Le città si rivolgono sempre più alla Terra sotto i loro piedi per trovare una soluzione sostenibile al riscaldamento e al raffreddamento. Un numero crescente di progetti geotermici urbani, come il grattacielo Riverie a Brooklyn, recentemente completato, stanno dimostrando come le aree urbane dense possano attingere a temperature sotterranee stabili per ridurre drasticamente la dipendenza dai combustibili fossili. Non si tratta della produzione di energia nelle profondità della terra; si tratta di sfruttare una risorsa termica costante a poche decine o centinaia di piedi sotto la superficie.
La Riverie: un progetto fondamentale
La Riverie è un ottimo esempio di questa tendenza. Con 320 pozzi trivellati a quasi 500 piedi di profondità, è attualmente il più grande edificio residenziale geotermico nello Stato di New York e il più grande sistema di scambio geotermico di grattacieli negli Stati Uniti. Gli sviluppatori di Lendlease hanno installato strategicamente il sistema prima di gettare le fondamenta dell’edificio, un passaggio fondamentale, data la natura permanente e sotterranea del sistema. La vastità è impressionante: 65 miglia di tubazioni si collegano a 1.100 pompe di calore all’interno dell’edificio da 834 unità.
Come funziona la geotermia urbana
A differenza degli impianti geotermici tradizionali che estraggono calore da chilometri sotto terra, i sistemi urbani sfruttano le temperature relativamente stabili che si trovano vicino alla superficie. I primi 100 metri di terra agiscono come una spugna termica, assorbendo e rilasciando il calore derivante dall’attività cittadina. Al di sotto di tale profondità, il gradiente geotermico naturale prende il sopravvento, garantendo temperature costanti tutto l’anno.
Nella Riverie, una miscela fluida circola attraverso tubi a forma di U (circuiti di terra) sepolti sotto l’edificio. In inverno, questo fluido assorbe il calore dal suolo e viene concentrato tramite un compressore prima di essere fatto circolare nell’aria interna. In estate il processo si inverte, scaricando nuovamente il calore in eccesso nella terra. Questo sistema si basa su pompe di calore geotermiche, che trasferiscono in modo efficiente l’energia termica anziché generarla da zero.
Sfide e soluzioni ingegneristiche
L’installazione di un tale sistema in un ambiente urbano denso presenta sfide uniche. La posizione sul lungomare della Riverie richiedeva tecniche di perforazione specializzate per prevenire il collasso del pozzo in terreni sciolti e impregnati d’acqua. Un doppio impianto di perforazione rotante, che fa ruotare contemporaneamente sia il tubo di perforazione interno che l’involucro esterno in acciaio, ha garantito la stabilità durante il processo di perforazione profonda di 499 piedi.
Gli ingegneri hanno utilizzato un rivestimento in acciaio per proteggere i pozzi dalle acque sotterranee e tubi in polietilene ad alta densità resistenti alla corrosione per una lunga durata. La geologia del substrato roccioso del sito si è rivelata ideale per un efficiente scambio termico, anche se un’attenta gestione è ancora essenziale per evitare il surriscaldamento.
L’importanza della gestione continua
Il successo della geotermia urbana non si limita all’installazione; il monitoraggio e la gestione continui sono cruciali. Tim Weber, CEO di Diverso Energy, sottolinea che un campo di trivellazione non gestito può surriscaldarsi. Una strategia chiave è quella di riutilizzare il calore in eccesso in estate per preriscaldare l’acqua per la caldaia dell’edificio, bilanciando la temperatura complessiva del sistema. La posta in gioco è alta: un guasto nel sistema interrato non è un’opzione, dato il suo ruolo fondamentale nel controllo climatico dell’edificio.
L’energia geotermica urbana rappresenta uno spostamento verso infrastrutture più sostenibili. Poiché le città si trovano ad affrontare una pressione crescente per ridurre le emissioni, lo sfruttamento delle risorse termiche naturali della Terra diventerà probabilmente una pratica standard, non solo un’eccezione innovativa.
