Il riscatto del calcestruzzo in campo geotermico

Il calcestruzzo possiede caratteristiche di conducibilità termica che il più delle volte risultano piuttosto penalizzanti per le tradizionali applicazioni edilizie e a cui la ricerca tenta di dare svariate risposte mirate alla riduzione di essa. Al contempo, l’attenzione alle energie rinnovabili nei confronti della geotermia non è abbastanza sentita, pur essendo una delle tecnologie meno impattanti sull’ambiente. Queste due riflessioni trovano una singolare convergenza nella realizzazione di pali energetici, una tecnologia costruttiva con funzione sia strutturale che geotermica. Un sistema di tubazioni in polietilene ad alta densità fissato alla gabbia di armatura preassemblata dei pali costituisce il circuito primario attraverso il quale è possibile scambiare energia termica tra il terreno e la pompa di calore geotermica. Il ruolo del calcestruzzo nei pali energetici diviene elemento fondamentale nello scambio termico, prevalentemente per conduzione, tra palo e terreno circostante. Si profila dunque un nuovo orizzonte di ricerca in cui l’elevata conducibilità termica del calcestruzzo diviene garanzia di maggiori performances energetiche. L’obiettivo principale del paper è analizzare le possibili variazioni e integrazioni della composizione della miscela, al fine di ottimizzare le prestazioni termiche dei pali energetici tenendo sempre in debita considerazione le caratteristiche di resistenza e durabilità che la miscela deve garantire per questo tipo di strutture interrate. In particolare, l’incremento della compattezza e della densità del calcestruzzo sono direttamente proporzionali all’aumento della conducibilità termica, a tutto vantaggio dello scambio termico, ma al contempo garantiscono elevate prestazioni anche dal punto di vista strutturale. Infine, è stata effettuata un’analisi numerica per considerare l’effetto di una maggiore conducibilità termica del calcestruzzo sul comportamento termo-meccanico a breve termine di un palo energetico.