ECTS - University of Pisa
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) | |
| GEOTERMIA | GEO/08 | LEZIONI | 64 |
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Conoscenza approfondita del funzionamento dei sistemi geotermici. Conoscenza approfondita della geologia dei campi geotermici. Conoscenza delle tecniche di esplorazione geotermica, geologia geochimica e geofisica applicate alla geotermia. Conoscenza della valutazione quantitativa delle risorse e riserve geotermiche. Conoscenza delle attrezzature e tecniche di perforazione geotermica profonda. Conoscenza dei campi geotermici italiani. Conoscenza della geotermia di bassa temperatura, pompe di calore geotermiche ed impianti ibridi. Conoscenza dei sistemi di teleriscaldamento geotermici. Conoscenza dei benefici ambientali della geotermia.
Knowledge of the functioning of geothermal systems. Knowledge of the geology of geothermal fields. Knowledge of geothermal exploration techniques, geochemical geology and geophysics applied to geothermal. Knowledge of the quantitative evaluation of geothermal resources and reserves. Knowledge of deep geothermal drilling equipment and techniques. Knowledge of Italian geothermal fields. Knowledge of low temperature geothermal, geothermal heat pumps and hybrid systems. Knowledge of geothermal district heating systems. Knowledge of the environmental benefits of geothermal energy.
Esame orale
Final exam
Capacità di impiegare le conoscenze acquisite nel corso per impostare progetti di utilizzazione di risorse geotermiche.
Ability to use the knowledge acquired in the course to set up projects for the use of geothermal resources.
Verifica nella prova finale della capacità di elaborare in maniera autonoma le conoscenze del corso e dei corsi seguiti nella laurea magistrale rispondendo a domande di verifica di queste capacità.
Verification in the final test of the ability to autonomously elaborate the knowledge of the course and of the courses followed in the master's degree by answering questions to verify these skills.
Conoscenze approfondite di geologia, geochimica, geofisica.
Geology, geochemistry, geophysics in depth knowledges
La geotermia fonte di energia rinnovabile. Geotermia: dai sistemi geotermici a bassa temperatura alla generazione di elettricità, tipologie di risorse utilizzabili per usi energetici e per generazione di energia elettrica. Ruolo della geotermia nell’ambito delle energie rinnovabili nella mitigazione del cambiamento climatico.Origine del calore terrestre. Il flusso di calore. Trasmissione del calore nella crosta terrestre, conduzione e convezione-advezione. Geotermia per generazione di energia elettrica.
Le sorgenti delle anomalie termiche nella crosta superficiale, camere magmatiche in aree vulcaniche, intrusioni, aree distensive (dorsali medio oceaniche, rift , hot spot), aree convergenti (archi insulari, archi vulcanici in ambiente continentale, bacini di retroarco). Anomalie geotermiche e geodinamica. Relazioni tra vulcanismo e geotermia.
La utilizzazione del calore terrestre, i sistemi idrotermali, il ruolo fondamentale dei fluidi nel trasporto di calore e nella utilizzazione dei campi geotermici. I fluidi idrotermali. Acque e gas. Proprietà chimiche e fisiche. I minerali di alterazione idrotermale. I processi di interazione-acqua roccia. Caratteristiche geologiche e petrologiche dei sistemi idrotermali. Zoneografia di alterazione idrotermale nei campi geotermici ad alta entalpia.
Il modello concettuale dei sistemi geotermici idrotermali e loro classificazione. I campi geotermici, tipi, caratteristiche e loro classificazione. Campi geotermici in aree vulcaniche, campi connessi ad intrusioni, sistemi connessi ad aree distensive. Esempi di sistemi idrotermali in sfruttamento industriale. I campi geotermici italiani e prospettive attuali di sviluppo.
La individuazione e caratterizzazione dei campi geotermici. Tecniche multidisciplinari di esplorazione geotermica: geologia, geochimica , geofisica, integrazione dei dati di esplorazione; risorse e riserve, analisi quantitativa delle stesse. Le perforazioni geotermiche. Gli impianti di produzione geotermoelettrica e gli usi in cascata dei fluidi. Impatto ambientale delle attività di ricerca e degli impianti geotermoelettrici. Mitigazione dell’impatto ambientale degli impianti di produzione.
I campi geotermici toscani Larderello e Monte Amiata case hystory e prospettive.
Usi diretti dei fluidi geotermici: teleriscaldamento, spa, agroalimentare, serre, usi industriali ed agricoli.
