Altre forme di energia
Altre forme di energia
Energia elettrica dalle olive
La principale compagnia elettrica spagnola, ENDESA, è in procinto di realizzare due impianti per la generazione di elettricità
dall'”orujillo”, cioè dagli scarti della produzione di olio d'oliva.
Grazie al suo contenuto oleoso, questa è, infatti, un residuo di
difficile smaltimento e dannoso per l'ambiente, mentre brucia
facilmente e con ridotte emissioni inquinanti. La forte domanda
di olio d'oliva, in crescita del 20% in USA ed in Europa, rende
particolarmente interessante questa tecnologia.
Energia geotermica
L'energia geotermica è generata dal
flusso di calore che scorre attraverso
le rocce dall'interno della Terra verso
la sua superficie. In alcune situazioni
può essere vantaggiosamente sfruttata per generare energia elettrica o
per il riscaldamento.
Sfruttamento dell'energia geotermica
L'energia geotermica è una fonte a erogazione
continua, indipendente da condizionamenti climatici, ma può essere sfruttata solo in alcune
situazioni.
L'acqua delle sorgenti termiche a temperature
relativamente basse è sfruttata per riscaldare
ambienti, nell'agricoltura (serre, allevamento di
pesci,) e nell'industria. Un interessante uso delle
acque geotermiche a basse temperature è
costituito dall'innaffiamento delle colture di
serra o all'irrigazione a effetto climatizzante, in
grado di garantire le produzioni agricole anche
nei paesi freddi.
Per la generazione di energia elettrica vengono
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Alla scoperta dell’energia
sfruttate sorgenti a temperature
maggiori. Una situazione tipica
è la seguente: il vapore esce
dalla sorgente ad una temperatura di 200°C e con una certa
forza; questo viene convogliato
su una turbina, alimentandone
il moto e, tramite un generatore
accoppiato, genera energia
elettrica.
Già i Romani sfruttarono l'energia
geotermica per riscaldare l'acqua e gli ambienti delle terme.
Le sorgenti geotermiche furono
sfruttate, per la produzione di energia elettrica, per la prima
volta in Italia nel 1904. Questo lavoro ebbe luogo a
Larderello, in Toscana, dove ancora oggi è funzionate una
centrale geotermica.
Oggi in tutto il mondo circa 130 impianti utilizzano il vapore
acqueo proveniente dal sottosuolo a fini energetici. L'Islanda
è il paese dove si dà maggiore importanza alla geotermia,
grazie all'abbondanza di questa risorsa. La risorsa geotermica risulta costituita da acque sotterranee che, venendo a
contatto con rocce ad alte temperature, si riscaldano e in
alcuni casi vaporizzano. A causa dell'esaurimento che dopo
un certo numero di anni possono subire i
campi geotermici, sono stati avviati esperimenti per tentare operazioni di ricarica.
L'uso dell'energia geotermica per la produzione di elettricità, oggi, è modesta, inferiore a
quella di due o tre impianti termoelettrici convenzionali.
Il rapporto “costi / benefici”
Nel campo delle scelte energetiche, come
negli altri campi delle scelte umane, è importante saper valutare gli aspetti vantaggiosi e le
conseguenze svantaggiose, ossia conoscere il
rapporto “costi/benefici”. E' evidente che l'applicazione di ogni tecnica, finalizzata a un
certo obiettivo positivo, comporta in una certa
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Altre forme di energia
misura anche conseguenze negative.
Ad esempio, se vogliamo disporre di energia elettrica a buon
mercato (obiettivo) dobbiamo bruciare nelle centrali carbone
o petrolio. Ma così facendo inquiniamo l'ambiente e impoveriamo le riserve di fonti primarie (conseguenze negativa).
Spesso è difficile raggiungere una valutazione equilibrata del
rapporto “costi/benefici”, anche a causa di una diffusa ignoranza dei fatti e dei dati.
