Geologia, suoli e sismica

Analisi preliminare per la valutazione del potenziale geotermico in Emilia-Romagna - Rapporto 2010

Premessa

L’approvvigionamento energetico è da sempre un aspetto fondamentale per lo sviluppo economico. Negli ultimi anni, sono diventati prioritari anche la sicurezza degli approvvigionamenti e la riduzione dell’inquinamento.
Perciò la ricerca di fonti energetiche rinnovabili ed eco-compatibili ha assunto sempre maggiore interesse. La geotermia, cioè il calore della Terra, è una fonte di energia primaria, disponibile anche in Italia, la quale, se opportunamente sfruttata, è rinnovabile ed eco-compatibile.
In Emilia-Romagna non sono presenti fonti geotermiche ad alta entalpia, cioè con temperature maggiori di 150°C; tuttavia, nell’Appennino emiliano-romagnolo e nella pianura sono presenti sorgenti termali e pozzi con anomalie termiche positive, indicativi di sistemi a bassa e media entalpia che possono essere sfruttati per usi diretti del calore (fig. 1).

Esempio di riserve geotermiche a bassa entalpia in Italia settentrionale (Figura 1)
Name and locationReservoirDepht of exploitation
(m b.g.l.)

Water temperature

(°C)

Water salinity
(g/l)
Discharge rate
(m3/h)
Drawdown
(m)
Remarks
Rodigo (MN) Lower Jurassic limestone 4000 60 1 >100 <100
Casaglia (FE) Jurassic limestone and dolomite 1100-1900 95 60 >250 <100
Metanopoli (MI) upper Miocene Colombacci fm 2000 62 70 50 300 Methane: 40 m3/h
Foce tagliamento and Grado (UD) Pleistocene Asti sand Fm 100-420 35-48 0.3 5-50 Free flowing
Euganei (PD) Cretaceous and Jurassic limestone <500 65-87 1-5 10-150 1-15 Area of thermal springs
Vicenza (VI) Triassic-cretaceous limestone and dolomite 1500-2000 68 1 120 <100

Ad esempio, a Ferrara e a Bagno di Romagna, lo sfruttamento di questi serbatoi geotermici a bassa entalpia ha permesso l’uso diretto del calore per il teleriscaldamento e la balneologia. Altre applicazioni sono possibili in campo industriale e in agricoltura.
I recenti progressi tecnologici, la continua variazione del prezzo del petrolio e la necessità di ridurre l’uso dei combustibili fossili per diminuire l’inquinamento e la dipendenza di approvvigionamento da paesi esteri hanno reso l’uso della geotermia conveniente anche a bassi valori di temperatura.

Sorgenti termali dell'Appennino emiliano-romagnolo
LocalitàT(°C)
Bobbio 18,8
Quara 24,4
Porretta (la Puzzola) 24,0
Porretta (Bove) 36,8
Bagno di Romagna 45,0

 

Analisi dei dati

Fig. 2 - Sezioni geologiche dal crinale appenninico al Po (da Boccaletti et al., 2004) (jpg170.38 KB)
Fig. 2 - Sezioni geologiche dal crinale appenninico al Po (da Boccaletti et al., 2004


La Regione Emilia-Romagna ha promosso uno studio geologico sul potenziale geotermico del territorio regionale già all’inizio degli anni ’80 (RER & CNR, 1982).
Una delle principali conclusioni di questo studio è che, data l’assenza di intrusioni magmatiche (plutoni) nel sottosuolo dell’Emilia-Romagna, le cause delle anomalie termiche positive (sorgenti termali in Appennino e anomalie termiche positive misurate in pozzi profondi della Pianura Padana) sono da ricercare nella struttura tettonica di questo settore di catena. Non dimentichiamo, infatti, che l’Appennino è una catena ancora in formazione e che il vero fronte non coincide con il limite morfologico collina - pianura ma è localizzato in corrispondenza del Po, sepolto sotto i depositi quaternari padano-adriatici (Pieri & Groppi, 1981) (fig. 2).

