fonti energetiche Unità di misura Storia dell’energia

fonti energetiche Unità di misura Storia dell’energia Energia e inquinamento Conclusione Hanno lavorato

Introduzione Durante quest’ultimo anno di scuola media abbiamo approfondito i problemi legati all’energia, alle sue diverse fonti e al relativo impatto sull’ambiente. Questo ipertesto raccoglie le ricerche che ciascuno di noi ha svolto sui diversi aspetti del problema energetico e sulla sua complessità: da una parte l’energia è indispensabile per il funzionamento delle infrastrutture e dei centri abitati, e quindi per l’utilizzo della tecnologia moderna; dall’altra è molto costosa in termini umani e ambientali. Per questo motivo ci è sembrato necessario conoscere come viene usata, quali sono le sue conseguenze e le prospettive che la ricerca scientifica sta delineando. BUONA VISIONE

Fonti energetiche Home AVANTI

Le fonti dell’energia L’energia si manifesta sotto forme molto diverse: il calore è energia termica, la luce è energia radiante, il movimento è energia cinetica, e cosi di seguito. Tutte queste forme possono essere ottenute dalle diverse fonti disponibili in natura, in qualche caso da un’unica fonte, in qualche altro da più fonti diverse. Sono quindi ”fonti” tutte le sostanze e tutti i fenomeni in grado di fornire energia. clicca

Le fonti dell’energia L’energia si manifesta sotto forme molto diverse: il calore è energia termica, la luce è energia radiante, il movimento è energia cinetica, e cosi di seguito. Tutte queste forme possono essere ottenute dalle diverse fonti disponibili in natura, in qualche caso da un’unica fonte, in qualche altro da più fonti diverse. Sono quindi ”fonti” tutte le sostanze e tutti i fenomeni in grado di fornire energia. AVANTI

Le fonti energetiche possono essere:
Non rinnovabili Rinnovabili clicca

Le fonti energetiche possono essere:
Non rinnovabili Rinnovabili avanti

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RINNOVABILI RINNOVABILI Rinnovabili Acqua Energia idraulica Vento Energia eolica Sole Energia solare Biomassa Energia chimica Geotermia Energia termica NON RINNOVABILI Solidi CARBONE Liquidi PETROLIO Energia termica COMBUSTIBILI Gassosi METANO Home Uranio-Idrogeno Energia nucleare

Fonti non rinnovabili Oggi i combustibili fossili sono la fonte più utilizzata di energia. La maggior parte (circa l’80%) dell’energia consumata dall’uomo – dall’elettricità al calore usato per riscaldare le case e per i processi industriali – è prodotta attraverso la combustione di petrolio, carbone e metano, soprattutto petrolio. Queste fonti primarie hanno però il difetto di non essere eterne perché i loro giacimenti prima o poi si esauriranno: sono cioè fonti non rinnovabili. Anche l’energia nucleare è una fonte di energia non rinnovabile perché l’uranio che serve a produrla si trova anch’esso in giacimenti sotterranei che si esauriranno. clicca

Fonti non rinnovabili Oggi i combustibili fossili sono la fonte più utilizzata di energia. La maggior parte (circa l’80%) dell’energia consumata dall’uomo – dall’elettricità al calore usato per riscaldare le case e per i processi industriali – è prodotta attraverso la combustione di petrolio, carbone e metano, soprattutto petrolio. Queste fonti primarie hanno però il difetto di non essere eterne perché i loro giacimenti prima o poi si esauriranno: sono cioè fonti non rinnovabili. Anche l’energia nucleare è una fonte di energia non rinnovabile perché l’uranio che serve a produrla si trova anch’esso in giacimenti sotterranei che si esauriranno. indietro Home fonti

Fonti rinnovabili Si chiamano fonti rinnovabili di energia quelle che sono continuamente prodotte dai cicli naturali della Terra e che non rischiano quindi l’esaurimento. Fonti di energia rinnovabili sono: l’energia solare, che però si riesce a usare direttamente solo in piccole quantità; l’energia eolica (l’energia del vento), un tempo usata per far girare le pale dei mulini è oggi impiegata per far girare le pale degli aerogeneratori (generatori elettrici a vento); l’energia idrica, cioè l’energia cinetica dell’acqua in movimento che fa ruotare turbine collegate a generatori di elettricità; l’energia geotermica, cioè il calore delle profondità terrestri; le biomasse, come la legna o i residui vegetali (o coltivazioni apposite) che possono essere distillati per ottenerne combustibili adatti ai motori a scoppio: una benzina davvero ”verde”. Le energie che provengono dalle fonti rinnovabili sono ovviamente più vantaggiose perché non si esauriranno mai e perché inquinano poco o nulla, essendo perfettamente inserite nei cicli naturali. clicca indietro

Fonti rinnovabili Si chiamano fonti rinnovabili di energia quelle che sono continuamente prodotte dai cicli naturali della Terra e che non rischiano quindi l’esaurimento. Fonti di energia rinnovabili sono: l’energia solare, che però si riesce a usare direttamente solo in piccole quantità; l’energia eolica (l’energia del vento), un tempo usata per far girare le pale dei mulini è oggi impiegata per far girare le pale degli aerogeneratori (generatori elettrici a vento); l’energia idrica, cioè l’energia cinetica dell’acqua in movimento che fa ruotare turbine collegate a generatori di elettricità; l’energia geotermica, cioè il calore delle profondità terrestri; le biomasse, come la legna o i residui vegetali (o coltivazioni apposite) che possono essere distillati per ottenerne combustibili adatti ai motori a scoppio: una benzina davvero ”verde”. Le energie che provengono dalle fonti rinnovabili sono ovviamente più vantaggiose perché non si esauriranno mai e perché inquinano poco o nulla, essendo perfettamente inserite nei cicli naturali. Non rinnovabili