Energia idroelettrica
La produzione dell'energia elettrica nelle centrali sfrutta fonti
rinnovabili e non rinnovabili. La più importante fra le prime è
l'energia fornita dalle cadute dell'acqua, che alimenta la rotazione di una turbina accoppiata meccanicamente a un elettromagnete (rotore).
Nel nostro paese l'energia idroelettrica ha giocato un ruolo
rilevante dalla metà degli anni venti fino agli anni cinquanta.
In seguito la forte crescita dei consumi energetici è stata
fronteggiata per lo più con il ricorso
alle centrali termoelettriche alimentate
con fonti non rinnovabili.
L'energia complessiva dei corsi d'acqua nel mondo è enorme, la potenza è
di centinaia di milioni di chilowatt. Per
millenni solo una piccola parte di questa energia idraulica fu sfruttata grazie
ai mulini (ruote idrauliche).
Negli ultimi due decenni dell'Ottocento
l'innovazione più importante fu lo sfruttamento delle cadute d'acqua per alimentare il moto delle turbine accoppiate alla dinamo, trasformando così
l'energia meccanica in energia elettrica. L' energia idrica fu
chiamata “carbone bianco”, per indicare una modalità alternativa e pulita per ottenere energia elettrica: essa è una fonte rinnovabile e non inquinante.
Le prime modeste centrali idroelettriche furono costruite
intorno al 1882 e tre anni più tardi entrò in funzione la grande centrale che sfruttava le Cascate del Niagara (seimila
metri cubi di acqua al secondo, per un salto di circa settanta metri).
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Alla scoperta dell’energia
Nelle centrali termoelettriche il combustibile, carbone, petrolio o metano, è accumulato e impiegato in ogni momento
nella quantità richiesta; ad esempio, c'è più bisogno di energia elettrica di giorno che di notte e nei giorni lavorativi
rispetto ai festivi. Per questo le centrali idroelettriche non
possono adattarsi ai regimi variabili dei corsi d'acqua. Per un
razionale sfruttamento delle centrali idroelettriche si rese,
perciò, necessario sbarrare i corsi d'acqua a monte,
costruendo dighe che accumulassero l'acqua in laghi artificiali da far fluire nella quantità richiesta.
Dighe per l'energia idroelettrica
Il primo momento in cui l'uomo ha tentato di dominare le
acque è ancora difficile da determinare. È probabile, tuttavia,
che ciò sia avvenuto in una delle civiltà sorte durante l'antichità nel bacino di grandi fiumi come Nilo, Tigri ed Eufrate.
Gran parte delle antiche dighe in terra, tra cui quelle costruite dai babilonesi, facevano parte di complessi sistemi di irrigazione che trasformavano regioni improduttive in fertili pianure. Tuttavia, proprio a causa del materiale usato e dei danni
provocati dalle inondazioni, poche tracce di questi manufatti
si sono conservate fino a oggi.
La costruzione di dighe "moderne" è stata possibile con l'avvento del cemento e del calcestruzzo e con l'introduzione
delle scavatrici. Le prime grandi dighe, infatti, erano costituite per lo più di argilla mista a fango.
Il primo impianto idroelettrico venne costruito nel 1880 nel
Northumberland, in Inghilterra. Da allora, a causa anche
della crescente domanda di elettricità che ha caratterizzato
il Ventesimo secolo, gran parte dei principali fiumi della
Terra sono stati sbarrati e imbrigliati con opere sempre più
ardite e complesse.
Micro-dighe per l'energia elettrica
Presso alcune comunità rurali dello Sri Lanka si sta sperimentando una nuova strategia sostenibile per fornire energia
elettrica ai villaggi più svantaggiati.
L'obiettivo è stato raggiunto grazie alla messa a punto di
micro-dighe collegate a idroturbine in grado di fornire a vil62
Altre forme di energia
laggi, generalmente isolati e privi di accesso alla rete elettrica, l'energia necessaria ai fabbisogni quotidiani ed all'avvio
di attività produttive.
Il sistema fin'ora sperimentato ha una potenza di più di 400
KW, e fornisce energia (ed i benefici associati) a 2000 famiglie in 75 villaggi sperduti nella foresta.
