Un impianto geotermico è un sistema in grado di produrre acqua calda sanitaria e implementare la climatizzazione degli ambienti domestici mediante l’energia geotermica. In sostanza, sfrutta il calore terrestre – in maniera diretta o indiretta – grazie ad apposite soluzioni tecnologiche ed impiantistiche come, ad esempio, la pompa di calore terra-acqua. Di seguito, vediamo tutto quanto c’è da sapere in merito e quali sono i potenziali benefici che questa soluzione può garantire agli utenti domestici.
Geotermia casa: cosa si intende?
Si tratta di un impianto domestico alimentato da energia geotermica. Quest’ultima rappresenta una forma di calore pulita, sicura e rinnovabile e, di riflesso, sostenibile dal punto di vista ambientale. La geotermia, come detto, si avvale del calore terrestre che, come spiega un approfondimento a tema a cura dell’ENEA*, “deriva, in parte, dal calore residuo legato alla formazione del nostro Pianeta, in parte dai processi di decadimento degli elementi radioattivi (torio, uranio e potassio) presenti nel mantello”. L’energia geotermica aumenta a mano a mano che ci si allontana dalla superficie terrestre secondo quello che in gergo tecnico viene definito “gradiente geotermico medio”; in pratica, la temperatura aumenta di 30° per ogni chilometro di profondità.
L’energia geotermica non proviene esclusivamente dal sottosuolo ma, piuttosto, può essere attinta da un “fluido geotermico”, perlopiù acqua o vapore. In alcuni casi, come rileva l’Ufficio Federale dell’Energia svizzero**, “mediante trivellazioni in profondità è possibile accedere a falde di acqua sufficientemente calda da essere utilizzate direttamente (ovvero senza pompe di calore) per la produzione di calore, specialmente per alimentare le reti di teleriscaldamento urbano”.
Impianto geotermico come funziona e com’è fatto.
Un impianto geotermico domestico è detto generalmente “a bassa entalpia” poiché, nel suo complesso, costituisce un sistema che funziona scambiando quantità limitate di energia con l’ambiente esterno. Lo scambio termico può avvenire in maniera diretta o indiretta; nel primo caso, l’apparato attinge direttamente al fluido geotermico mentre nel secondo si avvale di uno scambiatore di calore o di una pompa di calore geotermica. Gli impianti a pompa di calore possono, a loro volta, essere suddivisi in:
- open loop (configurazione a circuito aperto); utilizzano bacini d’acqua di superficie, quali fiumi, laghi o il mare, o fonti sotterranee (le falde freatiche) come sorgente termica (“sorgente fredda”, in termini tecnici) per la pompa di calore integrata nell’impianto;
- closed loop (configurazione a circuito chiuso). Possono essere strutturati in due modi differenti, a seconda della disposizione nel terreno delle sonde geotermiche (in orizzontale oppure in verticale). In alternativa, le sonde possono essere incapsulate direttamente nei pilastri di fondazione dell’edificio.
Vediamo ora, in concreto, come funziona il geotermico. Possiamo immaginare l’impianto come un sistema di riscaldamento e climatizzazione dipendente da una pompa di calore la cui sorgente fredda è costituita dal terreno o da una fonte idrica. In altre parole, una pompa ‘acqua-acqua’ o ‘terra-acqua’. A seconda della modalità di esercizio, questa implementa un ciclo frigorigeno diretto (per la climatizzazione) o inverso (per il riscaldamento).
L’intero processo di scambio termico avviene grazie ad un fluido, presente all’interno del circuito. Si tratta di una sostanza che cambia stato per effetto delle trasformazioni indotte durante il ciclo termodinamico; la pompa di calore, infatti, è costituita essenzialmente da un compressore, un condensatore, una valvola di espansione e un evaporatore, collegati ad un circuito nel quale circola forzatamente un fluido refrigerante.