Petrolio Metano Energia eolica Carbone Energia idrica
Energia nucleare Energia solare Energia eolica Energia idrica Energia geotermica Biomasse

Petrolio Metano Energia eolica Carbone Energia idrica
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PETROLIO Cos’è Come si forma Come si estrae Geografia del petrolio
La raffinazione Impatto ambientale Fonti

Cos’è Il petrolio è un combustibile fossile della famiglia degli idrocarburi, sostanze chimiche costituite prevalentemente da carbonio e idrogeno. I derivati della sua lavorazione sono usati per il funzionamento dei motori (cherosene, benzina, gasolio), per il riscaldamento ( gasolio) e per la produzione di materie plastiche e altri prodotti chimici. Home petrolio

Come si forma La formazione del petrolio inizia molti milioni di anni fa.I resti di organismi marini e piante che crescono sui fondali oceanici si depositano sul fondo e vengono ricoperti da sabbia, fango e detriti. In assenza di aria, le sostanze organiche sono attaccate e decomposte da microrganismi. A poco a poco il carbonio e l’idrogeno prevalgono sugli altri elementi e si formano gli idrocarburi. Con il tempo le rocce liberano gli idrocarburi di cui sono imbevute che tendono a salire finché non incontrano un terreno impermeabile. Home petrolio

Come si estrae Una volta individuato il giacimento, si eseguono perforazioni per valutarne la grandezza e la qualità. Sopra i giacimenti si installano le caratteristiche torri per la trivellazione del terreno (pozzi petroliferi) attraverso le quali il petrolio arriverà in superficie. Il petrolio greggio estratto dai pozzi viene poi trasportato attraverso tubazioni (oleodotti) e con navi cisterna (petroliere) fino alla raffineria. Home petrolio

La lavorazione del petrolio
Nelle raffinerie il petrolio greggio viene scomposto in diversi prodotti attraverso un processo, detto distillazione frazionata, basato sul suo graduale riscaldamento. Via via che la temperatura aumenta, dal greggio evaporano gas di diverso tipo. Home petrolio

Geografia del petrolio
I paesi più ricchi di petrolio si trovano in: Medio Oriente ( Iran, Iraq, Arabia Saudita e Kuwait); Americhe (USA, Messico e Venezuela); Africa ( Algeria, Nigeria e Libia); ex Unione Sovietica; Europa (Val d’Agri in Italia). Home petrolio

Impatto ambientale La combustione del petrolio produce il “particolato”, particelle di polvere che, diffondendosi nell’aria, contribuiscono all’aumento dello smog. Come tutti i combustibili di origine fossile, anche il petrolio e i suoi derivati durante la combustione producono sostanze inquinanti, sviluppando anidride carbonica, responsabile dell’effetto serra. Inoltre un uso intensivo di questa fonte energetica, che nella combustione sviluppa biossido di azoto e ossidi di zolfo, contribuisce all’aggravarsi del fenomeno delle piogge acide. Home petrolio

METANO Cos’è Come si forma Come si estrae Come si trasporta
Impatto ambientale Fonti

Cos’è Il metano è un combustibile fossile che appartiene alla famiglia degli idrocarburi, composti chimici costituiti da idrogeno e carbonio. E’ il più semplice degli idrocarburi e la sua molecola (CH4) è formata da un atomo di carbonio e da quattro di idrogeno. È una materia prima da cui si ricavano molti derivati. In natura si trova allo stato gassoso, soprattutto in giacimenti sotterranei; è inodore, incolore e pesa circa la metà dell’aria. In piccole quantità si forma continuamente nella decomposizione di sostanze organiche naturali. Il metano fu scoperto lungo le rive del lago Maggiore dal famoso scienziato Alessandro Volta ( ) che lo chiamò “gas delle paludi” e ne studiò le proprietà combustibili. Home metano

Come si forma Come il petrolio, il metano si è formato per lenta decomposizione di sostanze di origine prevalentemente animale. Deriva infatti dai resti di minuscoli organismi che vivevano negli oceani e che, una volta morti, si depositarono sul fondo marino. Ricoperti da sabbia, fango e detriti che isolarono i loro resti dal contatto con l’aria e con l’acqua, le sostanze organiche vennero attaccate e decomposte da microrganismi. Si formarono così il metano e il petrolio, due combustibili che si trovano spesso negli stessi giacimenti. Esistono però anche giacimenti di solo metano. Home metano

Come si estrae La tecnica usata per la ricerca e la perforazione di giacimenti è uguale a quella del petrolio. Pertanto anche il metano viene estratto da un pozzo. Alla testa di questo pozzo, viene messo un complesso di valvole detto “Albero di Natale”, che ne regola il flusso. Home metano

