La sismologia virtuale diventa realtà
Posizionare sismometri all’interno della crosta terrestre consentirebbe ai sismologi di misurare con maggiore precisione i terremoti indotti e i cambiamenti geomeccanici, nonché di comprendere meglio la struttura della crosta stessa. Inoltre, aiuterebbe i ricercatori a migliorare significativamente il monitoraggio del flusso di fluidi nelle falde acquifere, nei serbatoi geotermici e nei siti di stoccaggio della CO2. Tale tecnologia ha applicazioni significative nell’estrazione di energia, nello stoccaggio dei rifiuti e nell’immagazzinamento di vettori energetici. Purtroppo, la soluzione sarebbe però proibitiva, poco pratica e costosa da realizzare. Attraverso il progetto VirtualSeis, finanziato dal Consiglio europeo della ricerca (CER), alcuni ricercatori hanno sviluppato un metodo innovativo per utilizzare la sismologia virtuale in qualsiasi parte del mondo. VirtualSeis ha lavorato a una metodologia innovativa per creare sorgenti sismiche virtuali (terremoti o vibratori sismici) e sismometri virtuali in qualsiasi parte nel sottosuolo terrestre. Questa tecnica di sismologia virtuale imita le risposte che verrebbero misurate da terremoti indotti reali. «Le applicazioni di imaging e monitoraggio della metodologia della sismologia virtuale hanno ricevuto molta attenzione e sono utilizzate da ricercatori e istituti sismici di tutto il mondo», afferma Kees Wapenaar, professore di Geofisica presso il Politecnico di Delft e coordinatore del progetto VirtualSeis.
Sismologia virtuale
La sismologia virtuale si basa su misurazioni della riflessione sismica di un’area specifica. A questo scopo, i ricercatori possono utilizzare le misurazioni della riflessione sismica esistenti, come hanno fatto in diverse aree di interesse, o creare un sistema di monitoraggio sismico, come nel caso di Groninga, una provincia dei Paesi Bassi nota per i suoi problemi di sismicità indotta. Qui il team ha installato una rete sismica basata sulla tecnologia a fibra ottica, nota come rilevamento acustico distribuito (DAS, Distributed Acoustic Sensing). Questo sistema utilizza fibre ottiche incorporate in strisce e tubi di poliuretano ed è stato ulteriormente sviluppato in laboratorio e in prove sul campo a Groninga. Il lavoro sul sistema DAS è stato coordinato dal membro senior del team Guy Drijkoningen, professore associato di geofisica applicata presso il Politecnico di Delft. Utilizzando uno di questi metodi, i ricercatori hanno potuto utilizzare le misurazioni della riflessione sismica in superficie per creare sorgenti e/o ricevitori virtuali nel sottosuolo. Il gruppo di ricerca le ha poi sfruttate per prevedere le risposte a terremoti indotti reali e ha poi applicato la stessa metodologia per visualizzare e monitorare il flusso di fluidi sotterranei.
Generare interesse tra la comunità sismologica
La tecnologia VirtualSeis ha suscitato l’interesse di diversi atenei, tra cui il Politecnico federale di Zurigo, l’Università di Edimburgo, l’Università di Leeds, l’Università KAUST e l’Università di Utrecht. Il team ha inoltre instaurato una stretta collaborazione con i colleghi della Colorado School of Mines. Anche diverse aziende hanno espresso interesse per la tecnologia, tra cui Senai Cimatec, CGG, Quantairra Delft e Aramco. «Questa tecnologia incide considerevolmente su diversi programmi di ricerca interdisciplinare legati alla transizione energetica, come Scienza e ingegneria geotermica, Stoccaggio sotterraneo e Conseguenze dell’ingegneria del sottosuolo», osserva Wapenaar. Questo progetto del CER è servito da stimolo per l’acquisizione di un finanziamento significativo per DeepNL, un programma gestito dal Consiglio olandese per la ricerca (NWO) dedicato a comprendere le dinamiche del sottosuolo causate dalle attività umane.
Divulgare i progressi scientifici
I risultati della ricerca del progetto VirtualSeis sono stati presentati in numerosi atti di conferenze e pubblicati in 54 articoli di riviste di settore, di cui 12 attualmente in fase di revisione. «Grazie ai progressi compiuti in questo progetto del CER e al sostegno dei programmi finanziati da NWO, il nostro gruppo di ricerca in geofisica e petrofisica applicate è ben attrezzato per affrontare le sfide future nei programmi di ricerca interdisciplinari legati alla transizione energetica», afferma Wapenaar.
Parole chiave
VirtualSeis, sismologia, virtuale, monitoraggio, terra, struttura, crosta, rilevamento, terremoti
