La geotermia è una fonte di energia inesauribile. Ma la realizzazione di pozzi, che raggiungono diverse migliaia di metri di profondità, comporta notevoli costi e rischi. Il cosiddetto rischio di esplorazione è di circa il 30%. L’idea del Fraunhofer Research Institute for Energy Infrastructures and Geothermal Systems IEG di Bochum di utilizzare un mini-trapano per perforare l’area intorno al pozzo in un raggio di 50 metri e collegare idraulicamente le crepe e le fratture piene d’acqua circostanti al pozzo. In questo modo l’acqua può fluire nel pozzo di produzione da dove può essere pompata. La tecnologia di perforazione a microturbina (MTD) è stata sviluppata da Niklas Geißler, che svolge attività di ricerca presso il Fraunhofer IEG di Bochum e il Fraunhofer-Chalmers Research Center for Industrial Mathematics FCC in Svezia. “I pozzi che raggiungono diversi chilometri nella crosta terrestre costano milioni di euro. Ulteriori diramazioni dal pozzo principale che utilizzano MTD aumentano il bacino di utenza per l’acqua calda e il rischio di esplorazione diminuisce significativamente”, spiega Geißler.
Particolarmente adatta per rocce dure e cristalline
La chiave della MTD è una microturbina di perforazione compatta dotata di una punta speciale. Misura appena 3,6 centimetri di diametro e 10 centimetri di lunghezza ed è collegata ad un tubo ad alta pressione, attraverso il quale vengono alimentati fino a 200 litri di acqua al minuto ad una pressione di ingresso di circa 100 bar, che fa ruotare la punta. La punta è costituita da una matrice in carburo di tungsteno con grani di diamante incorporati e macina nella roccia fino a 80.000 rotazioni al minuto. Pertanto, è particolarmente adatta per rocce dure e cristalline come il granito.
Inoltre, è anche in grado di forare l’acciaio, riuscendo a perforare da due a tre metri in un’ora. L’acqua che alimenta la microturbina funge sia da refrigerante, in modo che la punta non si scaldi troppo, sia da elemento di pulizia del foro dai residui di perforazione. Gli esperti stimano che il numero di centrali geotermiche in Europa raddoppierà nei prossimi cinque-otto anni.
La perforazione di microturbine del Fraunhofer IEG può svolgere un ruolo significativo nel rendere i pozzi di produzione meno rischiosi, meno costosi e persino più efficienti.
