GNGTS 2013 - Atti del 32° Convegno Nazionale

Metodi. Aspetti teorici della conduzione del calore nel sottosuolo ed Analisi dei dati termometrici Come già osservato in precedenza (Barbero et al ., 2012), nell’analisi dei flussi termici alle limitate profondità considerate nel nostro lavoro, non è necessario prendere in considerazione il gradiente geotermico profondo. Si può quindi utilizzare l’equazione di propagazione del calore nella forma che essa assume in assenza di sorgenti endogene di calore, e prendendo in considerazione le variazioni di temperatura nella sola direzione verticale. L’equazione differenziale così ottenuta (1), alle derivate parziali del secondo ordine, fornisce, tra le altre, soluzioni oscillanti rappresentative delle oscillazioni stagionali (2), in cui la temperatura, per via del termine esponenziale, tende progressivamente a smorzarsi in profondità fino a raggiungere un andamento asintotico, con valore di temperatura circa costante: tale valore è riconducibile alla cosiddetta “superficie di omeotermia”. (1) (2) In particolare, se si considera una condizione al contorno per z = 0 della forma T = f (t) , si trovano soluzioni oscillanti smorzate, rappresentative delle variazioni stagionali, della forma (2). Quando poi si prendono in esame profondità significative, z > 1/ γ , ovvero profondità in cui le fluttuazioni stagionali sono trascurabili, si osserva il comportamento asintotico (3). Lo scopo del lavoro è pertanto quello di determinare il valore di T 0 e la sua relativa incertezza attraverso un’analisi statistica su un campione di misure ritenuto statisticamente significativo. Lo studio statistico, in analogia alla metodologia già adottata per il settore nordorientale (Barbero et al ., 2012), è stato preceduto da un’analisi per via grafica dei dati di temperatura (Fig. 2A). L’analisi dei dati di temperatura, congruentemente a quanto già riscontrato nell’area limitrofa, ha mostrato un andamento comune per tutti i profili termici dei singoli piezometri: le variazioni verticali e orizzontali di temperatura, già a partire dai 10 metri di profondità tendono sensibilmente a ridursi fino ad registrare una situazione di sostanziale stabilità termica per profondità maggiori di 15 metri. Tale aspetto, in accordo a studi precedenti effettuati a scala regionale (Stringari et al. , 2010), è riconducibile sia alla presenza della colonna d’aria presente alla testa del tubo piezometrico, che alle capacità termiche del terreno. Infatti, proprio per motivi connessi all’immagazzinamento nel terreno del calore durante la stagione estiva e al calore ceduto dal terreno durante quella invernale, in autunno si registra una temperatura maggiore nei primi 5 metri di profondità (a partire dal pelo libero dell’acqua), che poi si stabilizza attorno ad un valore medio procedendo in profondità. Al contrario, in primavera, si osserva una temperatura che è inferiore nei primi metri (a partire dal pelo libero dell’acqua) per poi aumentare fino a stabilizzarsi procedendo a profondità maggiori. Un riscontro analogo è emerso dall’analisi dei grafici di dispersione (Fig. 2B) riportanti le misure di temperatura e di profondità sia per le misure autunnali che primaverili. La proiezione dei dati suggerisce che nell’intervallo di profondità compreso tra 15 e 20 metri si raggiunga una situazione di stabilità termica, mentre per profondità superiori ai 20 metri la temperatura assuma un valore costante compatibile con il comportamento asintotico connesso alle oscillazioni termiche stagionali riscontrabili nell’immediato sottosuolo. Analisi statistica delle misure termometriche. Per poter determinare il valore della tempe- ratura T 0 in corrispondenza alla “superficie di omeotermia” è stata effettuata un’analisi stati- stica su un campione di misure registrate a profondità maggiori di 20 metri, valore in corri- 239 GNGTS 2013 S essione 1.3