Consumo energetico e tutela dell’ambiente sono in stretta relazione tra loro, e un comportamento responsabile da parte nostra può contribuire a mantenere il loro delicato equilibrio. E’ necessario conoscere sia le tecnologie legate all’energia, che i comportamenti finalizzati al risparmio energetico. 1

2. Natura e forme dell’energia L’energia (dal greco energheia che significa attività) è la capacità posseduta da un corpo di compiere un lavoro e la sua unità di misura è il joule. Per tutte le varie forme di energia vale la legge della conversione e della degradazione dell’energia, la quale afferma che l’energia non si può creare né distruggere ma può solo trasformarsi, cioè trasferirsi da un corpo ad un altro. 2

2. Natura e forme dell’energia 3

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5 3. Le fonti di energia Le fonti di energia sono sostanze e fenomeni naturali che l’uomo utilizza per ottenere diverse forme di energia. Vengono dette fonti primarie, se usate direttamente oppure fonti secondarie se devono subire trasformazioni. FONTI ESAURIBILI Si dicono quelle fonti che una volta consumate, per poter averle nuovamente a disposizione, sarebbe necessario un lunghissimo periodo di tempo. FONTI RINNOVABILI Si dicono quelle fonti che si riproducono naturalmente (fenomeni) o che si possono riprodurre in tempi brevi. Combustibili fossili CARBONE PETROLIO METANO Minerali radioattivi URANIO SOLE ACQUA VENTO GEOTERMIE MAREE BIOMASSE

a. Petrolio II petrolio (crude oil, petrolio greggio) è una miscela di idrocarburi (composti costituti da idrogeno e carbonio) derivata dalla decomposizione di sostanze organiche ad opera di batteri anaerobici RICERCA DEI GIACIMENTI La ricerca dei giacimenti petroliferi si effettua medianti i seguenti metodi: 1.AEROFOTOGRAMMETRIA; 2.PROSPEZIONE GEOLOGICA e CAROTAGGIO; 3. PROSPEZIONE SISMICA. L’estrazione ha inizio con la TRIVELLAZIONE del pozzo mediante una SONDA, costituita da una colonna di aste cave di acciaio alla cui estremità è collocato uno specifico scalpello. Durante la trivellazione viene immesso fango liquido per raffreddare le punte e per portare in superficie i detriti delle perforazioni. Una volta estratto, il petrolio, viene inviato mediante OLEODOTTI (pipeline) nei centri di stoccaggio da cui sempre con oleodotti o NAVI CISTERNA viene trasportato nelle RAFFINERIE. 6 PIATTAFORMA MARINA OLEODOTTO ASTA DI TRIVELLAZIONE PROSPEZIONE SISMICA DERRICK

b. Carbone POZZO VERTICALE CARBONE FRESA GALLERIA IN ORIZZONTALE ESCAVAZIONI LATERALI ORIGINE Il CARBONE, combustibile di origine VEGETALE, si è formato circa 200 milioni di anni fa dalla decomposizione (carbonizzazione) di resti vegetali in assenza di ossigeno. In base al contenuto di carbonio, in ordine crescente, il carbone si distingue in: 1- TORBA2- LIGNITE 3- LITANTRACE4- ANTRACITE ESTRAZIONE Le miniere di carbone possono essere a CIELO APERTO, cioè in superficie, o SOTTERRANEE. LAVORAZIONE ED USI Il carbone viene utilizzato direttamente come COMBUSTIBILE per usi energetici. Mediante il processo della DISTILLAZIONE SECCA, si ottiene GAS di CITTÁ, COKE METALLURGICO, OLIO E CATRAME. Da questi ultimi due prodotti, per ulteriori distillazioni, si ottengono prodotti chimici impiegati per la fabbricazione di COLORANTI ed ESPLOSIVI. Con le ceneri della combustione si possono fabbricare numerosi PRODOTTI PER L’EDILIZIA: CEMENTI (clinker), CALCESTRUZZI per blocchi prefabbricati e aggregati leggeri per pannelli isolanti. In agricoltura le ceneri possono essere utilmente impiegate come FERTILIZZANTE. 7

c. Gas metano Il METANO, CH4, è il più semplice degli idrocarburi. È un gas incolore ed inodore che si è formato per digestione anaerobica di residui organici. Scoperto da Alessandro Volta, intorno al 1800, ha un potere calorifico elevato di Kcal/m 3. Estrazione e trasporto L’ESTRAZIONE è simile a quella del petrolio e per lo stoccaggio ed il TRASPORTO si ricorre a GASDOTTI o METANODOTTI regolati da valvole di pressione. Usi principali Il metano trova uso in ambito domestico, nelle industrie della ceramica e del vetro e nell’autotrazione perché tra i combustibili fossili risulta essere il più “pulito”. 8

La centrale termoelettrica Cambiare immagine con quella del libro Ciclo di funzionamento Il combustibile, bruciato nella caldaia, produce energia termica che trasforma l’acqua in vapore. Quest’ultimo, fortemente surriscaldato, fa ruotare le palette della turbina che è collegata all’alternatore, che produce energia elettrica in media tensione. Il livello di tensione viene innalzato dai trasformatori elevatori. Il vapore, dopo aver ceduto la sua energia alla turbina, passa nel condensatore, dove viene ritrasformato in acqua, ricondotto in caldaia attraverso la pompa di alimentazione, per ripetere un nuovo ciclo. 9

d. Uranio L’URANIO è un metallo bianco argenteo, ad elevato peso specifico che presenta la caratteristica di emettere radiazioni. L’uranio 235 presenta una importante proprietà: si può sottoporre a fissione quando assorbe un neutrone lento. Ciò significa che il suo nucleo si spacca in altri due nuclei, emettendo neutroni che vanno ad urtare altri atomi vicini, innestando una reazione a catena che produce un quantitativo enorme di energia termica. Tale reazione fu scoperta, nel 1942, da Enrico Fermi e, dopo esser servita alla fabbricazione di micidiali armi nucleari, costituì la base per l’uso pacifico di questa dirompente energia. Lavorazione e usi L’Uranio viene usato per il funzionamento delle centrali nucleari, per la propulsione nucleare, in medicina e purtroppo anche per la fabbricazione di terribili ordigni. 10

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La centrale termonucleare Ciclo di funzionamento Nel nocciolo avviene la reazione nucleare, che produce calore assorbito dall'acqua del circuito primario ( °), tenuta a una pressione di circa 155 bar. Poi l'acqua scambia calore con l’ acqua del secondo circuito, a una pressione di 55 bar, che ne provoca l’evaporazione, nel pressurizzatore. Il vapore prodotto investe una turbina, collegata a un alternatore che dà energia alla rete elettrica. 12