Come si trasporta e si usa
Una volta estratto dai giacimenti, che possono essere sotto la terraferma o sotto i fondali marini, il metano viene immesso in grandi condotte sotterranee (metanodotti) che si diramano poi in condotte più piccole a formare una rete molto estesa (rete di distribuzione). Il metanodotto arriva anche alla periferia delle città dove subisce i seguenti trattamenti: L’altissima pressione viene ridotta a valori molto bassi; Viene aggiunta una sostanza odorizzante, che serve per segnalare eventuali fughe; In parte viene immagazzinato in grandi serbatoi metallici (gasometri) che permettono di far fronte alla maggior richiesta nelle ore di punta. Spinto inizialmente dalla sua stessa pressione, da stazioni di pompaggio collocate lungo la rete, il metano raggiunge le abitazioni dove viene usato per riscaldare ambienti, produrre acqua calda o per cucinare. Nell’industria il metano viene usato per produrre energia termica o come materia prima in alcuni processi di sintesi chimica, oppure per produrre energia elettrica nelle centrali. Nei laboratori artigiani viene usato come combustibile per i forni. Home metano

Impatto ambientale Il metano è l’unico combustibile che arriva a destinazione senza quasi farsi vedere. Infatti le condotte che lo trasportano dal giacimento all’utente finale corrono sotto terra nelle campagne e, nelle città e nei paesi, sotto le strade e i marciapiedi. Il metano non genera particolato né fumi quando brucia. Rispetto agli altri combustibili fossili, produce sostanze inquinanti in quantità molto più limitate. In particolar modo il metano non produce durante la combustione biossido di zolfo, assai inquinante. A parità di calore prodotto, il metano sviluppa soltanto anidride carbonica e ossidi di azoto, ma in misura molto inferiore al carbone e al petrolio e con effetti assai meno dannosi sull’ambiente. Home metano

CARBONE Come si forma Impatto ambientale Tipi di carbone Dove si trova
Storia Come si usa Fonti

Come si forma Le riserve di carbone si sono formate durante il periodo detto Carbonifero, circa 300 milioni di anni fa, quando intere foreste furono sommerse dalle acque e ricoperte dai sedimenti. Home carbone

Tipi di carbone Esistono vari tipi di carbone, classificati secondo la loro età e dunque secondo il loro contenuto di carbonio : Torba: il carbone più giovane e meno pregiato che contiene un alto grado di umidità; Lignite: ha un maggiore contenuto di carbonio ed è l’ unico carbone che si trova in Italia; Litantrace e antracite: sono i soli sfruttati su larga scala, perché sono più ricchi di carbonio. Home carbone

Dove si trova I giacimenti di carbone si trovano a diverse profondità e per il loro sfruttamento vengono realizzate miniere costituite da cave a cielo aperto o da pozzi molto profondi (fino a 100 metri), dai quali si diramano gallerie che raggiungono i filoni di carbone. Home carbone

Come si usa Per secoli la torba è stata usata nelle miniere di carbone per produrre il cosiddetto fuoco in cantiere. Ai tempi della rivoluzione industriale, in Inghilterra, il carbone veniva impiegato per il funzionamento delle macchine delle industrie tessili, quindi per muovere le prime locomotive. Oggi è usato soprattutto nelle centrali termoelettriche, mentre l’industria siderurgica fa largo uso di coke (un combustibile ad altissima percentuale di carbonio che si ottiene dalla distillazione del carbon fossile). Sono attualmente allo studio nuove tecnologie per l’utilizzazione del carbon fossile, alcune delle quali potranno essere sfruttate commercialmente all’inizio del XXI secolo. Il carbone viene bruciato e il calore che si sprigiona viene usato per riscaldare acqua in una caldaia e produrre vapore. Il vapore mette in movimento il pistone in un cilindro oppure, nei tipi più moderni, mette in rotazione una turbina. L’energia meccanica ottenuta può essere usata direttamente per azionare macchine, oppure può essere trasformata in energia elettrica collegando la turbina a un generatore. Home carbone

Storia La diffusione dell’uso del carbone come combustibile si è realizzata a partire dal XVII e XVIII secolo in Gran Bretagna. La scoperta del carbone e l’invenzione della macchina a vapore sono stati protagonisti della rivoluzione industriale. Nel corso di tutto l’ 800 il carbone è stato il combustibile per eccellenza dei paesi industrializzati; continua ad avere un ruolo importante nel sistema energetico della Cina. Oggi il carbone è stato sostituito in larga parte dal petrolio e dal gas naturale. Home carbone

Impatto ambientale L’azoto e lo zolfo contenuti nel carbone sviluppano, durante la combustione, biossido di azoto e ossidi di zolfo, sostanze inquinanti responsabili della formazione delle piogge acide che arrecano danni alla vegetazione, alle coltivazioni, alle foreste e anche agli edifici antichi e ai monumenti. Oltre a ciò il carbone produce anidride carbonica in quantità più elevata rispetto agli altri combustibili, contribuendo così alla formazione dell’effetto serra. Durante l’estrazione e il trasporto crea grandi quantità di polvere, lascia come residuo cenere e la combustione produce anche il cosiddetto particolato. Home carbone

ENERGIA NUCLEARE Cos’è La fissione La fusione Impatto ambientale
La centrale nucleare Fonti

Cos’è L’energia nucleare è una forma di energia prodotta da reazioni fisiche, che avvengono all’interno del nucleo degli atomi di alcuni elementi chimici, in seguito a particolari urti. Tutta la materia esistente nell’universo, esseri viventi compresi, è costituita da atomi. Al centro dell’atomo si trova il nucleo, formato da particelle chiamate neutroni e protoni, circondato da una nuvola di elettroni che gli ruotano attorno. In natura esistono 92 elementi chimici, che vanno dal più leggero, l’idrogeno, il cui nucleo contiene un solo protone, al più pesante, l’uranio, il cui nucleo contiene 92 protoni. Idrogeno e uranio sono appunto i protagonisti delle reazioni nucleari usate per produrre energia: la fissione e la fusione. Home nucleare