Anche se ha una efficienza modesta in relazione ai costi,
questa soluzione, da cui traggono vantaggio numerose
comunità rurali in paesi in via di sviluppo, è stata adottata
anche da paesi industrializzati tra i quali l'Italia; il motivo sta
anche nel ridotto impatto ambientale rispetto alla costruzione delle immense dighe delle grandi centrali idroelettriche.
Onde e maree
Dal moto ondoso degli oceani e dai flussi di marea, teoricamente, si potrebbero recuperare grandi quantità di energia.
Da una barriera costruita su una foce, l'acqua defluisce azionando la turbina accoppiata all'alternatore che genera l'elettricità. Il ciclo ha la discontinuità della marea. Tuttavia, finora,
il costo di produzione con questo sistema si è rivelato superiore a quello idroelettrico convenzionale.
Energia Nucleare
L'energia che si ottiene bruciando qualsiasi combustibile è
energia chimica, ossia deriva dalla rottura e ricomposizione dei
legami chimici che tengono insieme gli atomi nelle molecole.
L'energia nucleare si ottiene invece dalla rottura e ricomposizione dei legami fra le particelle (protoni e neutroni) che formano i nuclei degli atomi. Questi legami nucleari sono un milione
di volte più forti dei
legami chimici, di
conseguenza l'energia che si può liberare è molto maggiore:
dalla fissione nucleare di 1 grammo di uranio
si ottiene tanta energia
come dalla combustione di
2 tonnellate di petrolio.
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Alla scoperta dell’energia
Il reattore nucleare
Nocciolo:
la parte attiva di un reattore
nucleare contenente il
combustibile fissionabile.
L'energia rilasciata dalle reazioni nucleari controllate (cioè non esplosive) di fissione viene
sfruttata negli impianti (reattori) elettronucleari.
La fissione dei nuclei di uranio, il “combustibile” nucleare, attraverso stadi intermedi, produce calore (e radioattività,
che deve essere contenuta all'interno
del nocciolo del reattore).
Il calore generato riscalda l'acqua (o un altro
fluido) e il vapore ad alta pressione va ad azionare una turbina accoppiata a un alternatore
per la conversione in energia elettrica, come in un impianto
termoelettrico tradizionale.
La differenza sostanziale, rispetto ad altri tipi di centrali, sta
dunque nella natura del “combustibile”, ma questo comporta differenze rilevanti nella struttura dell'impianto, a causa
della assoluta necessità di garantirne la sicurezza. I rari ma
gravi incidenti che si sono verificati mostrano che questo non
è sempre stato possibile. Esistono anche molti reattori
nucleari che non sono impiegati per generare energia elettrica, ma per scopi di ricerca.
Impianti elettronucleari
Il primo reattore nucleare connesso alla rete entrò in funzione nel
1954 nell'Unione Sovietica; la sua potenza era di appena 5000
kW. Il primo impianto americano, da 90 MW, entrò in funzione tre
anni dopo (la potenza dei grandi impianti attuali è dell'ordine di
1000 MW). A quel tempo ci si illuse che l'energia nucleare avrebbe risolto il problema delle fonti primarie di energia, ma successivamente, in particolare dopo l'incidente di Chernobyl (1986), le
prospettive furono fortemente ridimensionate e prevalse un
atteggiamento più prudente. Il dibattito è tuttora aperto. Oggi
sono attive nel mondo circa 430 centrali nucleari oltre a molti
reattori per la propulsione navale (sottomarini nucleari), reattori
per generare il plutonio per le bombe atomiche e ad alcune centinaia di reattori meno potenti, dedicati alla ricerca. Un impianto
nucleare di grandi dimensioni produce, in un anno, 100 metri
cubi di scorie solide fortemente radioattive.