La geotermia di bassa e bassissima temperatura: climatizzazione geotermica, il contributo della geotermia per l’abbattimento dei gas serra e la lotta ai cambiamenti climatici. Impianti a pompa di calore geotermica a circuito chiuso ed aperto. Impianti open loop, doppietti di pozzi ed utilizzazione energetica delle acque di falda ad impatto 0. Impianti a pompa di calore geotermici con scambiatori verticali, geosonde, a circuito chiuso ad impatto 0 ed impianti a pompa di calore ibridi solari geotermici a consumo 0. Gli esempi di impianti in esercizio ed in completamento nella nostra regione.
Geothermal renewable energy source. Geothermal: from low temperature geothermal systems to electricity generation, types of resources that can be used for energy uses and for electricity generation. Role of geothermal energy in the field of renewable energy in the mitigation of climate change. Origin of the earth's heat. The flow of heat. Transmission of heat in the earth's crust, conduction and convection-advection. Geothermal energy for electricity generation.
The sources of thermal anomalies in the surface crust, magma chambers in volcanic areas, intrusions, distensive areas (mid-ocean ridges, rifts, hot spots), converging areas (island arches, volcanic arches in the continental environment, back-arc basins). Geothermal and geodynamic anomalies. Relations between volcanism and geothermal.
The use of terrestrial heat, hydrothermal systems, the fundamental role of fluids in the transport of heat and in the use of geothermal fields. The hydrothermal fluids. Water and gas. Chemical and physical properties. The minerals of hydrothermal alteration. The water-rock interaction processes. Geological and petrological characteristics of hydrothermal systems. Zoneography of hydrothermal alteration in high enthalpy geothermal fields.
The conceptual model of hydrothermal geothermal systems and their classification. Geothermal fields, types, characteristics and their classification. Geothermal fields in volcanic areas, fields connected to intrusions, systems connected to relaxing areas. Examples of hydrothermal systems in industrial exploitation. Italian geothermal fields and current development prospects.
The identification and characterization of geothermal fields. Multidisciplinary techniques of geothermal exploration: geology, geochemistry, geophysics, integration of exploration data; resources and reserves, quantitative analysis of the same. Geothermal drilling. The geothermal generation plants and the cascade uses of fluids. Environmental impact of research activities and geothermal plants. Mitigation of the environmental impact of production plants.
The Tuscan geothermal fields Larderello and Monte Amiata houses hystory and perspectives.
Direct uses of geothermal fluids: district heating, spa, agri-food, greenhouses, industrial and agricultural uses.
Low and very low temperature geothermal: geothermal air conditioning, the contribution of geothermal energy to the abatement of greenhouse gases and the fight against climate change. Open and closed circuit geothermal heat pump systems. Open loop systems, doublets of wells and energy use of groundwater with 0 impact. Geothermal heat pump systems with vertical exchangers, geo-probes, closed-circuit with 0 impact and solar geothermal hybrid heat pump systems with 0 consumption. examples of plants in operation and in completion in our region.
Materiale didattico e illustrativo preparato per ovviare alle lezioni a diostanza; fotografie, materiale tecnico etc.. Lezioni online in Power Point caricate su piattaforma Teams.
Testi consigliati:
- William E. Glassey – Geothermal Energy_Renewable energy and the environment CRC Press 2010
- Barbier E. Santoprete G. (1993) - l'Energia Geotermica.
- Verdiani G. Sommaruga C. (1992) - Elementi di Geotermia.
Didactic and illustrative material prepared to obviate the online lessons; photographs, technical material etc .. Online Power Point lessons uploaded to the Teams platform.
Recommended books
- William E. Glassey – Geothermal Energy_Renewable energy and the environment CRC Press 2010
- Barbier E. Santoprete G. (1993) - l'Energia Geotermica.
- Verdiani G. Sommaruga C. (1992) - Elementi di Geotermia.
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Esame orale
Oral final exam
Presidente commissione d'esame: Paolo Fulignati
Presidente supplente: Paola Marianelli
Membro 1: Paola Marianelli
Membro 2: Anna Gioncada
Membro Supplente 1: Marco Pistolesi
Membro Supplente 2: Silvia Fornasaro
President of examination commission: Paolo Fulignati
Alternate president of examination commission: Paola Marianelli
Member 1: Paola Marianelli
Member 2: Anna Gioncada
Alternate member 1: Marco Pistolesi
Alternate member 2: Silvia Fornasaro
