acque calde della pianura friulana - moodle2.units.it
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OGSIstituto Nazionale di Oceanografia
e Geofisica Sperimentale
Università di TriesteDipartimento di Scienze Geologiche
Ambientali e Marine
Le ACQUE CALDE della PIANURA FRIULANA
Realizzazione dellaCarta Geologico-Tecnica dellaRisorsa Geotermica Regionalee definizione delleLinee Guida per il suo Utilizzo
Università di TriesteDipartimento di Ingegneria
Civile e Ambientale
ENTE AFFIDATARIO
Regione Autonoma Friuli Venezia GiuliaDirezione Regionale Ambiente e Lavori PubbliciServizio Geologico – Dr. Geol. Tiziano Tirelli – Direttore del Servizio
Dr.ssa Geol. Sara Oberti di ValneraIng. Fabio SvaghiDr. Geol. Mario RavalicoPer. Min. Rosella Marcon
STRUTTURE INCARICATE
Università di Trieste - D.I.C.A. (Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale)Prof. Rinaldo Nicolich – Responsabile Scientifico della ConvenzioneProf. Bruno Della VedovaDr.ssa Erika BarisonIng. Claudio VecellioDr. Dario Rizzetto
Università di Trieste - Di.S.G.A.M.(Dipartimento di Scienze Geologiche, Ambientali e Marine)
Prof. Daniele Masetti – Responsabile Scientifico dell’Unità OperativaDr.ssa Aurelie CimolinoDr. Geol. Onelio Flora – Laboratorio di Geochimica Isotopica
Ist. Nazionale di Oceanografia e Geofisica Sperimentale - O.G.S.: Dr. Riccardo Ramella – Responsabile Scientifico dell’Unità OperativaDr.ssa Martina Busetti Dr.ssa Valentina VolpiDr. Claudio Zanolla
CON I CONTRIBUTI DI:
Prof. Franco Cucchi - Di.S.G.A.M. – Università di TriesteProf. Ruggero Marocco – Di.S.G.A.M. – Università di TriesteLaboratorio del Dipartimento dei Materiali e delle Risorse Naturali – Università di TriesteProf. Francesco Princivalle – D.S.T. - Laboratorio di Mineralogia Applicata - Università di Trieste
INDICE
Presentazione 4
1. La fonte energetica geotermica 5
2. La risorsa in Regione 5
3. Il sottosuolo della Bassa Pianura friulana: l’acquifero entro
la piattaforma carbonatica e la genesi dell’anomalia termica 7
4. Gli acquiferi dolci nelle coperture alluvionali 12
5. Idrogeologia e monitoraggio geochimico 22
6. Utilizzo sostenibile della risorsa 24
Presentazione
La Regione Autonoma Friuli Venezia Giulia, al fine di avviare unpiano di conservazione e sviluppo dell’utilizzo dell’energia geoter-mica regionale, ha inteso promuovere la redazione e la diffusionedello studio della “REALIZZAZIONE DELLA CARTA GEOLOGICO-TECNICA DELLA RISORSA GEOTERMICA REGIONALE E DEFINI-ZIONE DELLE LINEE GUIDA PER IL SUO UTILIZZO”.
Lo studio è stato realizzato nell’ambito di una convenzione di ricer-ca stipulata tra il Servizio geologico della Direzione centrale dell’am-biente e dei lavori pubblici e il Dipartimento di Ingegneria Civile e Am-bientale (DICA), il Dipartimento di Scienze Geologiche Ambientali eMarine (DiSGAM) dell’Università degli Studi di Trieste e l’Istituto Na-zionale di Oceanografia e Geofisica Sperimentale (OGS), avente co-me referente il prof. Rinaldo Nicolich.
Da un lato, tale studio rappresenta la naturale prosecuzione deldocumento recentemente redatto e divulgato, “Carta delle Struttu-re Geologiche della Pianura Friulana” e dello studio “Realizzazionedello studio preliminare degli acquiferi profondi della Pianura Friu-lana” (DICA, OGS).
Dall’altro lato, lo stesso è stato predisposto nel contesto delle at-tività previste per la realizzazione della Cartografia geologico-tecni-ca regionale nel cui geodatabase confluiscono anche i dati deipozzi geotermici.
L’opuscolo costituisce, quindi, un elemento di indubbio valorescientifico, che fornisce indicazioni sulla risorsa geotermica evi-denziandone la distribuzione sul territorio regionale ed i presuppo-sti per il suo sviluppo sostenibile.
Peraltro, la promozione di un piano di conservazione e sviluppodell’utilizzo dell’energia geotermica costituisce uno dei primari inte-ressi dell’Amministrazione Regionale, così come previsto dal Pianoenergetico regionale.
È, questo, un problema che deve essere affrontato su rigorosebasi scientifiche e che rientra nell’ambito più vasto dello sviluppoeco-compatibile; uno sviluppo che tenga conto dell’indispensabileequilibrio tra le esigenze di natura economica-industriale e le ne-cessità, altrettanto importanti, di tutela delle risorse naturali, tra cuigli acquiferi sotterranei.
