Solido come una roccia? Gestione migliorata del rischio sismico
Operazioni sotterranee quali l’estrazione mineraria, l’estrazione di petrolio e gas, lo sfruttamento dell’energia geotermica e lo stoccaggio del gas naturale spesso alterano lo stato di tensione della geologia circostante. Tali azioni possono indurre terremoti che vengono avvertiti dai residenti nelle vicinanze e persino arrecare danni. «I terremoti indotti possono verificarsi in tutto il mondo, provocando danni a edifici pubblici e privati e mettendo in pericolo vite umane», spiega Francesco Grigoli, coordinatore del progetto MEPHISTO, nonché ricercatore senior e docente presso il Politecnico federale di Zurigo in Svizzera. «L’ultimo caso degno di nota di sismicità indotta è stato in Corea del Sud nel novembre 2017, quando lo sfruttamento dell’energia geotermica ha innescato un terremoto di magnitudo 5.5. Circa 70 persone sono rimaste gravemente ferite e sono stati provocati ingenti danni». Di conseguenza, negli ultimi anni si sono aperti solidi dibattiti a livello scientifico, politico e sociale. Inoltre, l’avversione per le attività industriali sotterranee è fortemente aumentata tra il pubblico.
Strumenti di monitoraggio migliorati
Un obiettivo chiave del progetto MEPHISTO, intrapreso con il supporto del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, era affrontare le potenziali minacce che la sismicità indotta rappresenta per la società. In tal modo, il progetto ha cercato di alleviare le preoccupazioni dei cittadini e aumentare la fiducia nell’industria. «Molti progetti di geoenergia falliscono a causa del verificarsi di terremoti indotti», afferma Grigoli. «Ciò suggerisce che gli strumenti esistenti per la gestione della sismicità indotta, il cosiddetto sistema a semaforo o TLS, non sono sufficienti per garantire la sicurezza di tali operazioni industriali». Il progetto MEPHISTO ha riconosciuto la necessità di passare a misure di mitigazione del rischio più efficienti, proponendo di sviluppare nuovi metodi per il monitoraggio della microsismicità e di integrare e testare nuove tecniche di modellizzazione della sismicità. Come primo passo, il progetto si è focalizzato sull’acquisizione di una migliore comprensione dell’impatto dell’iniezione e dell’estrazione di liquidi sul potenziale cedimento di faglie preesistenti nella crosta terrestre. Sono stati utilizzati modelli geomeccanici e statistici per simulare la sismicità indotta in relazione a diversi scenari. Da questo, il team del progetto è stato in grado di migliorare gli strumenti per il monitoraggio microsismico. Uno degli obiettivi principali era tenere conto dell’evoluzione dell’attività sismica e di come questa potrebbe avere un impatto sulle operazioni industriali in corso. «Abbiamo anche sviluppato un nuovo metodo di localizzazione degli eventi sismici», aggiunge Grigoli. «Questo ci consente di ottenere risultati di alta qualità, anche con infrastrutture di monitoraggio sismico scadenti». Il progetto è culminato nel test di un flusso di lavoro avanzato per la mitigazione del rischio di sismicità indotta in tempo reale: il sistema a semaforo avanzato (ATLS). Questo flusso di lavoro è stato applicato durante un esperimento di stimolazione idraulica in Islanda.
Accurata gestione dei rischi
MEPHISTO ha raggiunto una serie di risultati importanti che potrebbero avere un impatto positivo sul monitoraggio della sismicità indotta. Il progetto ha avuto successo nel testare un nuovo flusso di lavoro per la gestione del rischio di sismicità indotta in un caso della vita reale. Ciò ha dimostrato la sua utilità nell’identificazione precoce del rischio sismico. «I test dell’ATLS hanno dimostrato risultati promettenti e aperto nuove possibilità per mitigare alcuni dei rischi associati alle operazioni industriali sotterranee», afferma Grigoli. «I passi successivi comprenderanno test approfonditi di questo flusso di lavoro di mitigazione del rischio in diversi ambienti e applicazioni industriali». Tutti gli strumenti di monitoraggio sviluppati nell’ambito del progetto sono ora disponibili gratuitamente per la comunità sismologica e sono applicabili a una vasta gamma di situazioni.
Parole chiave
MEPHISTO, sismicità, terremoto, estrazione mineraria, geotermico, idraulico, monitoraggio