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Fig. 3 - Le sorgenti termali appenniniche, infiltrazione e risalita delle acque meteoriche
Fig. 3 - Le sorgenti termali appenniniche, infiltrazione e risalita
delle acque meteoriche

 



Le sorgenti termali appenniniche, secondo questo studio, possono essere spiegate con la circolazione in profondità, grazie alla presenza di faglie che ne favoriscono l’infiltrazione e la risalita delle acque meteoriche (v. anche Aquater 1982, 1984; Merlo et al., 1988; Colombetti & Nicolodi, 2005) (fig. 3).

Fig. 4 - Gradienti termici (jpg169.65 KB)

Fig. 4 - Gradienti termici


Le anomalie termiche positive in pianura, tutte rilevate in pozzi localizzati al di sopra delle dorsali sepolte note come Pieghe Ferraresi e Pieghe Emiliane (Pieri & Groppi, 1981; Agip, 1977), possono essere spiegate con una risalita, localmente anche fino a poche centinaia di metri dalla superficie, grazie all’attività di strutture tettoniche di sollevamento, di orizzonti acquiferi in origine profondi. Tali orizzonti, prima del sollevamento, si sono trovati, per tempi sufficientemente lunghi, a profondità di alcune migliaia di metri, con conseguente aumento della loro temperatura. Le recenti fasi tettoniche hanno poi rapidamente traslato questi orizzonti verso l’alto. Ciò spiega perché, a parità di quota, negli alti strutturali si misurano temperature maggiori rispetto alle sinclinali e perché i gradienti geotermici siano maggiori al top delle antiformi (fig. 4).

Attualmente, l’energia geotermica è in corso di sfruttamento nella zona di Ferrara e a Bagno di Romagna (FC). Poiché le condizioni geologiche che caratterizzano il sottosuolo di queste zone esistono anche in altre aree della regione, la prospettive di trovare altri campi geotermici sono reali.

 

I dati geologici recenti (1983-2010)

I successivi studi geologici, realizzati soprattutto nell’ambito del progetto regionale Carta Geologica dell’Appennino emiliano-romagnolo 1:10.000 e del progetto CARG 1:50.000 e per la ricerca di risorse idriche e di idrocarburi, hanno reso disponibile una notevole mole di nuove informazioni sul sottosuolo di tutto il territorio regionale.

Boccaletti et al. (2004), uno degli studi a scala regionale più recenti, mettono in relazione la presenza di sorgenti termali con strutture tettoniche recentemente attive.Fig.5 - carta di sintesi  che mette a confronto i principali elementi tettonici della regione, sia unità che strutture, e la localizzazione di acque calde (jpg354.54 KB)
Fig.5 - carta di sintesi  che mette a confronto i principali elementi tettonici della regione,
sia unità che strutture, e la localizzazione di acque calde


Prendendo spunto dalle conclusioni di RER & CNR (1982), sono stati riletti i dati geologici disponibili sull’assetto tettonico dell’Appennino, della Pianura Padana e della costa adriatica (Cerrina Feroni et al., 2002; Boccaletti et al., 2004).
E’ stata così realizzata una carta di sintesi (fig. 5) che mette a confronto i principali elementi tettonici della regione, sia unità che strutture, e la localizzazione di acque calde.
In questa mappa sono rappresentati i grandi insiemi di unità strutturali e le principali strutture tettoniche; tra queste sono state distinte quelle con evidenze di attività recente (< 450.000 anni, Pleistocene medio - Olocene). L’assetto strutturale della pianura e della costa è stato rappresentato grazie alla distribuzione delle isobate della base del Pliocene (Pieri & Groppi, 1981) tratte dal Modello Strutturale d’Italia (CNR, 1992).
Sono state quindi ubicate le sorgenti calde dell’Appennino ed evidenziate le zone di pianura in cui sono presenti pozzi profondi con anomalie termiche positive. Sono state indicate anche le località il cui nome potrebbe essere indicativo della presenza di flussi di calore o di acque calde.

