Sonda geotermica: cos’è, come funziona, quale scegliere

Sonda geotermica: cos’è, come funziona, quale scegliere

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La sonda geotermica, conosciuta anche come sonda di captazione, è uno scambiatore di calore con il suolo: viene installata in un piccolo foto di alcuni centimetri, e viene inserita affianco all’abitazione che ha bisogno di servirsene. Una sonda è costituita da tubi in polietilene, dotati di un percorso di andata e ritorno, dentro i quali circola acqua glicolata: il sistema di questa tipologia è chiamato chiuso in quanto non vi è scambio di fluidi con il suolo, ma un solo scambio termico, proprio del calore naturale che fuoriesce dal terreno. Per avere un vero e proprio impianto geotermico serve collocare molte sonde, la cui profondità varia da un minimo di 30 metri fino a un massimo di 150 metri: il numero preciso è piuttosto variabile e dipende dal fabbisogno energetico richiesto dall’abitazione, che comprende sia la produzione di calore per il riscaldamento che la generazione dell’acqua fredda per il raffreddamento degli ambienti durante i periodi estivi. Si possono distinguere diverse tipologie di sonde geotermiche presenti in commercio:

  • le sonde geotermiche orizzontali interrate ad una profondità di 1-1,5 metri;
  • le sonde geotermiche verticali interrate ad una profondità di 70-120 m;
  • le sonde a scambio termico con acqua di falda.

Le sonde geotermiche orizzontali vengono usate soprattutto per l’installazione in zone temperato e quando il terreno è molto esposto all’irraggiamento solare: il fluido che è presente all’interno di questo genere di sonde, infatti, a contatto con il suolo si riscalda ed evapora facilmente, prendendo così dal terreno l’energia termica e trasferendola nell’abitazione sottoforma di riscaldamento. Le sonde orizzontali sono adatte solo a generare calore, mentre sono sconsigliate per il raffrescamento degli edifici, in quanto nei mesi più caldi il suolo, in superficie, può raggiungere delle temperature molto elevate, che riducono la generazione di acqua fredda. Al contrario, le sonde geotermiche verticali sono meno soggette ai cambiamenti ambientali, e vengono calate in pozzi del diametro di pochi centimetri, in base alla potenza termica necessaria per soddisfare il fabbisogno energetico. Questo genere di sonde fanno affidamento, per il loro funzionamento, allo sfruttamento della costanza e capacità del suolo di mantenere la temperatura: in questo per ottenere calore, in fatti, il fluido deve avere una temperatura di 4-6°C più bassa di quella del terreno, permettendo un ottimale scambio di calore tra i due.

Proprio per questo particolare funzionamento, non tutti i terreni possiedono le caratteristiche adatte per installare una sonda verticale funzionante, e quindi è necessario, prima di installare una sonda geotermica, realizzare dei pozzi pilota per valutare la tipologia del suolo terreno, fare delle prove di trasmissione termica e stendere una relazione geologica dettagliata. Il terzo tipo di sonda presente sul mercato è la sonda geometrica con scambio termico con acqua di falda, ma va detto fin da subito che è realizzabile – proprio come dice il nome – solo nel caso in cui nel sottosuolo sia presente un’acqua di falda da sfruttare come scambiatore termico, molto più efficiente dello scambio termico tra suolo e acqua. Va tenuto conto che l’acqua di falda può presentare, nei periodi invernali, una temperatura variabile dai 13 ai 15°C. Per installare questo tipo di sonda è necessario eseguire degli importanti interventi di scavo e trivellazioni, mirati a ridurre il rischio di inquinare l’acqua di falda con le sonde che devo essere completamente isolate.

L’acqua di falda può anche essere estratta e sfruttata come una fonte di energia pulita e gratuita per la generazione del riscaldamento e del raffrescamento degli ambienti, grazie alla temperatura costante dell’acqua mediamente attorno ai 8-12 gradi. Questo è ottenibile grazie al sistema di pozzi-pompa di calore: per prelevare l’acqua di falda, infatti, è necessario realizzare un pozzo di estrazione e trasferire il fluido a una pompa di calore, la quale estrae dall’acqua anche una certa quantità di calore. In questo modo l’’acqua raffreddata o viene in seguito introdotta di nuovo nella falda tramite un pozzo di restituzione. Il calore ottenuto viene trasferito al ciclo di riscaldamento della struttura abitativa, mentre il meccanismo inverso viene utilizzato per la generazione dell’acqua fredda per la climatizzazione estiva dell’edificio. Si ricorda che, per poter utilizzare l’acqua di falda con una pompa di calore, è necessario richiedere una concessione e, in base alla portata annua, è dovuto un contributo di utilizzo.