Aria pulita grazie all'energia geotermica

Paesaggi vasti e vuoti, natura in gran parte incontaminata: queste immagini idilliache sono solitamente associate alla Mongolia qui in Europa. Ma questa non è tutta la verità, soprattutto in inverno. Perché in questo periodo dell'anno, dove vive la gente, la situazione è tutt'altro che idilliaca. Il fumo denso e fuligginoso incombe sugli insediamenti e rende difficile la respirazione. L'inquinamento negli insediamenti raggiunge fino a 80 volte il valore limite definito dall'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS): una situazione inaccettabile, perché l'aria sporca comporta anche gravi problemi di salute.

Potenziale in profondità

Una via d'uscita da questa situazione critica sarebbe quella di non riscaldare più le case con stufe a carbone obsolete e per lo più prive di filtri, ma con energia rinnovabile e pulita. E le condizioni per farlo non sono poi così male in Mongolia. Nel sottosuolo giace un magma caldo, riconoscibile dalle numerose sorgenti termali che portano l'acqua a 87 gradi sulla superficie terrestre. In realtà, l'energia geotermica viene già utilizzata in Mongolia, ad esempio per riscaldare le serre. Tuttavia, per utilizzare questa fonte di energia su scala più ampia, sarebbe necessaria una quantità di acqua notevolmente superiore a quella disponibile sulla superficie terrestre. Il problema è che l'acqua calda scorre nel sottosuolo solo in alcune zone. Se non si sa dove si trovano queste zone, ogni trivellazione per attingere al prezioso serbatoio di calore diventa una lotteria.

Anche gli abitanti di Tsetserleg, nella provincia di Arkhangai, hanno vissuto questa esperienza. I pozzi trivellati finora hanno portato in superficie solo acqua a 40 gradi. È sufficiente per un bagno caldo, ma non per riscaldare una città, tanto meno per produrre elettricità. Di conseguenza, le autorità locali erano inizialmente scettiche quando i ricercatori dell'ETH hanno proposto un nuovo tentativo di sviluppare l'energia geotermica nella regione su larga scala.

Ma Martin Saar, professore di energia geotermica e geofluidi presso il Dipartimento di scienze Terrestri, e Friedemann Samrock, assistente in capo al gruppo di Saar, sono fiduciosi che la città possa essere riscaldata con il calore proveniente dal sottosuolo. "Le condizioni a Tsetserleg sono ideali. Non solo c'è acqua calda nel sottosuolo, ma esiste anche una rete di teleriscaldamento per distribuire il calore", spiega Saar. Attualmente è alimentata da un sistema di riscaldamento a carbone, ma potrebbe essere gestita con l'acqua calda del sottosuolo senza grandi sforzi.

Impulsi dallo spazio

C'è una buona ragione per cui Saar e Samrock sono così sicuri di aver trovato i punti giusti per attingere alle acque calde sotterranee: Chi siamo ha un metodo di misurazione noto come magnetotellurica, che può essere usato per mostrare con precisione dove scorrono gli strati acquiferi in profondità. Il metodo si basa sul fatto che i campi magnetici variabili nel tempo provocano correnti parassite elettriche nelle strutture conduttive dell'interno della Terra. Le fluttuazioni del campo magnetico possono essere innescate, ad esempio, dal vento solare o dall'attività globale dei fulmini. Il campo elettrico naturalmente indotto da queste fluttuazioni genera a sua volta un campo magnetico secondario, che può essere misurato e analizzato con appositi dispositivi di misurazione sulla superficie terrestre. "I dati di misurazione ci mostrano come varia la conducibilità elettrica nel sottosuolo. E poiché gli strati contenenti acqua hanno una conduttività diversa rispetto alla roccia secca circostante, dall'analisi possiamo capire dove si trova l'acqua calda", spiega Samrock.

Il fatto che in Mongolia ci siano pochissimi segnali di interferenza umana - a differenza di quanto accade, ad esempio, nella densamente popolata Svizzera - è un fattore positivo. Di conseguenza, la prima campagna di misurazione dell'estate scorsa si è svolta senza problemi. I ricercatori hanno potuto installare le loro apparecchiature di misurazione in un totale di 184 punti diversi per registrare le strutture sotterranee. "In una seconda campagna, la prossima estate, esamineremo più dettagliatamente i luoghi che sembrano particolarmente promettenti", spiega Samrock. Nell'analisi dei dati, i geofisici dell'ETH possono contare su un altro punto di forza. Collaborano con il gruppo di magnetismo terrestre e planetario. Questo gruppo ha deciso di utilizzare sofisticati metodi numerici per calcolare le strutture del sottosuolo. "Il programma di calcolo dei nostri colleghi ha due punti di forza: non presuppone una superficie terrestre piatta, come fanno altri programmi, ma tiene conto della topografia. Ed è in grado di mappare correttamente le variazioni di risoluzione causate dalla distribuzione irregolare delle stazioni di misura", spiega Samrock.

Ricerca per lo sviluppo

Tuttavia, non è solo la ricerca geofisica a essere centrale, ma anche il trasferimento del sapere, in quanto si tratta di un progetto di "Ricerca su questioni globali per lo sviluppo", finanziato congiuntamente dal Fondo nazionale svizzero per la ricerca scientifica e dalla Direzione dello sviluppo e della cooperazione (DSC) e a cui partecipa anche l'Accademia delle scienze della Mongolia. "Nel team c'è un dottorando della Mongolia che, dopo la laurea, continuerà a lavorare come esperto nel Paese", spiega Saar. "Inoltre, lasceremo l'attrezzatura in Mongolia una volta terminate le campagne di misurazione, in modo che i geofisici del Paese possano cercare le acque calde sotterranee anche in altre aree", aprendo così la strada a un massiccio miglioramento della qualità dell'aria in Mongolia in inverno - e riducendo anche le emissioni di CO₂-Ridurre le emissioni di carbonio del Paese.