L’ASSESSORE ALL’AMBIENTE E AI LAVORI PUBBLICIGIANFRANCO MORETTON
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1. La fonte energetica geotermica
Viviamo una crisi energetica a livello mon-diale per la crescita dei consumi nei paesi insviluppo e per la gestione dei prezzi del petro-lio solo su basi politiche. Ne consegue la ne-cessità per il nostro paese d’intensificare glisforzi in ambito scientifico, tecnologico e in-dustriale per l’utilizzo di risorse nazionali dienergia, soprattutto di quelle rinnovabili.
Un risparmio sulle fonti energetiche fossilicon benefici ambientali ed economici può de-rivare dall’incentivazione dell’uso diretto delcalore geotermico.
Il calore della TerraPer energia geotermica s’intende l’energia
contenuta sotto forma di calore all’internodella Terra. La quantità è enorme, ma è rara-mente concentrata in serbatoi a profonditàraggiungibili per lo sfruttamento industriale.
La temperatura delle rocce aumenta con laprofondità secondo un gradiente geotermicomedio che è di circa 3 °C ogni 100 m. Le zoned’interesse geotermico sono quelle ove il gra-diente è superiore a quello medio, sempre pe-rò a profondità tecnicamente ed economica-mente raggiungibili.
Il trasporto del calore avviene mediante lamigrazione di fluidi geotermici e quelli utili so-no in primo luogo l’acqua, penetrata nel sot-tosuolo nel corso di migliaia di anni e riscal-data al contatto con rocce calde permeabili.Quando l’acqua è riscaldata ad elevate tem-perature (da 100 °C fino a oltre i 300 °C, e al-lora può essere per lo più presente sotto for-ma di vapore) ed è intrappolata in pressioneentro i serbatoi profondi, essa può essere uti-lizzata per la produzione di energia elettrica,che è poi trasportabile a qualsiasi distanza.
Nell’uso non elettrico o diretto del calore,cioè delle acque calde naturali con tempera-ture inferiori a 100 °C, impiegabili per il riscal-damento degli edifici, di serre, in acquacultu-ra, nei processi agricoli e industriali, in bal-neoterapia, l’interesse economico può essererilevante solo se la risorsa è rinvenibile in
vicinanza degli impianti di utilizzo. L’uso di-retto dell’energia geotermica soffre, però dinotevoli rallentamenti nella predisposizionedegli utilizzi, che possono essere di grandevariabilità e che necessitano perciò di unaspecifica attività di promozione ed informazio-ne. Un esempio: l’installazione di pompe dicalore può offrire la possibilità di estrarre ca-lore dal terreno o dagli acquiferi ottenendo,per ogni unità di energia (elettrica) consumatadall’impianto della pompa, almeno tre unità dienergia sotto forma di calore. E’ di grande in-teresse il fatto che è possibile, sempre attra-verso l’uso di pompe di calore, anche il con-dizionamento estivo degli ambienti.
L’individuazione e lo sfruttamento sostenibi-le della risorsa geotermica è, però, un’attivitàcomplessa, che si articola su diverse fasi diesplorazione iniziando con il censimento dellemanifestazioni geotermiche e continuandocon le indagini geologiche, geochimiche, geo-fisiche e con la perforazione di pozzi esplora-tivi. Il monitoraggio, a medio-lungo terminedegli effetti dello sfruttamento (riduzione dellapermeabilità, raffreddamento, subsidenza)permetterà poi di mantenere la risorsa sottocontrollo.
Utilizzazioni generalmente realizzateper le alte e per le basse temperature
Per le alte temperature si può investire nellaproduzione diretta di energia elettrica con tra-sporto dell’energia a casa dell’utilizzatore.
Per le basse temperature (< 100 °C) si parladi trasporto di calore su distanze brevi via flui-do (acqua).
2. La risorsa in Regione
Il territorio del Friuli Venezia Giulia è caratte-rizzato da rilievi montuosi e collinari che cir-condano i depositi alluvionali della pianura.
Le rocce carbonatiche presenti nei rilievimontani, permeabili e fratturate, favorisconol’infiltrazione e il trasporto delle acque meteori-che fino ad elevate profondità. Nell’Alta Pianu-
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ra sono invece presenti ampie conoidi di mate-riale grossolano (ghiaie) molto permeabile, do-ve l’acqua penetra nel sottosuolo andando acostituire una potente falda freatica (acque sot-terranee libere), continuamente alimentata dal-le portate dei fiumi e torrenti montani.
Il passaggio dall’Alta Pianura alla Bassa Pia-nura è individuato in corrispondenza della Li-nea delle Risorgive, che indica una transizioneverso un sottosuolo costituito anche da spes-si intervalli argillosi, impermeabili, più o menocontinui, che separano strati permeabili dovel’acqua è costretta in acquiferi artesiani (ac-que sotterranee in pressione). Uno schema il-lustrativo della variazione delle facies sedi-mentarie dall’Alta alla Bassa Pianura è indica-to in figura 1. L’alimentazione delle falde arte-siane della Bassa Pianura è assicurata dalleacque sotterranee libere dell’Alta Pianura e siosserva la fuoriuscita dell’acqua in eccessoappunto lungo la Linea delle Risorgive.
