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Impianti geotermici: definizione, vantaggi e svantaggi

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L’utilizzo della tecnologia geotermica ai fini del condizionamento degli edifici è una soluzione, ad oggi, presa in considerazione e perseguita per lo più da chi ha una particolare sensibilità nei confronti del tema del risparmio energetico e della sostenibilità ambientale.
È fuori di dubbio, tuttavia, che l’investimento necessario per realizzarlo è ampiamente ripagato nel tempo in quanto permette di soddisfare i più importanti servizi energetici di un’abitazione (riscaldamento, raffrescamento e acqua calda sanitaria) senza ricorrere alla risorsa gas, ma solo con un modesto contributo elettrico.

In questo articolo a cura dell’ Ing. Natale Ventura (libero professionista e progettista di Impianti Fotovoltaici, Certificazione Energetica e Riqualificazione energetica degli edifici), esaminiamo gli impianti geotermici e gli elementi che lo compongono, quali sono i costi e i vantaggi di questo tipo di impianti e quali gli incentivi e le agevolazioni fiscali per l’installazione di impianti a pompa di calore geotermici.

La fonte geotermica

Il sottosuolo è un serbatoio di energia termica caratterizzato da temperature che crescono al crescere della profondità. Si stima che la temperatura aumenti di circa 30 °C per ogni Km. Con il termine “geotermia” si intende la fonte energetica contenuta nel sottosuolo che può essere utilizzata in vari modi.

Cos’è un impianto geotermico

Un impianto geotermico è un sistema capace di sfruttare il calore naturale del sottosuolo per il riscaldamento/raffrescamento degli edifici e la produzione di acqua calda sanitaria. In pratica, l’impianto assorbe calore dal terreno per riversarlo negli ambienti in inverno (riscaldamento) e, al contrario, assorbe calore dagli ambienti riversandolo nel terreno in estate (raffrescamento).

Questo trasporto di energia termica, terreno-casae viceversa,è ottenuto attraverso un meccanismo noto come pompa di calore, lo stesso sul quale si basano i comunissimi condizionatori (costituiti da unità esterna e split) utilizzati per il raffrescamento estivo delle nostre abitazioni. L’unica differenza è che l’impianto geotermico preleva l’energia termica dal sottosuolo mentre il condizionatore la preleva dall’aria esterna.

L’impianto geotermico preleva l’energia termica ad una certa profondità nel sottosuolo, dove la temperatura si mantiene pressoché costante perché non risente della variazione delle condizioni esterne. In Italia la temperatura del sottosuolo è di circa 12-15 °C già a 10 metri di profondità, temperature ideali per l’utilizzo in impianti per il condizionamento degli edifici.

Come funziona un impianto geotermico

Un impianto geotermico è costituito dai seguenti elementi (vedi figura):

  1. un sistema di captazione
  2. una pompa di calore geotermica
  3. un circuito di distribuzione

Il sistema di captazione è costituito da un insieme di tubazioni inserite nel terreno, fino ad una certa profondità, dentro le quali scorre un fluido. Il fluido, assorbendo calore, evapora durante il suo tragitto nel sottosuolo per poi arrivare in ingresso alla pompa di calore geotermica. Nella pompa di calore, il vapore ottenuto, viene prima compresso e poi fatto condensare. Condensando, cede all’acqua del circuito di distribuzione il calore precedentemente assorbito. L’acqua del circuito di distribuzione, così riscaldata, trasferisce il calore agli ambienti per mezzo di termosifoni, pannelli radianti a pavimento, etc., così come avviene nei normali impianti di riscaldamento.

Ci si potrebbe chiedere come si fa a riscaldare un’abitazione a partire da una sorgente, tutto sommato, “fredda”. Parliamo, infatti, di poco più di 10 °C. La risposta è nel tipo di fluido utilizzato, le cui caratteristiche chimico-fisiche sono adatte ad estrarre calore da un sorgente “fredda”, grazie alla sua capacità di evaporare a “basse” temperature (un fluido è capace di assorbire calore quando evapora e di cederlo quando condensa). Quindi il trucco è usare dei fluidi capaci di evaporare a bassa temperatura in modo da estrarre calore da una sorgente “fredda”. Questa è la ragione per la quale non si usa solo acqua per questi scopi. Tipicamente si usa acqua glicolata.

