Le trivellazioni in profondità possono causare terremoti?

Nonostante il numero molto alto di trivellazioni in profondità presenti in tutto il mondo, la quantità di dati sui terremoti da esse causati è piuttosto scarsa. Ciò è dovuto da un lato al fatto che la probabilità che si verifichino tali scosse è molto bassa e, dall’altro, alla circostanza che molte trivellazioni in profondità sono state fatte in zone inabitate. Le scosse che avrebbero potuto essere percepite non sono quindi state avvertite né segnalate dalla popolazione. Inoltre, in molte località queste trivellazioni non erano e non sono tuttora controllate dal punto di vista sismico. Ciò rende impossibile rilevare in modo affidabile questi microterremoti indotti. In Svizzera sono state ad es. documentate alcune microscosse che si sono verificate durante la cementificazione del foro di trivellazione per il progetto di geotermia di Basilea. Il più intenso ha raggiunto una magnitudo di 0.7, rilasciando così 500 volte meno energia di quella di una scossa di magnitudo pari a 2.5. Questa è l’intensità a partire dalla quale solitamente le scosse possono essere avvertite.

Dal punto di vista fisico, le cause per le quali in alcuni casi le trivellazioni profonde causano un terremoto sono ben note: in alcuni punti le trivellazioni profonde causano locali variazioni di tensione e pressione interstiziale nella roccia, che in alcuni casi sono in grado di riattivare una superficie di frattura tettonica precaricata che si trova nelle vicinanze e quindi provocare un terremoto. Tuttavia, di norma simili variazioni di tensione si verificano solo in presenza delle seguenti due condizioni: prima di tutto, quando viene trivellata una roccia in cui è presente un fluido di strato ad alta pressione. In questo caso il fluido di strato (liquido o gas) può entrare nel foro di trivellazione e causare una sovrappressione nel foro che di norma può essere ridotta in modo controllato. In alternativa, il foro di trivellazione viene sigillato in profondità nel punto interessato. In secondo luogo, quando si incontra uno strato caratterizzato da una permeabilità del fluido molto alta o da una bassa resistenza della roccia. In questi casi è possibile che una parte del fango di perforazione o del cemento si infiltri nella roccia circostante. Il fango di perforazione è necessario per portare in superficie il materiale asportato e per stabilizzare il foro di trivellazione durante l’avanzamento. Al termine di ciascuna sezione di trivellazione, il foro viene rivestito con una tubazione di cemento in modo che rimanga accessibile a lungo termine. Nella maggior parte dei casi, i volumi di roccia interessati dalle variazioni di tensione sono tuttavia piccoli. Di conseguenza, anche la probabilità che venga attivata una frattura precaricata di grandi dimensioni, provocando così un terremoto di magnitudo più alta e potenzialmente avvertibile, è molto bassa.

Per le trivellazioni in profondità semplici (ad es. trivellazioni esplorative), nella propria guida sulla gestione dei terremoti indotti il Servizio Sismico Svizzero (SED) con sede all’ETH di Zurigo non raccomanda normalmente alcun monitoraggio sismico. Per conservare le prove e distinguere meglio la sismicità naturale da quella indotta, può tuttavia rendersi opportuno installare una stazione di rilevamento supplementare nelle vicinanze del sito di trivellazione. Per conto della Società cooperativa nazionale per lo smaltimento delle scorie radioattive (Nagra), attualmente il SED sta ad es. consolidando la propria rete per monitorare le trivellazioni esplorative nella Svizzera nord-orientale.