L'energia geotermica è una forma di energia rinnovabile che si basa sullo sfruttamento del calore naturale, interno ed esterno, presente sulla Terra:

• il calore interno è riconducibile all'energia termica rilasciata da processi di decadimento nucleare naturale di elementi radioattivi, che produce un gradiente geotermico in media pari a circa 3°C ogni 100 m di profondità;
• il calore esterno è reso disponibile soprattutto dall'irraggiamento solare e dalla pioggia, che sono, in pratica le soli fonti di calore significative fino a circa 15 m di profondità.

L'energia geotermica, a differenza delle altre fonti energetiche, non dipende né dalle condizioni atmosferiche né dalla disponibilità di scorte di sostanze combustibili ed è pertanto considerata una fonte di energia stabile e affidabile.

Tra le varie forme di energia geotermica, quella a bassa entalpia, più comunemente nota come energia geotermica a bassa temperatura, è quella maggiormente utilizzata per applicazioni di carattere industriale e residenziale, quali:

• il riscaldamento degli edifici e la produzione di acqua calda sanitaria;
• il raffrescamento degli edifici.

La geotermia a bassa entalpia sfrutta il sottosuolo come serbatoio di calore: nei mesi invernali il calore viene estratto in superficie per mezzo di appositi scambiatori di calore; viceversa, in estate, il calore in eccesso, presente negli edifici, viene trasferito al terreno.

La prestazione di uno scambiatore geotermico è molto dipendente dall'energia termica che viene complessivamente "estratta" e "iniettata" nel suolo nell'arco di un'intera stagione di riscaldamento e raffrescamento: se vi è una preponderanza di estrazione di calore (tipica dei climi invernali), la temperatura del terreno tenderà ad abbassarsi provocando possibili problemi di scambio termico, legati alla formazione di ghiaccio sulla superficie dello scambiatore stesso. Viceversa, un bilancio energetico negativo (tipico dei climi estivi) può portare a un sovrariscaldamento del terreno. Questi fenomeni non si verificano nei primi mesi di funzionamento dell'impianto, ma tendono a manifestarsi dopo diversi anni di funzionamento.

L’inconveniente può essere evitato se si persegue un bilancio energetico annuale pressoché nullo, dove l'energia termica estratta e quella iniettata all'incirca si equivalgono; questa condizione garantisce un andamento quasi costante delle performance dell'impianto, che si può protrarre per tutto il suo ciclo di vita.

Quanto sopra si verifica normalmente nei climi mediterranei, caratterizzati da estati mediamente calde o in tutte quelle applicazioni in cui il raffrescamento dell'edificio comporta fabbisogni elevati, con conseguenti notevoli quantità di energia ceduta al terreno (p. es. grossi centri commerciali).

Per le ragioni sopra esposte, si tratta di impianti che non possono essere improvvisati, ma che richiedono un'accurata progettazione con mezzi di calcolo affidabili e validati sul campo.

[Estratto di un articolo di Fabio Bianchi tratto dalla rivista “Progetto 2000” - Edilclima srl - www.edilclima.it]