"L'esplorazione del sottosuolo finalizzata alla produzione di energia tramite lo sfruttamento del calore interno della terra (l'energia geotermica), ha comportato in alcuni casi un aumento del rischio sismico": questo è quanto stabilito dallo studio condotto daVincenzo Convertito, ricercatore INGV, Nils Maercklin, Nitin Sharma e Aldo Zollo, Docente di Sismologia presso l'Università Federico II di Napoli, e pubblicato sul Bulletin of the Seismological Society of America.
Dall'indagine, che si riferisce a un campo geotermico noto come "The Geysers", localizzato nel nord della California e sfruttato sin dagli anni '60, emerge che "nel corso di operazioni relative al pompaggio o all'estrazione di fluidi geotermali sotterranei, si sono verificati terremoti medio-piccoli".
"In questo campo - spiega una nota dall'Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanlogia, INGV - i fluidi del serbatoio principale raggiungono una temperatura di 235°C e sono intrappolati sotto uno strato impermeabile di roccia tra uno e tre chilometri di profondità. Come riportato da studi precedenti, si è notato che quando iniziò l'estrazione del fluido geotermico per creare elettricità,la cosiddetta sismicità indotta aumentò sensibilmente, crescendo di pari passo con l'intensificarsi dello sfruttamento. Recentemente, nel periodo di Aprile 2007 - Ottobre 2010, sono stati registrati ben sette terremoti, in questa area, di magnitudo uguale e superiore a quattro.
"In questo campo - spiega una nota dall'Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanlogia, INGV - i fluidi del serbatoio principale raggiungono una temperatura di 235°C e sono intrappolati sotto uno strato impermeabile di roccia tra uno e tre chilometri di profondità. Come riportato da studi precedenti, si è notato che quando iniziò l'estrazione del fluido geotermico per creare elettricità,la cosiddetta sismicità indotta aumentò sensibilmente, crescendo di pari passo con l'intensificarsi dello sfruttamento. Recentemente, nel periodo di Aprile 2007 - Ottobre 2010, sono stati registrati ben sette terremoti, in questa area, di magnitudo uguale e superiore a quattro.
Lo studio condotto dai ricercatori Convertito e Zollo fornisce quindi uno strumento che permette divalutare gli effetti della sismicità indotta dallo sfruttamento geotermico e di valutare come lapericolosità vari nel tempo in funzione delle attività industriali, quali iniezioni o emungimento di fluidi.
"La tecnica proposta nello studio - spiega ancora l'INGV - si basa sull'analisi in continuo, nel tempo e nello spazio, dei parametri utilizzati per la valutazione della pericolosità sismica. Nello studio si evidenzia infatti come la variazione di uno o più parametri possa portare ad una variazione sia della probabilità di avere eventi potenzialmente più dannosi sia della pericolosità sismica, richiedendo quindi agli operatori una ri-calibrazione delle operazioni di campo. La tecnica permetterà di studiare la sismicità indotta, oltre che nel caso dello sfruttamento delle aree geotermiche, anche relativamente all'estrazione di idrocarburi e all'immagazzinamento di anidride carbonica".
A questo proposito abbiamo rivolto alcune domande al Dott. Vincenzo Convertito, co-autore dello Studio in questione:
"La tecnica proposta nello studio - spiega ancora l'INGV - si basa sull'analisi in continuo, nel tempo e nello spazio, dei parametri utilizzati per la valutazione della pericolosità sismica. Nello studio si evidenzia infatti come la variazione di uno o più parametri possa portare ad una variazione sia della probabilità di avere eventi potenzialmente più dannosi sia della pericolosità sismica, richiedendo quindi agli operatori una ri-calibrazione delle operazioni di campo. La tecnica permetterà di studiare la sismicità indotta, oltre che nel caso dello sfruttamento delle aree geotermiche, anche relativamente all'estrazione di idrocarburi e all'immagazzinamento di anidride carbonica".
A questo proposito abbiamo rivolto alcune domande al Dott. Vincenzo Convertito, co-autore dello Studio in questione:
Dott. Convertito, quali sono e come influiscono le attività correlate allo sfruttamento dell'energia geotermica sull'attività sismica?
"Le attività correlate allo sfruttamento dell'energia geotermica sono sostanzialmente iniezioni ed estrazioni di fluidi con o senza vapore che alimentano le turbine delle centrali che producono l'energia elettrica. In linea di principio, durante entrambe le fasi possono generarsi terremoti di magnitudo medio-piccoli nei volumi immediatamente prossimi alle zone di iniezione/estrazione. Nel caso di sistemi a rocce calde secche la sismicità indotta può essere generata dalla micro-fratturazione delle rocce. Tale tecnica si utilizza in alcuni casi per aumentarne la permeabilità delle rocce stesse e favorire la circolazione dei fluidi al suo interno".
"Le attività correlate allo sfruttamento dell'energia geotermica sono sostanzialmente iniezioni ed estrazioni di fluidi con o senza vapore che alimentano le turbine delle centrali che producono l'energia elettrica. In linea di principio, durante entrambe le fasi possono generarsi terremoti di magnitudo medio-piccoli nei volumi immediatamente prossimi alle zone di iniezione/estrazione. Nel caso di sistemi a rocce calde secche la sismicità indotta può essere generata dalla micro-fratturazione delle rocce. Tale tecnica si utilizza in alcuni casi per aumentarne la permeabilità delle rocce stesse e favorire la circolazione dei fluidi al suo interno".
In che misura (frequenza, intensità) secondo lo studio riportato ne modificano l'attività?
"Rispetto alla sismicità di fondo, ossia quella che normalmente verrebbe registrata nell'area anche in assenza delle attività di sfruttamento, queste ultime fanno sì che il numero di eventi registrati nel tempo soprattutto alle piccole magnitudo possa aumentare".