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Come limitare gli effetti del consumo di energia sull'ambiente
Come limitare gli effetti
del consumo di energia
sull'ambiente
Deforestazione
I problemi ambientali non sono una
spiacevole novità delle nostre società industrializzate. L'uomo incominciò a modificare l'ambiente con l'inizio del Neolitico e lo sviluppo dell'agricoltura. Nel corso dei millenni
strappò alle foreste il terreno per coltivare i campi, gli alberi per le costruzioni, la legna come combustibile.
Nell'Alto Medioevo l'Europa era ricoperta da un verde manto di boschi.
Lo sviluppo dell'agricoltura, nell'XI e
nel XII secolo, aveva portato alla
deforestazione, accentuata dalla
necessità di legna da ardere per
riscaldarsi e per i forni della siderurgia, delle vetrerie, delle
fabbriche di mattoni, e di legname per le costruzioni civili e
navali.
Già alla fine del XIII secolo comparvero le prime leggi per limitare lo sfruttamento delle foreste. Nel 1560 ad esempio gli
abitanti di Nevres (Francia) ottennero la soppressione degli
stabilimenti siderurgici intorno alla città per limitare la deforestazione. La crisi del legno generò l'aumento dei prezzi: in
Inghilterra dall'inizio del Cinquecento alla metà del Seicento
il prezzo del legname quintuplicò, e un aumento simile
conobbe il prezzo del carbone di legna. A partire dalla fine
del Cinquecento la crisi fu “alleviata” dall'impiego via via crescente dei combustibili fossili, torba e carbone.
Oggi circa un terzo delle terre emerse è costituito da deserti,
tundre, praterie e soprattutto foreste.
La deforestazione che prosegue nelle grandi foreste pluviali
suscita allarme sia perché minaccia la sopravvivenza di molte
specie animali e vegetali, sia perché accresce la concentrazione di anidride carbonica nell'atmosfera. Molti gruppi preoccupati per la salvaguardia dell'ambiente naturale tentano
di arginare il fenomeno.
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Alla scoperta dell’energia
Situazione attuale
Ettari:
l'ettaro (ha) è una unità di
misura di superficie
equivalente a 10.000 metri
quadri. Non fa parte del
sistema internazionale di
unità di misura, ma il suo uso
è accettato ugualmente.
El Niño:
Originariamente il termine era
utilizzato dagli abitanti delle
coste dell'Ecuador e del Perù
per descrivere una debole e
calda controcorrente
oceanica (osservata attorno a
dicembre, da qui il suo nome
legato al Bambin Gesù) che si
muoveva verso sud
parallelamente alla costa
pacifica del Sud America e
durava solo per alcune
settimane. L'interesse era
dovuto al fatto che, essendo
meno fredda, portava ad
un'importante diminuzione
della pescosità delle acque
costiere. Oggi gli scienziati
designano con il termine "El
Niño" un anomalo ed
eccezionale riscaldamento
delle acque oceaniche
superficiali nella zona
orientale-equatoriale
dell'Oceano Pacifico. El Nino
è stato documentato fin dal
lontano 1726, ma solo negli
ultimi anni è stato
attentamente studiato e si
verifica con scadenze
irregolari varianti fra 3 e 7
anni e può durare fino a 24
mesi.
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Una recente valutazione complessiva della FAO
(Organizzazione per l'Agricoltura e l'Alimentazione) indica che
la superficie coperta da foreste continua a diminuire in modo
significativo. Fino ai primi anni '70, infatti, il 99 % della foresta
amazzonica era ancora intatto. Alla metà degli anni '80 il 13,7
% era a rischio: in appena tre decenni, sono stati distrutti più
di 55 milioni di ettari di foresta, l'equivalente di una regione
vasta quanto la Francia.
Le principali cause della deforestazione sono: la conversione
del suolo all'agricoltura ed al pascolo, il taglio del legno per
uso combustibile o per altro uso.
Negli anni Novanta, durante il lungo periodo di siccità portato
da El Niño, le foreste pluviali dell'Indonesia sono state scenario di incendi incontrollabili che in pochi mesi hanno consumato un'area di oltre 60mila chilometri quadrati, una superficie
paragonabile a due volte il
Belgio.