La parte meridionale della Bassa Pianura ela fascia lagunare risultano interessate daun’anomalia geotermica positiva che porta alriscaldamento delle acque contenute negliacquiferi artesiani, con temperature man ma-no più elevate per quelli più profondi. La sor-gente di calore deriva dalla lenta risalita di ac-que, riscaldate dal normale gradiente geoter-mico terrestre a grandi profondità (alcune mi-gliaia di chilometri), con percorsi sempre entrole formazioni carbonatiche. Esse migrano finentro il tetto delle culminazioni sepolte, pre-senti nel sottosuolo della Bassa Pianura e la-gune adiacenti, con circolazione convettivaall’interno degli intervalli più permeabili. Que-sti, infatti, possono costituire serbatoi per leacque calde e sorgenti di calore per gli acqui-feri confinati entro le sovrastanti sabbie eghiaie dei sistemi artesiani.
Gli interventi della Regione Per predisporre un piano di sviluppo degli
utilizzi dell’energia geotermica regionale e del-la sua conservazione, il Servizio Geologicodella Regione, mediante il proprio ufficio perle attività minerarie e le risorse geotermiche,
ha promosso gli studi per una più adeguatavalutazione della risorsa:• ha promosso, tramite convenzione con l’Uni-
versità degli Studi di Trieste, Dipartimento diIngegneria Civile e Ambientale (D.I.C.A.), in-sieme al Dipartimento di Scienze GeologicheAmbientali e Marine (Di.S.G.A.M.) e all’IstitutoNazionale di Oceanografia e Geofisica Appli-cata (OGS), lo studio per la “Realizzazionedella Carta Geologico-Tecnica della Risor-sa Geotermica Regionale e Definizionedelle Linee Guida per il suo Utilizzo”;
• è impegnato con il proprio personale per larealizzazione della prima fase del “ProgettoGeotermia-Grado” dell’Obiettivo 2, DOCUP2000-2006, comprendente “La realizzazionedi un pozzo esplorativo e la quantificazionee la parametrizzazione della risorsa geoter-mica in Comune di Grado” a seguito di unostudio apposito realizzato in esecuzione diuna specifica convenzione.La realizzazione della “Carta della Risorsa
Geotermica”, è stata predisposta nel contestodelle attività previste per la messa in opera del-la Cartografia geologico-tecnica regionale. Aquesto fine, si sono estesi gli obiettivi alla co-noscenza dei fenomeni del sottosuolo aventi ri-levanza idrogeologica, avendo cura dell’utiliz-zo e salvaguardia delle risorse primarie.
Attualmente il Servizio sta provvedendo, allarealizzazione del Sistema Informativo Territo-riale della Carta Geologico Tecnica (SIT-CGT),in cui confluiscono i dati dei pozzi geotermicie le informazioni relative alla risorsa acqua.
Obiettivo primario del lavoro svolto dagli uf-fici regionali è la promozione di un piano diconservazione della risorsa e di sviluppo del-l’utilizzo dell’energia geotermica in linea conquanto previsto dal Piano energetico regiona-le (approvato in bozza con la delibera 932 dd.05/05/06). Esso riserva un significativo inte-resse ad uno sfruttamento programmato dellerisorse geotermiche prevedendo un incre-mento superiore al 100% entro il 2010.
Lo studio commissionato per la realizzazio-ne della carta della risorsa ha perseguito i se-guenti obiettivi:
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- definizione del contesto geologico anchecon l’acquisizione di profili sismici a riflessio-ne in terra e a mare;
- caratterizzazione termica e geochimica delleacque con indicazione delle aree di ricaricadegli acquiferi, delle profondità dei circuiti edei tempi medi di permanenza negli acquiferi;
- mappatura e classificazione degli acquifericon quantificazione della risorsa e individua-zione degli utilizzi;
- definizione di linee guida per una correttaprogrammazione dello sfruttamento dellarisorsa.
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(l.m.m.)
Linea delle risorgive
Alta Pianura FriulanaFalda freatica indifferenziata
Bassa Pianura FriulanaSistema complesso:
molteplici falde in pressione
Fig. 1: schema delle variazioni di facies e degli acquiferi in falda ed artesiani fra l’Alta e la Bassa Pianura.
3. Il sottosuolo della Bassa Pianurafriulana: l’acquifero entro lapiattaforma carbonatica e lagenesi dell’anomalia termica
Nella Bassa Pianura e lagune limitrofe si so-no osservate delle culminazioni del tetto deicarbonati entro cui è contenuto un acquiferosalato o salmastro. Siamo fra 750 e 1000 m diprofondità come si osserva nella mappa delleprofondità del tetto dei carbonati presentatain figura 2, mappa che copre anche il Golfo diTrieste. In essa sono indicate anche le traccedei profili sismici acquisiti con la Convenzio-ne, in terra e a mare.