Quali sono i parametri di valutazione di pericolosità sismica presi in esame nello studio?
"Nello studio presentato i parametri che vengono monitorati sono: la variazione del tasso di sismicità nel tempo; un parametro che descrive la variazione nel tempo del rapporto tra piccoli e grandi eventi ed infine il valore di magnitudo massima atteso nell'area. La pericolosità sismica viene valutata utilizzando come parametro il valore massimo di accelerazione del suolo predetto e la sua probabilità di eccedenza in un dato periodo".
Come si correlano all'aumentato rischio di attività o danno sismici?
"L'accelerazione di picco del moto del suolo prodotto dalle onde sismiche per date probabilità di eccedenza è un parametro che si correla con il danno atteso alle strutture ed è in uso nell'attuale normativa antisismica".
La sismicità indotta si differenzia in qualche modo dalla sismicità naturale in termini di risposta sismica locale, amplificazione sismica, ... ?
"Dal punto di vista fisico non c'è differenza fra sismicità indotta e sismicità naturale ad eccezione del fatto che la sismicità indotta è in generale di magnitudo medio-piccola, diciamo M < 4.5 ed interessa gli strati superficiali della crosta terrestre (4-5 km di profondità). Quindi a livello di effetti, quali la risposta sismica locale, questi sono gli stessi degli eventi con simile magnitudo. In genere non è semplice distinguere fra i due tipi di terremoti se non attraverso studi di correlazione spazio-temporale con le attività estrattive. Ciò a maggior ragione per gli eventi di magnitudo medio-forte il cui meccanismo di innesco legato alle attività di estrazione/iniezione di fluidi nelle aree geotermiche non è ancora compreso".
In Italia esistono campi geotermici assimilabili ai Geysers californinani?
"Il sistema geotermico The Geysers è un sistema del tipo a vapore secco che sono piuttosto rari. In Italia ci sono le aree di Larderello e M. Amiata (Italia), dove impianti geotermici sono in funzione e producono energia elettrica da più di un secolo".
I risultati di questo studio possono in qualche modo aprire nuove (o riaprirne delle vecchie) ipotesi sul terremoto in Emilia?
"Lo studio proposto non ha riguardato la correlazione tra "attività produttive" e l'occorrenza della sismicità indotta, né investigato i meccanismi che causerebbero tale correlazione. Nelle aree di sfruttamento geotermico la possibilità di generare sismicità indotta è ben nota e monitorata da opportuni sistemi di osservazione. Noi abbiamo proposto una tecnica che, per queste aree, fornisce uno strumento di controllo analitico agli operatori per valutare gli effetti della sismicità indotta in termini di pericolosità sismica e decidere, nel caso di adottare misure per la riduzione del rischio e la mitigazione degli effetti".
"Rispetto alla sismicità di fondo, ossia quella che normalmente verrebbe registrata nell'area anche in assenza delle attività di sfruttamento, queste ultime fanno sì che il numero di eventi registrati nel tempo soprattutto alle piccole magnitudo possa aumentare".
Quali sono i parametri di valutazione di pericolosità sismica presi in esame nello studio?
"Nello studio presentato i parametri che vengono monitorati sono: la variazione del tasso di sismicità nel tempo; un parametro che descrive la variazione nel tempo del rapporto tra piccoli e grandi eventi ed infine il valore di magnitudo massima atteso nell'area. La pericolosità sismica viene valutata utilizzando come parametro il valore massimo di accelerazione del suolo predetto e la sua probabilità di eccedenza in un dato periodo".
Come si correlano all'aumentato rischio di attività o danno sismici?
"L'accelerazione di picco del moto del suolo prodotto dalle onde sismiche per date probabilità di eccedenza è un parametro che si correla con il danno atteso alle strutture ed è in uso nell'attuale normativa antisismica".
La sismicità indotta si differenzia in qualche modo dalla sismicità naturale in termini di risposta sismica locale, amplificazione sismica, ... ?
"Dal punto di vista fisico non c'è differenza fra sismicità indotta e sismicità naturale ad eccezione del fatto che la sismicità indotta è in generale di magnitudo medio-piccola, diciamo M < 4.5 ed interessa gli strati superficiali della crosta terrestre (4-5 km di profondità). Quindi a livello di effetti, quali la risposta sismica locale, questi sono gli stessi degli eventi con simile magnitudo. In genere non è semplice distinguere fra i due tipi di terremoti se non attraverso studi di correlazione spazio-temporale con le attività estrattive. Ciò a maggior ragione per gli eventi di magnitudo medio-forte il cui meccanismo di innesco legato alle attività di estrazione/iniezione di fluidi nelle aree geotermiche non è ancora compreso".
In Italia esistono campi geotermici assimilabili ai Geysers californinani?
"Il sistema geotermico The Geysers è un sistema del tipo a vapore secco che sono piuttosto rari. In Italia ci sono le aree di Larderello e M. Amiata (Italia), dove impianti geotermici sono in funzione e producono energia elettrica da più di un secolo".
I risultati di questo studio possono in qualche modo aprire nuove (o riaprirne delle vecchie) ipotesi sul terremoto in Emilia?
"Lo studio proposto non ha riguardato la correlazione tra "attività produttive" e l'occorrenza della sismicità indotta, né investigato i meccanismi che causerebbero tale correlazione. Nelle aree di sfruttamento geotermico la possibilità di generare sismicità indotta è ben nota e monitorata da opportuni sistemi di osservazione. Noi abbiamo proposto una tecnica che, per queste aree, fornisce uno strumento di controllo analitico agli operatori per valutare gli effetti della sismicità indotta in termini di pericolosità sismica e decidere, nel caso di adottare misure per la riduzione del rischio e la mitigazione degli effetti".