La fissione Nella fissione il nucleo di uranio, scontrandosi con un neutrone, si spezza in due frammenti e in due o tre neutroni, liberando energia sotto forma di calore. I neutroni emessi urtano con altri nuclei di uranio e provocano ulteriori fissioni in numero sempre crescente (si tratta di una cosiddetta reazione a catena). Se questa reazione non viene controllata, la fissione diventa esplosiva e si ha la bomba atomica. Se la fissione viene controllata, può essere usata per produrre energia e si ha il reattore nucleare. Home nucleare

La centrale nucleare Il reattore è il cuore di una centrale nucleare e la reazione avviene nella sua parte centrale, detta nocciolo. Attorno al nocciolo corrono tubi contenenti acqua che viene riscaldata dal calore emesso nella reazione e trasformata in vapore. Da questo punto in poi la centrale nucleare funziona come una qualsiasi centrale termoelettrica a olio combustibile o a gas. Il vapore fa ruotare delle turbine collegate a reattori che producono energia elettrica. La differenza è solo nelle strutture. Infatti, poiché i neutroni, l’uranio e i prodotti della fissione sono radioattivi e quindi estremamente pericolosi, tutto l’insieme è racchiuso in contenitori di acciaio e di piombo, a loro volta contenuti in robusti edifici in cemento armato. Home nucleare

La fusione La fusione nucleare è la reazione che si ha quando due nuclei di idrogeno si scontrano, fondendosi assieme in un nucleo più grande e liberando energia sotto forma di calore. Anche in questo caso il processo non controllato porta alla bomba a idrogeno, mentre il processo controllato porta invece al reattore a fusione. La temperatura necessaria al processo di fusione è elevatissima, dell’ordine di milioni di gradi, e dunque assai difficile da raggiungere in laboratorio (in natura viene raggiunta all’interno del Sole e delle altre stelle). Per le difficoltà esistenti nel controllare il processo di fusione, sono state costruite bombe ma non ancora reattori. Quindi la fusione non è attualmente una fonte di energia utilizzabile, ma solo un progetto. Home nucleare

Impatto ambientale Fissione e fusione sono due fonti di energia che potrebbero risolvere definitivamente il problema energetico dell’umanità. In nessuno dei due casi viene emessa anidride carbonica, che può aggravare l’effetto serra: i problemi sono altri. Il reattore deve essere protetto per evitare perdite di materiale radioattivo. Infatti, se vengono a contatto con le cellule di un organismo animale o vegetale, le particelle emesse da elementi radioattivi producono danni molto gravi, come malattie ereditarie e difetti genetici. Inoltre esiste il problema dello smaltimento del materiale utilizzato nel funzionamento dei reattori, perché i residui del combustibile nucleare restano radioattivi anche per migliaia di anni. Si tratta perciò di confinare i rifiuti radioattivi in robusti contenitori e di sotterrarli a grandi profondità, e in ogni caso non esiste l’assoluta certezza che i contenitori resistano fino a che non si esaurisce la radioattività. A fronte dei molti pericoli, e in attesa di risolvere i problemi connessi al suo impiego, molti Paesi (tra cui l’Italia) hanno deciso di non usare energia nucleare. Home nucleare

Le celle fotovoltaiche
Energia solare Origine Cos’è I pannelli solari Le celle fotovoltaiche Come viene sfruttata Impatto ambientale Fonti

Cos’è Il sole è la fonte dell’energia solare propriamente detta, cioè dell’energia prodotta sfruttando direttamente i raggi che arrivano sulla Terra. Home solare

Origine Il sole è una grande sfera di gas incandescente. La sua superficie, come quella di tutte le stelle, è molto più calda di quella della Terra. Il Sole è dunque simile a un’enorme centrale termica. L’energia del Sole nasce dall’unione di minuscole particelle elementari, i protoni, che costituiscono la maggior parte della massa del Sole. I protoni, in continuo movimento per via delle elevate temperature a cui sono sottoposti, si scontrano tra loro producendo un gas leggero, l’elio, e una grandissima quantità di energia. Una parte dell’energia prodotta si trasforma in energia luminosa e viene trasmessa nello spazio. Di questa solo una piccola parte arriva fino a noi, ma si tratta di una quantità molte volte superiore a tutta l’energia prodotta dall’uomo sulla terra. Home solare

Come viene sfruttata La natura intermittente della radiazione solare come fonte di energia rende indispensabile l’uso di dispositivi di accumulazione dell’energia prodotta durante le ore o i periodi favorevoli: l’energia immagazzinata può essere resa disponibile, ad esempio, durante la notte. L’energia dei raggi solari può essere utilizzata per produrre energia elettrica, attraverso le celle fotovoltaiche, o per produrre calore, attraverso i pannelli solari. Home solare

Le celle fotovoltaiche
Le celle fotovoltaiche sono sottili lamine di silicio che, colpite dai raggi solari, producono energia elettrica direttamente utilizzabile. Allo stato attuale le celle fotovoltaiche, non avendo grande rendimento, possono essere usate solo per alimentare piccoli apparecchi. Home solare