Durante il periodo Cretacico (da 145 a 65milioni di anni fa) la nostra regione rappresen-tava un’area tropicale di mare poco profondoin cui vivevano e si accrescevano colonie divari organismi (fra essi i più caratteristici era-no le rudiste, poi estintesi). I sedimenti organi-ci depositati, una volta trasformati in solida
roccia calcarea, hanno mantenuto caratteristi-che porosità e permeabilità che hanno per-messo l’accumulo in essi del sistema acquife-ro più caldo, con l’instaurazione di una lentacircolazione idrotermale che ha richiamatofluidi caldi e salati da grandi profondità.
L’osservazione della mappa di figura 2 evi-denzia per questa piattaforma carbonatica unamorfologia articolata, legata al meccanismodeposizionale e di crescita, originariamentesintetizzabile come un altopiano calcareo chesi affacciava in modo asimmetrico sui fondalicircostanti: con ripide scarpate verso occiden-te e con più dolci versanti verso settentrione everso oriente. I sollevamenti ed abbassamentidel livello marino, con esposizione subaereadella piattaforma sottoposta in questo modoad erosione, e le successive deformazioni tet-toniche, che hanno agito in direzioni e tempidifferenti secondo opposti sistemi di faglie,hanno poi modificato l’assetto originario dellapiattaforma. Le parti sommitali di essa sono
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ora evidenti in corrispondenza di un primo set-tore, immediatamente a nord di Lignano, orien-tato in senso E-O, e di un secondo, con direzio-ne NO-SE, che dalla laguna di Grado-Maranosi spinge fino all’Istria-Punta Salvore.
Per chiarire l’assetto geologico e strutturale,in figura 3 sono riportate in scala 1:1 tre se-zioni geologiche schematiche, ottenute dal-l’interpretazione di profili sismici. Qui in coloreazzurro sono rappresentati i depositi più anti-chi, in gran parte corrispondenti ai calcari cre-tacei. Essi appaiono direttamente ricoperti dadepositi che sono indicati in colore marrone.Si tratta di sedimenti che si sono depositati inbacini marini profondi, che mediamente pote-vano raggiungere e superare il migliaio di me-tri. Ad occidente tali formazioni sono costitui-te da misture di fanghi calcarei ed argille (lecosiddette “Scaglie”), depositatesi come se-dimenti fini decantati attraverso tutta la colon-na d’acqua. Sui fondali orientali, più o menonello stesso periodo, frane sottomarine, de-nominate correnti di torbida, costituiscono idepositi del “Flysch”, alternanze di marne e distrati terrigeni sabbiosi, originati dal disfaci-mento dei fronti della catena dinarica (gli at-tuali Carsi) che era in fase di sollevamento.
Il colmamento dei suddetti bacini riportanell’area condizioni di mare poco profondo,ove andranno a deporsi prevalentemente uni-tà terrigene sabbioso-limose (la “Molassa”miocenica che si sovrappone al Flysch e cheè indicata in figura in color nocciola). Si trattadi formazioni geologiche di ambiente costiero,ove la linea di costa era in continua evoluzio-ne a seguito del contemporaneo sollevamen-to della catena delle Alpi Meridionali orientali.
L’ultima successione è riconducibile all’in-tervallo Pliocene-Quaternario (color giallo) ed
è composta di sedimenti sciolti: si tratta, in-fatti, di fitte alternanze di materiali impermea-bili argilloso-limosi e materiali permeabili ghia-iosi e sabbiosi, riferibili ad ambienti alluvionalicostieri e marini poco profondi, anch’essi mo-dellati dalle continue variazioni del livello ma-rino, anche in relazione all’avvicendamento difasi glaciali ed interglaciali.
L’acquifero salato al tetto della piattaformacarbonatica è idraulicamente separato dai si-stemi artesiani immediatamente sovrastanti econtiene le acque più calde di tutto il comples-so geotermico, con temperature stimate fino acirca 65 °C. In figura 4a,b è illustrato l’anda-mento con la profondità della temperatura cor-retta (Geoterma) e del gradiente nel pozzo Ce-sarolo 1, perforato dall’ENI in Veneto.
La figura 5 rappresenta uno schema geolo-gico con il modello di circolazione delle acquecalde entro le formazioni carbonatiche. Il mo-dello indica la trasmissione di calore per con-vezione entro i calcari organogeni di scoglieranella parte alta della piattaforma, una succes-siva trasmissione per conduzione agli acqui-feri artesiani superiori attraverso un setto im-permeabile di copertura. Gli acquiferi artesianipiù caldi sono quelli più profondi e vicini al-l’acquifero nei carbonati e la loro stabilità ter-mica, in decenni di sfruttamento, dimostracome il fenomeno sia a regime e quindi inte-ressante dal punto di vista minerario.
Le informazioni caratterizzanti la risorsa nelcarbonatico sono oggi ancora puntuali e indiret-te (da dati geofisici e dal pozzo Cesarolo 1 e Ca-ravella 1) e non circoscritte. Dal progetto Geo-termia-Grado, in corso di realizzazione nell’am-bito del DOCUP-Obiettivo 2, conseguirà unaprima stima per uno sfruttamento sostenibiledell’acquifero nell’area tra Lignano e Grado.
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Fig. 4a: andamento della temperatura con la pro-fondità per il pozzo Cesarolo 1 geoterma speri-mentale stimata).
