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Laboratorio Di Tettonica E Chimica Dei Fluidi (TCF Lab) Dipartimento Scienze della Terra  – Centro di Ricerca CERI

Il Laboratorio di Tettonica e Chimica dei Fluidi si è specializzato nella geochimica delle acque e dei gas del suolo a partire dal 1980, sugli aspetti sociali della ricerca scientifica dal 2000, e nella geologia strutturale dal 2006, con applicazioni incentrate sulla ricerca nel campo del CCS negli ultimi 10 anni. Il Laboratorio è stato fondato e diretto dal Prof. Salvatore Lombardi fino al 2013 con il nome di laboratorio di Chimica dei Fluidi. Dal 2013 la responsabile del laboratorio è la Dott.ssa Sabina Bigi e il laboratorio ha preso il nome di Laboratorio di tettonica e chimica dei fluidi. Il laboratorio appartiene al Dipartimento di Scienze della Terra ed è gestito in collaborazione con il centro di ricerca CERI. Nel laboratorio, i ricercatori provenienti dal campo della geologia, ingegneria e scienze sociali lavorano insieme. L’ampia base di conoscenze e competenze all’interno del gruppo consente di adottare un approccio integrato di ricerca scientifica, che comprende gli studi sui gas del suolo e la geologia strutturale, la progettazione di prototipi e strumenti di monitoraggio innovativi, e lo sviluppo di strumenti di comunicazione con gli stakeholder e il pubblico.

La ricerca condotta nel Laboratorio di Tettonica e Chimica dei Fluidi della Sapienza negli ultimi 30 anni di attività, ha affrontato una vasta gamma di argomenti relativi, ad esempio, ai rischi naturali (rischio sismico e vulcanico), all’impatto ambientale (contaminazione delle acque sotterranee), e l’esplorazione delle risorse (petrolio e gas, geotermia, esplorazione mineraria), nonché studi che hanno esaminato la sicurezza dei siti di stoccaggio delle scorie radioattive o di anidride carbonica nel sottosuolo.

Il gruppo del Laboratorio di Tettonica e Chimica dei Fluidi ha sviluppato il concetto di laboratorio naturale, come strumento principale per lo sviluppo delle attività di ricerca applicate allo stoccaggio geologico. I Laboratori Naturali sono siti in cui il CO2 prodotto naturalmente fuoriesce dalla superficie del terreno, sia onshore che offshore. Questi siti possono essere adeguatamente attrezzati per consentire ai ricercatori di diversi settori e paesi di collaborare in un laboratorio a cielo aperto. Gli studi in queste condizioni naturali permettono di comprendere meglio i meccanismi di migrazione del gas nell’ambiente geologico (ad esempio lungo le faglie e i network di fratture); di testare una vasta gamma di tecniche di monitoraggio che sono state proposte nei siti di CCS (ad esempio gas del suolo, flusso di gas, monitoraggio attraverso laser infrarosso, telerilevamento, geofisica superficiale, ecc.); di esaminare i possibili impatti di una fuoriuscita di CO2 sull’ecosistema e sulla qualità delle acque sotterranee. I più importanti laboratori naturali in cui il gruppo ha sviluppato le sue attività sono, tra gli altri, la caldera di Latera (Lazio), la valle di San Vittorino (Lazio) e l’isola di Panarea (Sicilia) in collaborazione con numerosi istituti di ricerca nazionali e internazionali.

L’attività di ricerca segue tre argomenti principali: Geochimica e monitoraggio, Geologica strutturale e Percezione pubblica e disseminazione.

Geochimica – Monitoraggio discontinuo – Il TCF Lab è uno dei gruppi di ricerca Europeo con maggiore esperienza in questo campo, avendo utilizzato la prospezione dei gas del suolo a partire dai primi anni ‘80 come strumento per gli studi ambientali, di esplorazione delle risorse e di valutazione del rischio. Nel corso degli ultimi 20 anni è stato realizzato un ampio database che copre tutto il territorio nazionale, con più di 40.000 campioni di gas. Utilizzando i laboratori naturali i ricercatori del Team hanno descritto i processi di migrazione dei gas, e hanno sviluppato procedure e metodologie di raccolta dati, interpretazione e monitoraggio. Questo gruppo ha anche condotto attività di monitoraggio sui siti industriali di CCS come ad esempio InSalah (Algeria), Sulcis (Sardegna), e 5 anni di monitoraggio a Weyburn (Canada).

Geochimica – Monitoraggio in continuo: stazione di monitoraggio CO2GasPro. Il team del TCF Lab ha sviluppato, costruito e implementato un numero di stazioni autonome per il monitoraggio in continuo delle concentrazioni di CO2 e CH4 sia in aria (cioè nella zona non satura del suolo o sulla superficie) che in acqua (in pozzi o in corpi idrici superficiali). Il sistema può essere configurato secondo le esigenze ed è adattabile a qualsiasi sistema di trasmissione dati.

Geologica strutturale, Modellazione geologica e interpretazione sismica, caratterizzazione delle zone di faglia e dei sistemi di fratture. Dal 2006 il team del TCF Lab ha incluso il contributo dei geologi strutturali. Questo ha permesso al gruppo di arricchire la sua ricerca, integrando lo studio della migrazione dei gas con la modellazione delle fratture, la caratterizzazione della zona di faglia, la modellazione geologica e l’interpretazione sismica. Tutti questi aspetti ricoprono un ruolo fondamentale nella fase di caratterizzazione del sito di stoccaggio geologico. In particolare, la presenza di faglie nel sottosuolo e all’interno del reservoir richiede studi dedicati per sostenere lo sviluppo di appropriate strategie di valutazione di rischio e di monitoraggio.

Studio della percezione pubblica e della comunicazione sullo stoccaggio geologico di CO2. Dal 2000 il Laboratorio di Chimica dei Fluidi ha iniziato ad esplorare le sfide della disseminazione degli studi geologici. Sono stati intrapresi studi psicologici per comprendere come comunicare i risultati della ricerca agli stakeholder e al pubblico. Nei progetti in cui ha partecipato il gruppo è diventato leader per la Diffusione delle attività, coordinando i partner e promuovendo l’integrazione della ricerca multidisciplinare nel campo dello stoccaggio geologico di CO2 con la una comunicazione semplice e accessibile. Negli ultimi anni i membri del TCF Lab hanno sviluppato ulteriori strumenti di comunicazione della scienza, come per esempio i “lay reports” e i video, e la condivisione di esperienze di ricerca con gli stakeholder, i media e l’opinione pubblica.

I progetti della Comunità Europea sul CCS: Nascent, CO2ReMoVe, MovECBM, CO2GeoNet (FP 6); RISCS, ECO2, SiteChar, CGS Europe and R&Dialogue (FP7); ENOS (H2020).