In questo modo il calore dal sottosuolo (a poco più di 10 °C) viene trasportato all’interno dell’abitazione per riscaldarne gli ambienti.

Nel caso di raffrescamento, al contrario, estraggo calore dall’ambiente abitato e lo trasferisco al terreno con lo stesso identico principio.

Vantaggi di un impianto geotermico

Un impianto geotermico, una volta ammortizzato il costo di installazione, porta con sé il solo consumo elettrico legato al compressore contenuto nella pompa di calore. Quindi, si riscalda/raffresca la casa e si produce acqua calda sanitaria senza l’utilizzo di caldaie a gas. Inoltre, se questo tipo di impianto venisse associato ad un fotovoltaico, il già basso consumo elettrico verrebbe ulteriormente abbattuto.

La stabilità della temperatura del sottosuolo comporta una resa costante di questi impianti per tutto l’anno. Questo è il grande vantaggio rispetto alle normali pompe di calore ad aria che hanno una resa fortemente influenzata dalle temperature esterne. Inoltre, le pompe di calore geotermiche hanno un’efficienza maggiore rispetto a quelle di altro tipo.

Questo tipo di impianto ha dei costi di manutenzione notevolmente inferiori rispetto ai sistemi tradizionali a metano, gpl o a gasolio. In aggiunta, l’assenza di apparati a combustione elimina i rischi connessi a questo tipo di tecnologie.

Essendo una fonte rinnovabile non ha emissioni climalteranti. È quindi ecosostenibile e rispettosa dell’ambiente.

Un’abitazione con un impianto geotermico aumenta il suo valore commerciale in virtù dell’alta classe energetica conseguita.

Svantaggi di un impianto geotermico

I costi di realizzazione sono sicuramente più alti rispetto a quelli di un impianto di diverso tipo. Tali maggiori costi sono per lo più dovuti alla perforazione del terreno per la posa delle sonde di captazione (si può arrivare oltre i 100 – 150 metri).

Una soluzione più economica è quella di utilizzare delle sonde che si sviluppano in superficie anziché in profondità (vedi figura). In tal caso, bisogna tenere conto dell’ampia superficie coinvolta nell’installazione.

Bassa profondità [1,2 – 1,5 m]

Quello geotermico è un impianto funzionante a bassa temperatura, ovvero la temperatura dell’acqua nel circuito di distribuzione è di circa 35 – 40 °C contro i 60 – 80 °C dei tradizionali impianti a termosifoni. Quindi non è consigliabile inserire una pompa di calore geotermica in un sistema di distribuzione tradizionale. Viceversa, un impianto geotermico ben si adatta ad un sistema di distribuzione a bassa temperatura come quello radiante a pavimento.

Altra nota a sfavore del geotermico è la progettazione che, per la sua complessità, ha un notevole impatto sul costo finale di questa soluzione. È da tenere presente che ai costi della realizzazione di un impianto, possono sommarsi anche quelli derivanti dalle eventuali autorizzazioni necessarie alla perforazione del suolo per la posa delle sonde di captazione.

Impianti geotermici e incentivi introdotti con il Decreto Rilancio

Come noto, il recente Decreto Rilancio ha introdotto delle importanti agevolazioni fiscali per la realizzazione di interventi di riqualificazione energetica negli edifici. In particolare, è possibile detrarre il 110% delle spese sostenute per tali interventi; tra questi c’è anche quello dell’installazione di impianti a pompa di calore geotermici, sia nei condomini sia nelle abitazioni private come, ad esempio, le ville singole. L’agevolazione prevede un tetto massimo di spesa detraibile pari a 30.000 euro.

[Nd.R. – Ulteriori modifiche alla normativa sugli impianti geotermici sono contenute nel Decreto AIUTI 2022]

Articolo a cura dell’ Ing. Natale Ventura – Laurea in Ingegneria Elettronica, Facoltà di Ingegneria dell’Università degli studi di Catania. Esperienza in grandi realtà aziendali nel settore delle Telecomunicazioni. Da libero professionista si occupa di progettazione di Impianti Fotovoltaici, Certificazione Energetica e Riqualificazione energetica degli edifici.

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