Fig. 4b: andamento del gradiente di temperaturaper lo stesso pozzo.
Curva sperimentale
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GeotermaT [°C]
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Fig. 5: modello geologico schematico di circolazione delle acque entro i carbonati della piattaforma
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4. Gli acquiferi dolci nelle coperturesedimentarie
Per caratterizzare e delimitare gli acquiferi ar-tesiani nelle coperture terrigene delle formazio-ni carbonatiche, si sono utilizzati i dati puntualidisponibili presso l’Ufficio per le attività mine-rarie e le risorse geotermiche, integrati con idati geofisici di nuova acquisizione e con tuttele altre informazioni pregresse disponibili (datidel catasto, dati di perforatori, archivi di altrienti, …). Sono stati esaminati più di 200 pozzi,significativi dal punto di vista geotermico, inse-rendo complessivamente 142 litostratigrafie inun database informatizzato. Sono state pro-dotte le prime carte tematiche georeferenziate,sia in pianta che in sezione, riportando separa-tamente i diversi acquiferi artesiani.
In figura 6 un’immagine tratta dalla linea si-smica ad alta risoluzione acquisita nel territo-rio del Comune di Aquileia con le interpreta-zioni strutturali e stratigrafiche della facies si-smiche in profondità, riferite agli orizzonti cor-rispondenti agli acquiferi individuati dai son-daggi: orizzonti D, E, F, G, Q (base Quaterna-rio), P (base Pliocene), L (tetto del Miocene In-feriore), C (tetto dei carbonati).
Nell’ambito del progetto è stato possibiledefinire e analizzare gli 11 sistemi di acquiferigià noti dalla letteratura (contraddistinti dallelettere da A ad M), anche se l’attenzione èstata rivolta in particolare ai 7 sistemi geoter-mici (da E ad M) e all’acquifero carbonaticoprofondo. Gli acquiferi sono stati tentativa-mente isolati sulla base di correlazioni litostra-tigrafiche, effettuate utilizzando tutti i pozziclassificati nel database e sulla base dei datisismici e geochimici, ove disponibili. Allo sco-po di fornire agli operatori uno strumentoomogeneo di analisi, valutazione e gestionedelle risorse idriche e geotermiche, si è volutodescrivere la distribuzione spaziale di ciascunsistema artesiano stimando la risorsa idrica egeotermica disponibile e la parte ritenuta (aduna prima analisi) sfruttabile, essendo soste-
nibile dal sistema geotermico complessivo.Questo approccio può avere lo svantaggio didipendere dalla variabilità laterale delle pro-prietà idrauliche di ciascun sistema acquiferoe dalla densità e qualità dei dati di pozzo, suiquali le mappe sono basate.
A titolo di esempio per le correlazioni strati-grafiche si riporta in figura 7 una sezione rife-rita al sistema di acquiferi H, insieme alle le-gende utilizzate per la caratterizzazione lito-stratigrafica e idraulica. La legenda riporta lelitostratigrafia e gli acquiferi secondo gli stan-dard accettati per la Provincia di Venezia e ilFriuli Venezia Giulia.
Le cartografie dei sistemi di acquiferi E, F,G, H, I+L e la definizione delle profondità edelle linee di uguale temperatura stimata perognuno di essi (isoterme) e che li caratterizza-no, sono riprodotte nelle Tavole da 1 a 7.
Il risultato principale mostrato da questecarte è che le acque dolci entro le coperturesono riscaldate per conduzione, per operadell’acquifero nei carbonati attraverso gli stratiimpermeabili che lo ricoprono. Profondità etemperature sono riportate sulla mappa deltetto dei carbonati (per i sistemi I+L) o, per glialtri acquiferi, sulla mappa degli spessori deisedimenti recenti (Quaternario) comprendenteanche informazioni (campiture colorate) sulsubstrato di base: Flysch eocenico in marron-cino, Miocene in nocciola, Pliocene inferiore ingiallo. In ogni mappa sono indicati i pozzi chehanno raggiunto l’acquifero (punti verdi) e chesono serviti per caratterizzarlo e i pozzi (puntibianchi) che non hanno incontrato quell’acqui-fero alla profondità prevista. Gli acquiferi piùcaldi sono quelli profondi e le loro temperaturesi correlano con gli andamenti delle culmina-zioni della piattaforma carbonatica.
Nonostante le incertezze insite nei dati di-sponibili ed utilizzati, queste mappe sono cer-tamente uno dei risultati più importanti delleindagini svolte, che consentirà agli operatoridi effettuare le valutazioni strategiche sulla ri-sorsa.
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5. Idrogeologia e monitoraggiogeochimico
Nel corso dello studio sono stati monitoratibimestralmente (sull’arco di un anno) diecipozzi artesiani allo scopo di fornire una primacaratterizzazione geochimica dell’area geoter-mica, individuando le famiglie idrogeologiche,delimitando l’estensione di ciascun corpo idri-co, definendo le possibili aree di ricarica e itempi di residenza medi degli acquiferi stessi.I dati sono stati integrati con tutte le altre in-formazioni pregresse disponibili. Sulle acqueprelevate sono state effettuate sia misurazionidei parametri chimico-fisici in sito, sia analisigeochimiche ed isotopiche di laboratorio. Infigura 8 la distribuzione dei pozzi utilizzati perle indagini geochimiche e per le correlazionistratigrafiche: contrassegnati in rosso i pozzioggetto dei monitoraggi.
