Temperatura solului în funcţie de locaţie, adâncime şi anotimp

Vreau să dezbat un subiect cu două ramificaţii. Una care ţine de energie geotermală și alta care ţine de amenajarea unor spaţii cu unele nevoi de temperatură constantă şi joasă. Ar mai fi o a treia ramificație, dar aceea am explicat-o în articolul despre adâncimea maximă de îngheț și are legătură cu fundația construcțiilor. Înțelegerea solului în funcţie de locaţie, adâncime şi anotimp este foarte importantă și poate să vă deschidă ochii la posibilități energetice pe care nu le credeați posibile.

În continuare voi explica niște noțiuni care nu sunt chiar intuitive. Deși am explicat în cel mai simplu fel posibil, vă rog să citiți și să recitiți dacă cumva nu fac sens. Nu sunt noțiuni uzuale și probabil că nu le-ați mai auzit până acum. Sunt destul de sigur că nu mă înșel în privința lucrurilor pe care le spun aici. Unele din ele par ciudate, dar ele sunt adevărate și se utilizează în fiecare zi în zone geotermale pentru producția de agent termic și electricitate.

Ce temperatură are pămândul pe măsură ce săpăm?

Pământul are o temperatură relativ constantă la diferite adâncimi mari. Globul pământesc are o masă enormă. Indiferent câtă energie cu potenţial diferit ai băga sau scoate de la adâncimea de X metri, temperatura solului nu se va schimba. Se cheamă inerție termică și la acea adâncime această adâncime este enormă. Acest lucru ne oferă oportunitatea de a ne folosi de această inerție termică. De aici bifurcăm două cazuri, unul pentru răcire şi altul pentru încălzire.

Până la o adâncime de 15-20 de metri, în funcţie de sol, temperatura solului variază cu anotimpurile. Vara, pământul este mai cald, iar iarna este mai rece, ba chiar îngheaţă până la o adâncime de 0,5 până la 1,5 metri. Însă la 15-20 metri sub pământ temperatura este constantă la aproximativ 10 grade Celsius. După o adâncime de 20 de m, temperatura creşte cu un grad pentru fiecare 33 de metri parcurşi spre centrul pământului. Mai jos, am făcut un grafic care indică acest lucru.

În partea de sus, între 0 şi 20 metri, am avut o variaţie pentru că anotimpurile au avut puterea de a influenţa temperatura din sol. După 20 metri adâncime, această influenţă este semnificativ sau total redusă. Deși această linie roșie poate să varieze în diferite foraje de pe glob, ea este destul de aproapiată de cea din grafic. Această temperatură crește constant până pe la vreo 400 – 410 km în adâncime, după care ea începe să crească mai greu. Însă pe noi nu prea ne interesează adâncimi mai mari.

De ce unele zone au energie termală și altele nu?

Zonele cu energie termală nu sunt mai speciale decât altele din punct de vedere a potențialului termic, însă au ceva special. Numim zonă geotermală acele soluri care au apă subterană în adâncime. Dacă am fora în rocă la adâncimea de 800 de metri adâncime, acolo am avea aproximativ 40 de grade Celsius. O apă destul de caldă pentru a putea face dus și pentru a spăla. Însă nu avem un agent termic care să ne aducă acea căldură la suprafață.

Deși se poate introduce apă în adâncul pământului până ea se întoarce înapoi la suprafață cu tot cu căldură, astfel de instalații sunt scumpe și peste bugetul unei familii sau a unei primării. Acest lucru este posibil pentru că umplem toate spațiile din adâncuri, saturăm roca și introducem două țevi. Una pentru introdus și alta pentru recuperarea agentului termic. Ar fi mult mai bine dacă am avea deja apa acolo și am introduce un sistem închis constituit dintr-o țeavă care să aibă contact cu apa caldă de acolo.

O zonă geotermală are o astfel de apă ba chiar este sub presiune și dorește să iasă la suprafață. După terminarea unor foaje adânci, peste 3 kilometri în adâncime, apa este așa de fierbinte încât iese din pământ sub forma unui jet puternic de abur. Astfel de jeturi sunt ideale pentru a produce energie electrică. După ce apa pierde din temperatură și ceva din forța mecanică, ea iese din turbină și este utilizată ca agent termic pentru termoficare sau în industrie.