Rescue Permafrost: Lösungen zur Erhaltung des Permafrostes
Wie kann brüchig gewordener Boden in den Dolomiten gekühlt und damit gesichert werden? Im Projekt „Rescue Permafrost“ sucht ein Forschungsteam, darunter Forschende der Freien Universität Bozen (unibz), nach Lösungen, um das gefährliche Auftauen des Permafrosts zu verhindern. Dafür wurde in Bozen nun eine erste dynamische Analyse der Auswirkungen einer technologischen Lösung zur Kühlung der Bodentemperatur durchgeführt.
07.11.2023
Der Klimawandel stellt eine erhebliche Bedrohung für viele Gebirgsökosysteme dar. Ein immer akuteres Beispiel ist das Auftauen des Permafrosts, einer gewöhnlich das ganze Jahr über gefrorenen Bodenschicht. Zu den zahlreichen negativen Folgen dieses Phänomens zählen Bodenerosion und Schäden an Infrastrukturen und Gebäuden im Gebirge. Einen wirksamen Beitrag zur Erhaltung der sensiblen Gebirgsökosysteme kann technologische Innovation leisten. Das zeigt sich auch im Projekt „Rescue Permafrost“, das kürzlich in der landschaftlich reizvollen Umgebung des Tofane-Parks in den Ampezzaner Dolomiten vorgestellt wurde. Ein ehrgeiziges Projekt, zu dem auch die Freie Universität Bozen mit dem Know-how des Forschungsteams für Technische Umweltphysik der Fakultät für Ingenieurwesen der unibz unter Leitung von Prof. Andrea Gasparella einen wichtigen Beitrag leistet.
Als Testgebiet dient die Bergstation der Seillbahn Pian Ra Valles – Bus Tofana. Hier sollen Lösungen getestet werden, mit denen das Auftauen des Permafrosts verhindert oder zumindest verlangsamt werden kann. Das wird mit Hilfe eines innovativen Kühlkreislaufs erreicht, mit dem Wärme von kälteren in wärmere Gebiete verschoben werden kann. Mit einer geothermischen Anlage, die in Kombination mit einer von Photovoltaikmodulen gespeisten Wärmepumpe betrieben wird, kann dem Permafrost durch Abkühlung Wärme entzogen und an die Umgebung abgegeben werden. Der gesamte Prozess wird hauptsächlich mit erneuerbaren Energiequellen betrieben.
Das Forschungsteam um die Professoren Andrea Gasparella und Giovanni Pernigotto hatte die Aufgabe, die Effizienz des Systems und seinen Beitrag zur Erhaltung des Permafrosts und der geologischen Stabilität des Gebiets zu bewerten. Einer ihrer ersten Schritte war eine Simulation, in der die Reaktion des Bodens auf externe klimatische Belastungen untersucht wurde, gefolgt von der Analyse der Auswirkungen der vorgeschlagenen Lösung, also des geothermischen Systems, auf das Temperaturprofil des Bodens. „Mit der Validierung der Ergebnisse und dem Monitoring des Bodenzustands haben wir diese Projektphase abgeschlossen, die darauf abzielte, die langfristige Wirksamkeit der gewählten technologischen Lösung und ihre Energieeffizienz zu gewährleisten“, erklärt Prof. Andrea Gasparalla. „Zu diesem Zweck wurde ein Sensorsystem sowohl im Boden als auch in einigen Sonden der geothermischen Anlage installiert, um die tatsächlichen thermischen Bedingungen in verschiedenen Tiefen zu überwachen und sicherzustellen, dass die Anlage unter optimalen Bedingungen betrieben werden kann.“
„Zusammenfassend lässt sich sagen, dass dieses Projekt eine interessante Lösung für die Erhaltung des Permafrosts im Hochgebirge darstellt“, ergänzt Giovanni Pernigotto. Der Einsatz innovativer geothermischer Technologien in Verbindung mit Energieproduktion aus erneuerbaren Quellen sei eine vielversprechende Lösung, um die negativen Auswirkungen des Klimawandels auf den Boden abzuschwächen.
Ing. Mario Vascellari, Präsident der Tofana Srl, koordinierte das Projekt mit einem hochqualifizierten Team, bestehend aus Prof. Andrea Gasparella von der Fakultät für Ingenieurwesen sowie Claudio Valle (Geologia Applicata), Ing. Norbert Klammsteiner (Energytech Srl), Stefano Valle (Geoland Srl), Dr. Martin Atzwanger (Atzwanger AG), Prof. Claudio Zilio (Universität Padua), Mauro Valt (ARPA Veneto – Arabba), Ing. Roberto Mendicino (EURAC Research), Ing. Piero Paccagnella (Tofana Srl) und Rechtsanwalt Guido Barzazi (Studio Legale Barzazi).
