15/11/2013

Nesso tra le condizioni di pressione nel sottosuolo e la sismicità indotta

Un primo confronto tra la sismicità indotta a San Gallo e le attività connesse alla trivellazione geotermica conferma l’esistenza di un nesso tra la pressione di fluido (pressione proveniente da liquidi e gas) e l’attività sismica: L’aumento del tasso sismico si verifica soprattutto durante il pompaggio interno (iniezione) dei liquidi nel sottosuolo mentre durante il pompaggio esterno (produzione) si verifica normalmente una diminuzione di tale tasso.

Che questa osservazione sia in prima approssimazione giusta è stato dimostrato già alla fine degli anni Sessanta durante un esperimento scientifico per il controllo dei terremoti avvenuto nel campo petrolifero di Rangely, in Colorado (USA). L’esperimento ha segnato considerevolmente il modello esplicativo classico della sismicità indotta dall’iniezione, secondo il quale il movimento di taglio su una superficie di frattura contrasta nel sottosuolo una forza di attrito tanto maggiore quanto più forte è la pressione reciproca dei blocchi rocciosi separati dalla frattura. Solo se la forza motrice del movimento di taglio è maggiore della forza di attrito può verificarsi un arretramento sulla superficie di frattura e con esso un terremoto. Se nel sottosuolo sono presenti dei fluidi, la pressione di fluido contrasta la pressione reciproca dei blocchi rocciosi riducendo in questo modo la forza di attrito sulla superficie di frattura. Se la pressione di fluido aumenta, ad esempio se viene pompato un liquido all’interno, la forza di attrito continua a ridursi. In questo caso attivare le superfici di frattura è tanto più facile quanto maggiore è la pressione di fluido e quanto più forte è la pretensione delle superfici di frattura causata dai processi tettonici. Una diminuzione della pressione presenta l’effetto contrario: un numero inferiore di terremoti. Tuttavia, anche la produzione costante (pompaggio esterno) di acqua può portare nel medio periodo alla comparsa di terremoti, in quanto la riduzione del volume causa l’accumulazione di tensione. In questo modo si sono generati dei terremoti ad esempio durante l’estrazione dell’acqua freatica o di quella del petrolio e del gas.

Nel caso dell’esperimento nel campo petrolifero di Rangely è stato possibile avviare e porre fine all’attività sismica rispettivamente con la pressione interna e con la produzione di acqua. Una reazione simile del sottosuolo si è verificata anche nell’ambito del progetto geotermico presso San Gallo. Purtroppo il modello classico della sismicità indotta dall’iniezione è in grado di spiegare il fenomeno solo in maniera approssimativa. Questo è dovuto da un lato al fatto che la forza di attrito dipende anche dalle proprietà delle rocce e dagli spostamenti avvenuti nel corso del tempo della superficie di taglio e dall’altro dal fatto che piccole variazioni di queste proprietà e delle tensioni rocciose causano la sovrapposizione di processi che impediscono l’elaborazione di previsioni attendibili. Ciononostante si spera di riuscire a superare questo deficit grazie ad analisi statiche in tempo reale e a modelli fisici della sismicità indotta migliorati. Al momento il SED sta sviluppando, in collaborazione con altri gruppi di lavoro, tali modelli di previsione per sismi indotti.

Sulla base delle conoscenze scientifiche attuali e delle ragioni sopraccitate è difficile effettuare delle affermazioni attendibili sugli ulteriori sviluppi della sismicità indotta. Bisogna calcolare che con la chiusura della trivellazione la pressione del serbatoio, diminuita a causa dei test di produzione, riprende lentamente a salire al suo livello naturale. In questa fase sussiste tendenzialmente una probabilità maggiore di terremoti indotti. Non si esclude nemmeno la possibilità di scosse avvertibili; la probabilità è tuttavia ridotta.

«Conclusione dei test di produzione» – informazioni delle aziende municipalizzate di San Gallo