I pannelli solari I pannelli solari sono costituiti da una specie di scatola, con una lastra di vetro sulla superficie anteriore e una lastra nera su quella inferiore. Tra le due lastre è inserita una serpentina in cui circola acqua (o in certi casi aria). Il vetro lascia passare la luce che viene catturata e trasformata in calore dalla superficie nera (i colori scuri assorbono più energia solare dei colori chiari). Il calore non può uscire dal vetro e quindi riscalda l’acqua che circola nella serpentina e viene poi immessa in un impianto di riscaldamento. Il costo di un impianto di questo tipo è abbastanza elevato (occorrono molti pannelli per scaldare acqua a sufficienza e, inoltre, i pannelli funzionano bene solo in zone molto soleggiate), ma il combustibile è “gratuito”. Home solare

Impatto ambientale L’energia solare, come tutte le fonti rinnovabili, è un’energia pulita perché il suo sfruttamento si integra perfettamente nei cicli naturali. Pur avendo effetti ambientali ben visibili (pensiamo alla vastità delle superfici nelle quali vengono posizionati i pannelli solari con conseguente impatto visivo), non produce emissioni inquinanti e non altera gli equilibri ambientali. Allo stato attuale, l’impiego dell’energia solare è sufficiente a soddisfare solo una parte esigua delle necessità energetiche. Home solare

ENERGIA EOLICA I mulini a vento Generatori elettrici
Impatto ambientale Fonti

I mulini a vento Lo sfruttamento del vento come fonte di energia risale ad epoche lontanissime. Il mulino a vento è un impianto che converte l’energia del vento in energia meccanica sfruttando l’azione di pale che, ruotando sospinte dal vento, determinano il movimento di un albero di trasmissione. Home eolica

Generatori elettrici La diffusione del motore a scoppio e la presenza della rete elettrica, per le nazioni tecnologicamente avanzate, ha portato alla scomparsa dei sistemi eolici. L’antico mulino a pale si è oggi trasformato in un generatore elettrico. Sono ancora rari i generatori di grandi dimensioni installati su tralicci simili a quelli dell’alta tensione. Home eolica

Impatto ambientale Per l’installazione di centrali eoliche abbastanza potenti sono necessari grandi spazi in cui posizionare i moderni mulini a vento con conseguente impatto visivo. Le centrali eoliche sono attualmente in grado di produrre solo una piccolissima parte dell’elettricità ottenuta da fonti rinnovabili. Sebbene l’energia eolica non inquini, presenta lo svantaggio di non poter essere prodotta con continuità perché dipendente dalla presenza e dalla intensità del vento. Home eolica

Energia idrica Cos’è Come si ottiene Cenni storici Impatto ambientale
Fonti L’energia idrica nel mondo

Cos’è L’acqua corrente è una importantissima fonte di energia che l’ uomo ha sfruttato fin dall’antichità. Assieme al mulino a vento, il mulino ad acqua è stato per l’uomo la prima fonte di energia meccanica non animale. Tra le fonti rinnovabili, l’energia idrica è la più utilizzata, perché si basa su una tecnologia ben conosciuta e con un rendimento molto alto. Home idrica

Cenni storici L’uso dell’energia idraulica risale all’antichità. Già i greci e i romani usavano ruote idrauliche per la macinazione del grano. Il basso costo del lavoro degli schiavi e degli animali, tuttavia, né frenò l’applicazione su larga scala. Nell’Ottocento, l’energia idraulica giocò un ruolo importante nella rivoluzione industriale e contribuì allo sviluppo delle prima grandi città. La difficile costruzione di condotte e di grandi dighe di sbarramento, unita alla scarsità dell’afflusso d’acqua durante l’estate e alle gelate invernali, portarono alla sostituzione delle ruote idrauliche con il vapore, non appena la disponibilità di carbone lo rese possibile. Nel nostro secolo, lo sviluppo del generatore elettrico e la crescente domanda di elettricità hanno portato a una rinascita dell’energia idraulica. Home idrica

Come si ottiene L’energia idraulica è ottenuta sfruttando la caduta dell’acqua attraverso un dislivello. È una risorsa naturale, disponibile ovunque esista un sufficiente flusso d’acqua costante. Gli impianti idroelettrici sono serviti da un grande bacino d’acqua che si trova a monte di una diga, dove il flusso dell’acqua può essere controllato e mantenuto costante. Attraverso delle condotte, controllate da valvole che regolano la portata del flusso secondo la domanda di energia, l’acqua entra nelle turbine ed esce da un canale di scarico. Le turbine funzionano secondo lo stesso principio delle antiche ruote ad acqua dei mulini: la differenza è che le turbine sono collegate a un generatore tramite il quale viene prodotta energia elettrica. Home idrica

L’energia idrica nel mondo
L’energia idrica rappresenta all’ incirca un quarto dell’ energia totale prodotta nel mondo e negli ultimi anni sta considerevolmente aumentando d’importanza. In molti Paesi, quali ad esempio Norvegia e Brasile, rappresenta la fonte principale di energia elettrica; l’ impianto sul fiume Paranà, tra Brasile e Paraguay, inaugurato nel 1982, ha la più grande capacità del mondo. Home idrica

Impatto ambientale Lo sviluppo dell’energia idrica richiede la costruzione di opere imponenti quali dighe, laghi di deposito, canali di derivazione, installazione di grandi turbine e generatori elettrici. La costruzione di dighe e la creazione di bacini artificiali per alimentare una centrale idroelettrica possono causare gravi squilibri idrogeologici. L’impatto sull’ ambiente circostante è dunque pesante per cui si preferisce evitarne la realizzazione. Oltre a ciò, l’energia idroelettrica richiede investimenti di capitali talmente cospicui da renderne in certi casi antieconomico lo sviluppo. Home idrica