Fig. 6 - Sezione geologica
Fig. 6 - Sezione geologica

 

E’ interessante notare che le sorgenti termali sono soprattutto localizzate nelle “finestre tettoniche”, aree in cui affiorano gli orizzonti geologici generalmente più profondi, spesso in corrispondenza di faglie importanti (Bobbio, Quara, Salsomaggiore Terme e Tabiano Bagni, S. Andrea Bagni), o in prossimità di zone di faglia di interesse regionale (Porretta Terme, Bagno di Romagna, Lesignano Bagni, Castrocaro Terme, Castel S. Pietro Terme, Riolo Terme, Monticelli Terme). Molte di queste strutture mostrano attività recente (Boccaletti et al., 2004) e sono addirittura considerate potenzialmente sismogenetiche (DISS Working Group, 2010).

Inoltre, tutte le principali sorgenti termali (Bobbio, Quara, Porretta Terme, Bagno di Romagna) e anomalie termiche del settore appenninico sono ubicate a monte del fronte che provoca il raddoppio del basamento cristallino (Argnani et al., 1997; Boccaletti et al., 2004) e quindi la risalita delle unità più profonde (successione carbonatica mesozoica, successioni oligo-mioceniche tosco-romagnole) a discapito della copertura alloctona “Liguride” che risulta fortemente ridotta e, nelle finestre tettoniche, addirittura assente (fig. 6).

Le zone di pianura con acque profonde più calde sono soprattutto localizzate al di sopra dell’intero arco della dorsale ferrarese, tra Reggio Emilia e Ravenna, lungo la costa tra Cervia (RA) e Rimini, cioè al di sopra dell’estremità settentrionale delle Pieghe Adriatiche, e tra Reggio Emilia e Fiorenzuola d’Arda (PC), al di sopra della parte sud-orientale delle Pieghe Emiliane. Anche queste strutture sepolte, in particolare nei tratti indicati, mostrano evidenze di attività recente (Burrato et al., 2003; Vannoli et al., 2004; Boccaletti et al., 2004; v. anche DISS Working Group, 2010).

I dati sopra descritti indicano inequivocabilmente che le aree d’interesse sono localizzate soprattutto in corrispondenza di “alti strutturali”.

Le zone di alto strutturale relativo possono essere riconosciute anche analizzando la distribuzione delle anomalie gravimetriche positive.
Nella Gravity map of Italy (Carozzo et al., 1986) e in Cassano et al. (1986) sono indicati massimi relativi nelle zone di:

  1. Casaglia (FE) e lungo un arco tra Novellara (RE) e Argenta (FE),
  2. tra Noceto e Soragna (PR),
  3. tra Salsomaggiore (PR) e il F. Taro,
  4. tra Scandiano e Castellarano (RE),
  5. nelle colline Bolognesi, tra Casalecchio di Reno e Castel S. Pietro,
  6. tra Cesena e Sogliano al Rubicone (FC),
  7. nella valle del Savio, tra Sarsina e S. Piero in Bagno e in generale in tutto il medio e alto Appennino romagnolo.

Tutti questi massimi relativi sono correlabili ad “alti strutturali” e a strutture di importanza regionale:

  1. Casaglia e l’arco tra Novellara e Argenta corrispondono alla parte settentrionale delle Pieghe Ferraresi,
  2. la zona tra Noceto e Soragna corrisponde alla parte sud-orientale dell’alto delle Pieghe Emiliane,
  3. le zone tra Salsomaggiore e il Taro, tra Scandiano e Castellarano, le colline bolognesi e le colline di Cesena corrispondono a zone del margine appenninico-padano immediatamente a monte del PTF (PTF, Pedeapenninic Thrust Front, Boccaletti et al., 1985) che in questi tratti mostra chiare evidenze di attività recente; la zona compresa tra Salsomaggiore e il Taro e le colline di Cesena costituiscono, inoltre, anche “finestre tettoniche” in cui affiorano le unità mioceniche sottostanti la coltre “Liguride”,
  4. nella valle del Savio, infine, è nota una faglia antiappenninica recente; l’Appennino romagnolo è stato interpretato da vari autori (v. ad es. Cerrina Feroni et al., 2002) come una finestra tettonica.