Le misurazioni sulle acque in sito hanno ri-guardato i parametri di temperatura, pH, con-ducibilità elettrica e TDS (Total Dissolved So-lids); in laboratorio sono state effettuate le de-terminazioni delle concentrazioni degli ioniprincipali Li+, Na+, K+, Ca++, Mg++, HCO3
—,SO4
--, H2S, Cl-, F-, SiO2, NH4+, NO3
-, Fe, non-ché il pH e la conducibilità elettrica. Si è pro-ceduto inoltre alle analisi di geochimica isoto-pica per la determinazione dei contenuti inδ18O, δ2H e Trizio.
Un esempio dei risultati delle misure geochi-miche è riportato in figura 9a, che illustra lanetta separazione delle concentrazioni degliioni SO4
- e Cl-, tracciante, il primo, delle ac-que del bacino del Tagliamento, il secondo,degli acquiferi interessati da contaminazionecon acque marine (non necessariamente at-tuali). La figura 9b illustra la stabilità del rap-porto isotopico (δO18) in tutti i campioni nel-l’arco di un anno, a dimostrazione della stabi-lità degli acquiferi, non soggetti a significativicontributi periodici provenienti da corpi idricidiversi. Questo fatto rappresenta un’informa-zione fondamentale per il corretto piano dimonitoraggio qualitativo della risorsa.
Dallo studio è risultato che gran parte delleacque esaminate sono caratterizzate da valoridi conducibilità elettrica piuttosto bassi attri-buibili ad acque bicarbonatiche, mediamentemineralizzate. Alcuni campioni sono riferibiliad acque minerali a conducibilità compresatra 1320 µS/cm e 3000 µS/cm, mentre per ungruppo ristretto di pozzi si tratta di acque in-tensamente mineralizzate la cui conducibilitàsupera i 3000 µS/cm (raggiungendo in un ca-so i 27000 µS/cm). Partendo dalle concentra-zioni dei principali ioni (Ca++, Mg++, HCO3
-, Cl-
e SO4- ) sono stati costruiti grafici per confron-
tare e discriminare le caratteristiche chimichedelle famiglie idrogeologiche. Sono state ana-lizzate nel dettaglio anche le concentrazioni inNH4
+, NO3- e Fe, utili parametri indicatori di
qualità e potabilità per le acque sotterranee,nonché di Li+, H2S, F- e SiO2.
La mineralizzazione più spinta, riscontratanelle acque artesiane circolanti alle maggioriprofondità, solitamente arricchite in Cl-, Na+,K+, Li+, F-, Fe, NH4
+, H2S, è stata messa in re-lazione ad un’origine naturale legata o a con-taminazioni marine (non necessariamente at-tuali) o agli anomali gradienti geotermici localiche possono indurre nelle acque specifichemodificazioni chimiche (“scambio ionico”) al-lorché nel sottosuolo siano presenti depositiargillosi di origine marina o depositi arricchitiin sostanze organiche. Questo fenomeno au-menta al crescere dei tempi medi di residenzanegli acquiferi (circolazioni molto lente) e, diconseguenza, delle profondità di circolazionedelle acque.
Le analisi isotopiche effettuate (per l’Ossige-no, il Deuterio e il Trizio) hanno ribadito l’originemeteorica di tutte le acque circolanti all’internodelle falde della Bassa Pianura e hanno per-messo di definire approssimativamente l’etàdelle acque campionate, i bacini idrografici diorigine e la circolazione nel sottosuolo.
Al momento non sono a disposizione dati cer-ti che possono confermare fenomeni di intru-sioni marine attuali negli acquiferi geotermici,ritenuti comunque possibili nel settore costiero
Le acque calde della pianura friulana
22
Le acque calde della pianura friulana
23
di Lignano a profondità superiori a 400 m.In sintesi, sono stati riconosciuti tre diversicircuiti idrogeologici, sottostanti ad un circuitopiù superficiale caratterizzato da 4 sistemi diacquiferi artesiani che non sono di interessegeotermico:• Gli acquiferi artesiani di interesse geotermi-
co più superficiali (acquiferi E-F-G) fino aprofondità tra i 230 e i 320 metri. Trattasi diacque che derivano da circuiti poco profon-di alimentate dalla falda freatica e con tempidi residenza negli acquiferi generalmente in-feriori ai 50 anni. La profondità dei circuiti ei tempi di residenza aumentano progressi-vamente spostandosi da est verso ovest.
• Gli acquiferi artesiani profondi del settore
centrale e occidentale, da 400 a 600 m cir-ca di profondità (acquiferi H-I-L-M); sonotutti d’interesse geotermico e sono caratte-rizzati da una salinità fra 750 e 1500 mg/l eda tempi di residenza molto lunghi, superio-ri a 50 anni.