GEOTERMIA Dove viene usata Cos’è Impatto ambientale Fonti

Cos’è L’energia geotermica sfrutta il calore delle profondità terrestri. A grande profondità l’interno della Terra è molto caldo. Il calore deriva probabilmente dal decadimento radioattivo (un fenomeno di origine nucleare) delle rocce. Attraverso le rotture degli strati rocciosi, dovute ad assestamenti della crosta terrestre o a eruzioni vulcaniche, le acque e i vapori riscaldatisi in profondità salgono verso la superficie e possono essere utilizzati come fonte di calore oppure per produrre energia elettrica. Naturalmente l’energia geotermica può essere sfruttata solo nelle zone che presentano fenomeni di vulcanismo non violento e costante nel tempo. Home geotermica

Dove viene usata Le sorgenti termali sono usate fin dall’antichità per fini terapeutici. Nell’epoca moderna l’energia geotermica è stata usata per la prima volta per produrre elettricità nel 1904, a Lardarello in Toscana, dove è stato realizzao il primo “giacimento” geotermico. I fluidi geotermici vengono usati per riscaldare edifici a Budapest, nella periferia di Parigi, nella città di Reykjavìk in Islanda. Il più grande impianto del mondo di energia geotermica si trova a The Geysers in California. Home geotermica

Impatto ambientale Anche se piano piano il nostro pianeta si sta raffreddando, per milioni di anni il suo calore resterà disponibile: per questo l’energia geotermica è considerata una forma di energia rinnovabile, come l’energia solare del resto. Lo sfruttamento dell’energia geotermica, anche se economica e di facile utilizzo (le acque e i vapori che fuoriescono dal suolo hanno temperature molto elevate, superiori ai 100 °C), richiede grandi tubature che alterano il paesaggio per il loro impatto visivo. Home geotermica

Impatto ambientale e convenienza della biomassa
Cos’è Come viene sfruttata Impatto ambientale e convenienza della biomassa Fonti

Cos’è Per biomassa si intende genericamente la massa degli organismi viventi o, in altri termini, l’insieme della materia organica, sia animale che vegetale. Quando si parla di fonti energetiche ci si riferisce più specificamente all’energia che si può ottenere da combustibili biologici come legna, residui non alimentari delle coltivazioni agricole e letame. Home geotermica

Come viene sfruttata L’esempio più semplice di sfruttamento della biomassa è il legno che brucia. Un altro esempio sono i rifiuti animali che, attraverso la fermentazione, possono essere usati per produrre gas combustibili, soprattutto metano. Molte grandi fattorie usano i loro residui vegetali e animali (paglia, fieno, rami residui della potatura, escrementi degli animali da allevamento) per produrre l’energia di cui hanno bisogno. Più interessante è la trasformazione in alcol e altri idrocarburi, della cellulosa e di altre sostanze contenute nei vegetali. I residui vegetali vengono distillati e trasformati in alcol. Per un efficiente sfruttamento delle biomasse, alcuni puntano su vere e proprie “piantagioni energetiche”, cioè su coltivazioni di vegetali specificamente destinate alla produzione di alcol. Questi combustibili possono essere usati per macchine di vario tipo e per automobili. E’ questa la vera benzina verde (quella che oggi viene definita “verde” è soltanto benzina normale priva di additivi e sarebbe più corretto chiamarla “benzina senza piombo”) che già si trova in commercio in alcuni paesi, per esempio in Brasile. Home geotermica

Impatto ambientale e convenienza della biomassa
La biomassa costituisce una importante fonte di energia pulita, con un impatto sull’ ambiente minimo. Si tratta di una fonte che in certi casi è disponibile a prezzo zero (come per esempio nel caso dei rifiuti) e che può contribuire allo sviluppo di regioni rurali (diminuendo la dipendenza da altre fonti di energia). Questa fonte energetica, però, ha una resa estremamente bassa e il suo sfruttamento è per ora antieconomico. Sono necessari inoltre grandi appezzamenti di terreno, con conseguente impatto visivo, per produrre quantità limitate di combustibile. In ogni caso, tutti sono ottimisti sull’importanza futura dell’energia ricavata dalle biomasse, che però ha ancora un costo piuttosto elevato. E’ interessante segnalare che, sin dal 1993, anche in Italia sono state avviate colture sperimentali destinate proprio alla produzione di alcol. Home geotermica

Energia e inquinamento
Effetto serra Impatto visivo Radioattività Piogge acide e inquinamento dell’aria e dell’acqua Squilibrio idrogeologico Home

Radioattività indietro Nucleare
Per molti anni l’energia nucleare è apparsa come la possibile soluzione al fabbisogno energetico dell’umanità. Oltre agli Stati Uniti, molti Paesi si buttarono sulla strada nucleare, in particolare Gran Bretagna e Francia (ben presto il Paese con il maggior numero di centrali nucleari). In seguito nacquero problemi di sicurezza, messi in evidenza da incidenti particolarmente gravi, come quelli di Three Miles Island in Pennsylvania nel 1979 e di Cernobyl nell’ex Unione Sovietica nel 1986. Molti Paesi decisero di bloccare i loro programmi nucleari e spesso addirittura di chiudere gli impianti in funzione: è il caso dell’Italia. Da qualche anno si è ripreso a parlare della necessità di sfruttare l’energia nucleare che, priva di emissioni di anidride carbonica, non contribuisce all’effetto serra. continua indietro Nucleare