Questi, quando viene compresso, aumenta di temperatura; passando attraverso un condensatore che funge da scambiatore termico, cede il calore al mezzo da riscaldare (l’aria degli ambienti domestici interni o l’acqua dell’impianto idrico). Ciò determina il passaggio dallo stato gassoso a quello liquido del fluido, che viene poi convogliato verso una camera di espansione. La perdita di pressione coincide con un abbassamento della temperatura: il fluido può quindi attingere il calore dalla sorgente fredda (l’acqua o il terreno) tramite le sonde geotermiche. A questo punto, il ciclo può ripartire.
Vantaggi e svantaggi di un impianto geotermico domestico.
Uno degli aspetti che contribuiscono maggiormente all’efficienza di un impianto geotermico è il ricorso a sorgenti termiche stabili; l’acqua, ad esempio, garantisce il funzionamento ottimale della pompa di calore anche in condizioni estreme, al contrario di quanto accade con i modelli ‘aria-aria’ che, al di sotto dei 2° offrono un rendimento molto basso. Lo stesso può dirsi del terreno che, come spiega l’ENEA, “ha il vantaggio di subire minori sbalzi di temperatura rispetto all’aria”. Più in generale, aria e acqua sono sorgenti di calore che conservano una temperatura costante per tutto l’anno, e ciò consente di ottimizzare le prestazioni delle pompe di calore geotermiche, con una riduzione dei consumi di energia che va dal 30% al 70% in modalità riscaldamento e dal 20% al 50% in raffreddamento*.
Non mancano, però, alcuni svantaggi, perlopiù legati ai costi di realizzazione dell’impianto. La posa delle sonde geotermiche, infatti, richiede una profondità di interramento compresa tra 1m e 1,5 m; le tubazioni devono inoltre estendersi su un’area molto ampia, pari a due o tre volte la superficie dei locali domestici da riscaldare. Le sonde verticali, invece, devono scendere ad una profondità minima tra gli 80m e 100m; entrambe le soluzioni presentano costi elevati.
Un altro potenziale svantaggio è che le prestazioni effettive di una pompa geotermica dipendono non solo dall’efficienza delle singole componenti e del circuito ma anche da fattori sui quali non è possibile intervenire quali la conformazione del suolo e le caratteristiche termofisiche del terreno.
Impianto geotermico domestico costo: le voci di spesa da considerare.
Data la complessità impiantistica e strutturale, un sistema di geotermia domestica richiede svariati interventi tecnici specializzati, che vanno dai rilievi preliminari alla progettazione dell’intero impianto, passando per i lavori necessari alla posa e alla messa in opera delle singole componenti. Inoltre bisogna tener conto della conformazione dell’abitazione, dell’ampiezza dei locali e delle superficie, oltre alla presenza di eventuali criticità architettoniche o strutturali. Per un’abitazione di 100 metri quadri, il costo totale può essere stimato tra i 20.000 euro e i 30.000 euro, a seconda anche della qualità delle sonde geotermiche e della potenza della pompa di calore. All’esborso complessivo concorrono anche altre voci, quali la consulenza geologica (l’analisi del terreno) e i sopralluoghi tecnici, i vari allacciamenti necessari e l’eventuale sostituzione di radiatori obsoleti con elementi radianti più efficienti.
Le spese di realizzazione possono essere ammortizzate usufruendo delle agevolazioni fiscali previste dalla disciplina aggiornata del “Superbonus” per gli interventi principali o “trainanti”; in particolare, l’incentivo viene erogato per la sostituzione (non la prima installazione) di vecchi impianti di climatizzazione con “generatori a pompe di calore, ad alta efficienza, anche con sonde geotermiche”*** a bassa entalpia. L’agevolazione consiste in una detrazione IRPEF del 65%, fino ad un massimo di 30.000 euro.
*https://www.eai.enea.it/component/jdownloads/?task=download.send&id=176&catid=6&Itemid=686
**https://www.bfe.admin.ch/bfe/it/home/approvvigionamento/energie-rinnovabili/geotermia.html
***https://www.agenziaentrate.gov.it/portale/interventi-principali-o-trainanti