Le zone di minimo relativo corrispondono ad aree in cui maggiori sono gli spessori della coltre “Liguride” in Appennino e a zone di sinclinale nel sottosuolo padano.

 

Considerazioni conclusive

 

Fig. 7 - Aree di particolare interesse (jpg602.9 KB)
Fig. 7 - Aree di particolare interesse

In sintesi, le zone di maggiore interesse, in cui concentrare ulteriori approfondimenti, per la ricerca di serbatoi geotermici, dall’analisi preliminare sopra esposta, sono le zone di alto strutturale che hanno permesso la risalita del basamento, delle successioni carbonatiche e di quelle oligo-mioceniche e del Pliocene inferiore. In particolare sono aree di particolare interesse (fig. 7):

  1. la finestra tettonica di Bobbio e della val d’Aveto,
  2. la finestra tettonica di Salsomaggiore e la zona del PTF fino al Panaro,
  3. la finestra tettonica e l’alta Val Parma (Miano e zona sud-ovest),
  4. la finestra tettonica dell’alta Val Secchia,
  5. la finestra tettonica di Gova e la zona dell’alta Val Dolo,
  6. il crinale emiliano tra il M. Cusna e Porretta Terme (finestra tettonica di Pievepelago e la zona del fronte del “Cervarola”),
  7. il medio e alto Appennino romagnolo, in particolare l’alto strutturale tra le valli del Montone e del Tramazzo,
  8. l’alta valle del Savio (zona di faglia),
  9. l’alto delle colline di Cesena, tra le valli del Bidente e del Rubicone,
  10. il margine appenninico-padano tra Castel S. Pietro Terme e Castrocaro Terme,
  11. l’alto delle Pieghe Adriatiche tra Cattolica e Cervia,
  12. l’arco delle Pieghe Ferraresi da Novi (MO) alle valli di Comacchio,
  13. l’alto delle Pieghe Emiliane tra Reggio Emilia e Fontanellato (PR),
  14. il margine appenninico-padano tra la Val Trebbia e la Val d’Arda,
  15. la Val Taro.

Studi pilota di maggiore dettaglio effettuati in alcune di queste aree (zona Bondeno-Ferrara, zona nord della Provincia di Modena, zona Collecchio-Montecchio Emilia) hanno confermato la presenza di acquiferi d’interesse geotermico a profondità economicamente interessanti.

Bibilografia

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Aquater (1982) - Industria termale e utilizzazioni dei fluidi geotermici: l'esempio del progetto "Bagno di Romagna". A.N.I.M., giornata di studi su: Fluidi caldi e risorse energetiche marginali del sottosuolo". GEOFLUID, Piacenza 1 ottobre 1982.

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Boccaletti M., Coli M.., Eva C., Ferrari G., Giglia G., Lazzarotto A., Merlanti F., Nicolich R., Papani G. & Postpischl D. (1985) - Considerations on the seismotectonics of the Northern Apennines. Tectonophysics, 117, 7-38.

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Burrato P., Ciucci F. & Valensise G. (2003) - An inventory of river anomalies in the Po Plain, Northern Italy: evidence for active blind thrust faulting. Annals of Geophysics, Vol. 46, N. 5, 865-882.

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Cerrina Feroni A., Martelli L., Martinelli P. & Ottria G. (2002) -Carta geologico-strutturale dell’Appennino emiliano-romagnolo in scala 1:250.000. Regione Emilia-Romagna -C.N.R., Pisa. S.EL.CA., Firenze.

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Azioni sul documento

pubblicato il 2011/11/24 16:40:00 GMT+1 ultima modifica 2018-10-25T16:54:00+01:00
Hanno contribuito: Luca Martelli

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