• Gli acquiferi artesiani profondi dell’area diGrado-Isonzo presentano un chimismo connotevole affinità nei caratteri principali, no-nostante la diversità del contesto geologi-co-strutturale. Si tratta di acque probabil-mente fossili con elevata concentrazione disali, che risalgono attraverso sistemi di fa-glie con possibili contaminazioni (in partico-lare nell’area di Monfalcone) di acque su-perficiali.
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Database informatizzato
Confini Comuni
Confine R egione
Fig. 8: distribuzione dei pozzi utilizzati per le correlazioni litostratigrafiche, le analisi geochimiche e i monitoraggi (10pozzi in rosso).
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May-05 Jul-05 Sep-05 Nov-05 Jan-05 Mar-05 May-05
O18
AnforaBrussa
Leoni
Val Noghera
Oasi
Piscina
SportThalosTrebano 340
Zoo
Palmanova
Legenda
Analisi annuale dell’isotopo O18
Ciclo di campionamento
TAGLIAM-1 1995TAGLIAM-2 1995
CODROIPO 1995
UMGP/078-1
CASTIONIS 1995
VE300_270m
AIELLO 1995
PICCHI 1UMGP/050-1
THALOS med.
VE369_624m
200
150
100
50
0
0 200 400 600 800 1000
SO4
(mg/
l)
CI (mg/l)
Fig. 9a: acque distinte in classi in base alle concentrazioni diCloro e di ione solfato
Fig. 9b: misure costanti nel tempo per la variazionedell’isotopo O18.
6. Utilizzo sostenibile della risorsa
Dalle indagini effettuate emerge subito chesin dal 1990 la zona interessata da maggiorerichiesta di sfruttamento geotermico è con-centrata nei Comuni della Bassa Pianura cen-tro-occidentale, che da sola totalizza l’89%della richiesta spontanea. Ad oggi sono 82 ipozzi regolarmente utilizzati per lo sfrutta-mento geotermico in regione ed interessano icomuni di Carlino (UD), Grado (GO), Latisana(UD), Lignano (UD), Marano (UD), Monfalcone(GO), Palazzolo dello Stella (UD), Pocenia(UD), Precenicco (UD), Ronchis (UD), S. Gior-gio di Nogaro (UD).
La destinazione d’uso dei pozzi è prevalen-temente per riscaldamento d’abitazioni, com-plessi residenziali o stabilimenti generici. Inminor misura, le acque geotermiche sono uti-lizzate per la floricoltura o l’orticoltura in ser-re, in strutture adibite all’allevamento, alla val-licoltura ed all’itticoltura, nel riscaldamento dipiscine e strutture termali nonché, sporadica-mente, per attività ricreative e turistiche o perla manutenzione degli zoo pubblici. Per ognisistema di acquiferi si possono individuare le
applicazioni sostenibili per le diverse destina-zioni d’uso.
La stima del volume di acqua mobile estrai-bile, considerando un emungimento ottimiz-zato in modo da non depauperare la risorsa,indica che ad oggi è sfruttato (considerando ipozzi di sfruttamento geotermico oggetto diconcessione o permesso) meno del 10% del-la risorsa geotermica sostenibile presente nel-le alluvioni. Si suggerisce che il piano di sfrut-tamento debba attentamente valutare i se-guenti parametri: • il raggio di azione di ciascun pozzo (cioè la
distanza media fino alla quale arriva, a cau-sa dell’emungimento, una perturbazionesensibile del campo di carico idraulico del-l’acquifero): esso è funzione della portata,delle caratteristiche idrauliche dell’acquifero(T, S) e della ricarica;
• l’abbassamento sostenibile del carico idrau-lico sul pozzo e su quelli adiacenti, per ope-ra degli emungimenti complessivi: esso di-pende dal numero di pozzi, dalla loro porta-ta, dalle caratteristiche dell’acquifero, dallamodalità degli emungimenti (continui, inter-mittenti, alternati, …), dalla ricarica dell’ac-
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quifero e dalla relativa subsidenza indottadallo sfruttamento. Per gli acquiferi geotermici sono stati propo-
sti dei modelli semplificati che, definendo laportata, stimano una subsidenza indotta in su-perficie con emungimento continuo. Una sub-sidenza in superficie attorno a 1 mm/anno èstata valutata come sostenibile, essendo il va-lore confrontabile con la subsidenza naturaledella Bassa Pianura. Qualora l’emungimentodivenga saltuario, secondo le necessità e isalti termici da compensare, ogni impianto an-drà valutato con la dovuta cura nelle stime deicarichi ambientali ed energetici indotti.
E’ importante sottolineare come il maggiorcontributo alla subsidenza indotta da emungi-mento nella Bassa Pianura friulana è causatodai pozzi che pescano negli acquiferi più su-perficiali. Questi acquiferi sono più comprimi-bili, sono sfruttati da un più grande numero dipozzi e sono quelli da cui l’acqua è emuntada molti più anni. In conclusione, obiettivoprimario dovrà essere il controllo dello sfrutta-mento del sistema di acquiferi più superficia-le. Per quanto concerne gli acquiferi dolciprofondi, essi vanno preservati nella loro tota-lità, anche a monte della fascia geotermica,perché ne rappresentano la ricarica e dovreb-bero essere indicati come risorsa strategica.