I problemi dell’energia nucleare rimangono però legati alla sicurezza delle centrali, dove il reattore deve essere protetto per evitare perdite di materiale radioattivo. Infatti le particelle emesse da elementi radioattivi, se vengono a contatto con le cellule di un organismo animale o vegetale, producono danni molto gravi ai tessuti biologici e possono causare malattie rilevabili a volte solo dopo molti anni. Esiste inoltre il problema dello smaltimento del materiale utilizzato nel funzionamento dei reattori, perché i residui del combustibile nucleare restano radioattivi anche per migliaia di anni. Si tratta perciò di confinare i rifiuti radioattivi in robusti contenitori e di sotterrarli a grandi profondità, e in ogni caso non esiste l’assoluta certezza che i contenitori resistano fino a che la radioattività non sarà esaurita. indietro Nucleare

Effetto serra Petrolio Carbone indietro
L’anidride carbonica, assieme al vapore acqueo a e qualche altro gas presente nell’atmosfera, lascia entrare la luce solare ma non lascia uscire il calore emesso dalla Terra. Questo fenomeno è chiamato “effetto serra”, perché simile a quello prodotto dai vetri nelle serre che mantengono al caldo le coltivazioni, lasciando passare la luce solare e non lasciando uscire il calore. L’effetto serra è molto importante perché ha mantenuto sul nostro pianeta una temperatura media ideale allo sviluppo della vita. Se però aumenta l’anidride carbonica nell’atmosfera, aumenta anche l’effetto serra e la Terra si riscalda. Anche un aumento delle temperatura di pochi gradi potrebbe avere conseguenze disastrose: cambierebbe il clima, si scioglierebbero i ghiacci polari, il livello degli oceani si alzerebbe e molte zone costiere sarebbero irrimediabilmente sommerse. La crescente concentrazione di anidride carbonica nell’aria è dovuta all’uso sempre più diffuso dei combustibili fossili (petrolio, metano, carbone), oltre che dalla minore capacità di assorbimento di anidride carbonica dall’atmosfera da parte delle foreste, decimate dalla deforestazione. Petrolio Carbone indietro

Piogge acide e inquinamento dell’aria e dell’acqua
Oltre al carbonio, che bruciando produce CO2 (anidride carbonica), i combustibili fossili contengono quantità più o meno grandi di zolfo e azoto (carbone e petrolio) o di solo azoto (metano). Questi elementi chimici, combinandosi durante la combustione con l’ossigeno e l’azoto dell’aria, formano gas che si disperdono nell’atmosfera e che contribuiscono all’inquinamento: dallo zolfo derivano l’anidride solforosa (SO2) e l’anidride solforica (SO3), dall’azoto derivano ossidi di vario tipo (indicati genericamente con NOx). Tutti questi gas, combinandosi con l’acqua presente nell’atmosfera, formano degli acidi (solforico, nitrico, ecc.) che, cadendo al suolo, danno luogo alle cosiddette “piogge acide”. Le piogge acide sono responsabili dell’acidificazione dei laghi e di gravi danni alla vegetazione, alle coltivazioni, alle foreste e all’ambiente in generale, ma anche agli edifici (soprattutto quelli antichi) e ai monumenti. Possono essere trasportate dai venti anche molto lontano dal luogo in cui si sono formate. Oltre che con la pioggia, le molecole inquinanti possono giungere a terra con la neve o con la nebbia. indietro Petrolio Carbone continua

Petrolio Carbone indietro
Il problema delle piogge acide è nato con la rivoluzione industriale e da allora ha continuato ad aggravarsi. L’anidride carbonica e i gas che provocano le piogge acide sono prodotti in misura diversa dai combustibili fossili: a parità di energia prodotta, dal carbone se ne formano in misura maggiore che dal petrolio e, da questo, in misura maggiore che dal metano, che ha però la particolarità di non produrre ossidi di zolfo. Oltre ai fumi prodotti dalle attività industriali, altra fonte importante di ossidi di zolfo e di azoto è costituita dai veicoli a motore, ossia dalla combustione dei derivati del petrolio (con l’adozione delle marmitte catalitiche si sta cercando di ridurre queste emissioni). Eccettuata l’anidride carbonica, tutti gli altri gas possono essere assorbiti prima della loro immissione nell’atmosfera, per esempio usando marmitte catalitiche nelle automobili e opportuni sistemi di trattamento sulle ciminiere delle centrali termoelettriche. Si tratta naturalmente di interventi costosi, di cui occorre tenere conto nel valutare l’economicità delle varie fonti. Petrolio Carbone indietro

