazione spaziale, lo spessore della copertura, la ricostruzione della circolazione idrica sotterranea, la presenza di faglie che possono influire sulla circolazione, le zone di ricarica, le zone più adatte ad un’eventuale perforazione.
In questo lavoro di tesi è stato creato il modello 3D dell’intera area amiatina al fine di valutare le potenzialità di questo strumento: l’estensione del modello è pari all’incirca all’area occupata dal Foglio 129 “Santa Fiora”. L’area geotermica del Monte Amiata è caratterizzata da valori di heat flow che raggiungono i 400 mW/m2 (Baldi et alii, 1995), una crosta assottigliata (Calcagnile & Panza, 1981) e dalla presenza di stock magmatici iniettati a bassa profondità che hanno alimentato l’attività vulcanica del vulcano del Monte Amiata nel Pleistocene (Serri et alii, 1993).
L’attuale assetto strutturale e tettonico dell’area deriva da due processi deformativi principali: il primo è legato alla collisione tra la placca europea e la microplacca Adria (Cretaceo-Miocene Inferiore), che ha prodotto l’impilamento delle falde est-vergenti dell’Appennino Settentrionale; il secondo è legato alla tettonica estensionale post-collisionale che ha interessato la zona più interna dell’Appennino Settentrionale fin dal Miocene Inferiore-Medio, causando la formazione prima della serie ridotta tipica della Toscana meridionale, nella quale si ha la diretta sovrapposizione delle Unità Liguri al di sopra del Calcare Cavernoso, e in seguito dei bacini pliocenici. A questi si aggiunge il magmatismo quaternario che ha ulteriormente modificato localmente l’assetto strutturale causando l’inarcamento dell’area (Brogi, 2008 con bibliografia). L'assetto geologico, in seguito ad opportune semplificazioni, costituisce la base delle geometrie del modello elaborato. Il modello 3D realizzato riguarda l’intera zona amiatina, nonostante i dati a disposizione siano distribuiti in maniera non uniforme. Per la costruzione del modello sono stati utilizzati sia dati di superficie che di sottosuolo. I dati di superficie sono rappresentati da carte geologiche a varia scala e dal modello digitale del terreno (DEM). Dalle carte geologiche è stata derivata una carta semplificata, costituita da 6 unità: Vulcaniti, Neogene, Ligure, TN2, TN1, Basamento. I dati di sottosuolo sono rappresentati da pozzi provenienti dall’Inventario delle Risorse Geotermiche Nazionali, da sezioni elettriche interpretate e da sezioni sismiche interpretate provenienti dalla letteratura. Sono state inoltre utilizzate anche sezioni geologiche, calibrandole con i dati geofisici a disposizione.
Tutti questi dati sono stati caricati all’interno del software “Petrel 2010” della Schlumberger e sono stati quindi digitalizzati: trattandosi di dati provenienti da fonti diverse, non sempre è stato facile correlare tra di loro le diverse informazioni. Di ognuna delle suddette unità è stata creata la superficie di tetto corrispondente. Sulla base delle superfici create e delle sezioni a disposizione sono state poi digitalizzate anche le faglie più importanti, e insieme alle superfici è stato creato lo “Structural framework”® dell’area. Dal modello creato è emerso che in presenza di dati continui nello spazio (come ad es. nella zona dei campi geotermici di Bagnore e Piancastagnaio, dove i dati a disposizione sono numerosi e di varia natura), il modello 3D permette una ricostruzione molto accurata del sottosuolo, ed è quindi uno strumento molto utile nell’esplorazione geotermica da affiancare ai tradizionali metodi di prospezione.