Per garantire un corretto utilizzo della risor-sa sono state individuate alcune linee guida esoluzioni minime finalizzate alla sua conserva-zione.
È necessario riunire in un unico contestotutte le banche dati esistenti. Un primo passoè stato fatto dalla Regione con la creazione diuna banca dati comune. Manca, però un co-ordinamento gestionale che consenti di pre-servare gli acquiferi e di impedire il cattivouso della risorsa cui dovrebbe ovviare il PianoGenerale di Tutele delle Acque, attualmente infase di predisposizione. Infatti, la risorsa geo-termica è per definizione rinnovabile, ma nonè illimitata. Dai risultati delle indagini svolte, èemersa la necessità d’intraprendere un’azionedi coordinamento fra gli organismi che auto-rizzano e vigilano sull’utilizzo della risorsa ac-
qua. Uno strumento auspicabile potrebbe es-sere costituito da una ricognizione approfon-dita della realtà acque regionale, anche attra-verso una normativa di settore, e con forme diincentivazione, a partire dallo snellimento del-le procedure amministrative e dalla promozio-ne di corrette metodologie per la ricerca edutilizzo nell’ambito di una pianificazione deglisfruttamenti e di un monitoraggio degli effetti.
L’attenta progettazione ed esecuzione dellaperforazione, dei rivestimenti e della imper-meabilizzazione, la presenza delle saracine-sche, nonché la determinazione dei parametriidraulici dell’acquifero sfruttato, sono fattori cri-tici e cruciali ai fini di uno sfruttamento razionalee della salvaguardia della risorsa. Attualmente ipozzi non risultano omogeneamente distribuitisul territorio e va verificato il raggio d’azione, al-meno per ognuno degli acquiferi riconosciuti.
E’ importante evitare lo spreco dell’acquacon lo scorrimento a perdere in rete superfi-ciale. La chiusura o la riduzione drastica dellaportata, quando non necessaria, aiuta a pre-servare la temperatura dell’acqua e soprattut-to il carico idraulico e quindi limita la subsi-denza di fatto, consentendo il rilascio di unmaggior numero di permessi e concessioni.
In conclusione, dallo studio effettuato risultacome è necessario intervenire per utilizzare larisorsa acqua definendo per ciascun sistemadi acquiferi lo sfruttamento ottimale secondoun criterio di sostenibilità e salvaguardia.
In particolare, i sistemi acquiferi più superfi-ciali (più vulnerabili e a ricarica più veloce), isistemi di acquiferi “A”, “B”, potrebbero esse-re destinati agli utilizzi industriali, agricoli o ir-rigui, senza limitazione di qualità e per even-tuali usi energetici con geoscambio.
I sistemi acquiferi intermedi (meno vulnera-bili e a ricarica più lenta), gli acquiferi “C”, po-trebbero essere destinati agli utilizzi civili e in-dustriali con necessità di acqua di qualità.
I sistemi di acquiferi “D”, più profondi, do-vrebbero costituire la riserva idrica strategicae non dovrebbero essere sfruttati, se non perla realizzazione di grandi sistemi di prelievo ascopo idropotabile al servizio di grandi comu-
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nità. I sistemi acquiferi geotermici plio-quater-nari e miocenici della fascia litorale possonoessere destinati ad utilizzi geotermici indirettipreferibilmente con re-immissione dei reflui instrato, in particolare quelli che sono più pros-simi alla linea di costa ove si potrebbe favorirel’intrusione di acque marine salate.
I sistemi acquiferi geotermici nelle formazio-ni carbonatiche sono destinati ad utilizzi geo-termici indiretti con re-immissione dei reflui instrato.
Sulla base dei modelli discussi nello studio,per quanto molto semplificati, è stato possibi-le stimare le portate estraibili dagli acquiferigeotermici. Esse sono variabili per ogni acqui-fero in funzione dei volumi disponibili e delleloro proprietà idrauliche (i valori di trasmissivi-
tà e coefficiente d’immagazzinamento sonostati solo stimati in modo approssimato nel-l’attesa di disporre di prove in pozzo), con unminimo di 3-5 l/s per ogni km2 di estensioneper gli acquiferi E, F, G, I+L. Per il sistema diacquiferi H tale portata può essere più elevata(5-10 l/s.km2). Con emungimento intermitten-te, secondo le necessità e i salti termici dacompensare, ogni impianto andrà valutatocon la dovuta cura nelle stime dei carichi am-bientali ed energetici indotti.
La stima della potenza termica teorica otte-nibile dallo sfruttamento sostenibile di tutti gliacquiferi geotermici mappati, indica infine co-me si può raggiungere la produzione di 500MW, portando ad un risparmio energeticoteorico superiore a 300 ktep/anno.
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OGSIstituto Nazionale di Oceanografia
e Geofisica Sperimentale
Università di TriesteDipartimento di Scienze Geologiche
Ambientali e Marine
Università di TriesteDipartimento di Ingegneria
Civile e Ambientale