Impatto visivo indietro Solare Biomassa Eolica Geotermica
La contaminazione dell’ambiente naturale con sostanze inquinanti è una delle forme più nocive di impatto ambientale prodotte dall’uomo. Esistono però altre forme di impatto ambientale, quali ad esempio l’inquinamento visivo. Si può sostenere che la realizzazione delle infrastrutture per lo sfruttamento di qualsiasi fonte energetica comporta un impatto visivo più o meno violento sul paesaggio. Per quanto riguarda lo sfruttamento di fonti non rinnovabili, l’impatto visivo sull’ambiente circostante è stato in genere violento (anche se oggi, in seguito all’emergere di una maggiore sensibilità per la salvaguardia del paesaggio si cerca di rendere tale impatto il più lieve possibile). Attualmente le più promettenti fonti di energia rinnovabile sono il vento, il sole e la biomassa, ma la maggior parte di queste fonti sono talmente "diluite" che per il loro sfruttamento si rendono necessari numerosi impianti di grosse dimensioni che hanno un forte impatto visivo sull’ambiente. continua indietro Solare Biomassa Eolica Geotermica

indietro Solare Biomassa Eolica Geotermica
Per l’installazione di centrali eoliche sono necessari grandi spazi in cui vengono disseminati gruppi di turbine a vento. Anche l’energia solare ha effetti ambientali ben visibili, basta pensare alla vastità delle superfici nella quali vengono posizionati i pannelli solari, mentre per quanto riguarda la biomassa sono necessari grandi appezzamenti di terreno per produrre quantità limitate di combustibile. Lo sfruttamento dell’energia idrica richiede la costruzione di opere imponenti quali dighe, laghi di deposito, canali di derivazione, installazione di grandi turbine e generatori elettrici. Lo sfruttamento dell’energia geotermica richiede grandi tubature che alterano il paesaggio. Un serio impegno nella ricerca di fonti di energia rinnovabile potrebbe portare nel futuro a impianti di piccole dimensioni basati su tecnologie diversificate, che sostituirebbero le grandi centrali-cattedrale di oggi. indietro Solare Biomassa Eolica Geotermica

Squilibrio idrogeologico
Tra le fonti rinnovabili, l’energia idraulica è la più utilizzata (rappresenta all’incirca un quarto dell’energia totale prodotta nel mondo) e si basa su una tecnologia ben conosciuta e con un rendimento molto alto. Pur tuttavia, la realizzazione di una centrale idroelettrica ha un impatto pesante sull’ambiente, perché prevede la costruzione di dighe, laghi di deposito, bacini artificiali, canali di derivazione, opere spesso di grande imponenza (la centrale idroelettrica delle Tre Gole, in costruzione sul fiume Yangtze in Cina, prevede la realizzazione di una diga lunga 2 km e alta 100 metri, con un bacino artificiale che si estenderà su una superficie di 600 kmq e sarà il più lungo del mondo). La costruzione di una centrale idroelettrica può causare gravi dissesti idrogeologici: in passato, per la mancanza di adeguate analisi geologiche, si sono verificate terribili catastrofi. Un episodio tragicamente celebre è il disastro della diga del Vajont avvenuto nel 1963, al confine tra Veneto e Friuli, dove migliaia di persone persero la vita a causa di una poderosa ondata sollevata da una gigantesca frana di materiali rocciosi caduta nel bacino artificiale della diga. indietro Idrica

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Conclusione Da quanto è stato detto appare chiaro che, almeno per ora e probabilmente a lungo, non si può fare a meno dei combustibili fossili: all'orizzonte non si vedono infatti altre fonti in grado di sostituirli e di coprire il fabbisogno energetico mondiale. L’unica fonte che sembrava essere adatta, l'energia nucleare da fissione, continua a creare troppi problemi a causa delle difficoltà di gestione, anche se non è detto che prima o poi si trovi il modo di utilizzarla con sicurezza. Quanto all'energia nucleare da fusione, che risolverebbe definitivamente il problema, sembra destinata a restare un sogno ancora per molto tempo (le tecnologie adatte non sono ancora disponibili) e forse per sempre. Siamo quindi in una fase di transizione che probabilmente durerà ancora per decenni. Secondo molti studiosi, assieme al metano (il combustibile fossile che presenta il miglior rapporto costi/benefici), solo l'impiego di biomasse potrebbe costituire il sistema ideale per coprire una buona parte del fabbisogno energetico mondiale durante questa fase di transizione, senza aggravare il livello di inquinamento del pianeta. Home

In attesa di uscire da questa fase di transizione, è bene ricordare che le crisi energetiche che di tanto in tanto colpiscono il nostro pianeta non sono determinate da scarsità "fisica" di risorse energetiche bensì da scarsità "economica". In altre parole, le fonti energetiche non mancano: semplicemente diventa sempre più costoso sfruttarle, sempre più costoso sfruttarne i giacimenti. Di qui la necessità del risparmio energetico, ma anche l'esigenza di usare l'energia disponibile nel modo migliore, nel modo più intelligente possibile. Di qui il continuo bisogno di inventare modi per produrre energia e di sfruttare le risorse della tecnologia per mettere a punto nuovi processi produttivi che facciano risparmiare energia. Un oggetto costruito utilizzando una minor quantità di energia (ovvero, come si suol dire, a "minor densità energetica") sarà meno costoso e quindi più commerciabile di un oggetto analogo ma costruito con maggior dispendio di energia. Anche questa è una sfida da affrontare e vincere anche a favore dell'ambiente: le due cose vanno di pari passo. Home

Home Hanno lavorato Melissa Garramone Docenti: Lorena Libonati
Antonella Lorenzo Antonietta Mente Gerardo Mussuto Arianna Quagliano Francesca Romano Mariangela Romano Mariapia Romano Michele Romano Gianvito Sarli Cristiana Scalese Nico Telesca Enza Tortorelli Docenti: Anna Maria Masini Raffaele Trimarco Donato Ruggieri Alunni: Maria Grazia Albano Michele Buchicchio Arianna Casella Francesco Castrignano Antonio Ciliberti Donatella Cilibrizzi Antonella Cutro Emanuele Cutro Rocco De Stefano Home

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