Secondo alcune stime, nel
solo 1997 gli incendi indonesiani avrebbero immesso nell'atmosfera una quantità di
anidride carbonica equivalente a quella emessa dalla combustione di idrocarburi nell'intera Europa.
La deforestazione, tuttavia,
non è un fenomeno limitato
solamente alle grande foreste
pluviali. Fotografie satellitari,
infatti, hanno evidenziato una
preoccupante diminuzione
nel numero e nell'estensione
delle foreste montane negli
ultimi 10-20 anni, decenni durante i quali abbiamo assistito a
un progressivo spopolamento, all'abbandono e all'oblio in
alcune regioni e ad un vero e proprio assalto, anche speculativo, in altre.
Tutte queste azioni alterano in modo significativo il paesaggio,
con conseguenze che talvolta possono essere devastanti,
specie a seguito di una precipitazione abbondante (smottamenti, frane ed inondazioni).
Come limitare gli effetti del consumo di energia sull'ambiente
Piogge acide
La combustione di combustibili fossili per la produzione di
elettricità e per il trasporto su strada rilascia nell'ambiente
diversi gas, tra cui l'anidride carbonica che può provocare
l'effetto serra, e ossidi di zolfo e di azoto che possono provocare le cosiddette piogge acide. Questi gas, infatti, combinandosi con l'acqua, si trasformano in acidi rendendo a loro
volta acida la pioggia. Le piogge acide, purtroppo, hanno
effetti distruttivi sull'ambiente.
Ossidi di Zolfo:
si indicano complessivamente
con la formula chimica SOx,
comprendendo così diversi
composti tra lo Zolfo (S) e
l'ossigeno (O). Le emissioni di
ossidi di zolfo sono dovute
prevalentemente all'uso di
combustibili solidi e liquidi.
Tipici inquinanti delle aree
urbane e industriali, tendono
ad accumularsi nell'aria,
soprattutto in condizioni
meteorologiche sfavorevoli.
Le situazioni più gravi si
presentano nei periodi
invernali quando, alle altre
fonti di emissione, si
aggiunge il riscaldamento
domestico. Danno luogo alle
cosiddette "piogge acide".
Conseguenze delle piogge acide
La pioggia acida può alterare l'acidità dei laghi e dei fiumi,
rendendo le loro acque letali per alghe e pesci. L'acidità danneggia anche gli alberi e gli edifici. Un problema molto pubblicizzato è l'effetto sulle conifere, piante generalmente sempreverdi, i cui semi diventano incapaci di generare nuovi
alberi. Certi materiali, in particolare le pietre calcaree e il
marmo presenti in molti edifici storici, sono particolarmente
sensibili al livello di acidità.
Rendimenti crescenti in agricoltura
e contaminazione
Oggi il settore agricolo assorbe circa il 5 % dell'energia primaria consumata nel mondo; di questa, circa la metà per i
fertilizzanti, il 40 % per fabbricare e muovere le macchine
agricole, il resto per l'irrigazione e i pesticidi.
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Alla scoperta dell’energia
Fertilizzanti:
Sostanze di origine naturale o
chimica che aumentano la
produttività dei terreni coltivati,
apportando ai vegetali gli
elementi necessari al loro
sviluppo. I componenti dei
fertilizzanti appartengono a tre
categorie: princìpi attivi (azoto,
fosforo e potassio);
oligoelementi (ferro,
manganese, rame, zinco e
boro); correttivi (a base di
calcio, magnesio e zolfo).
DDT:
abbreviazione di
DicloroDifenilTricloroetano.
Insetticida chimico incolore,
sintetizzato nel 1874 in
Germania, solo nel 1939 fu
riconosciuto dal chimico
svizzero Paul Müller (premio
Nobel) come potente veleno
nervino per gli insetti. A partire
dagli anni Sessanta si è
scoperto che il DDT produce
gravi effetti collaterali sull'uomo
e sugli altri animali. Già da
tempo in molti paesi è stato
vietato l'uso. In alcune ricerche
in Antartide è stata rilevata
presenza di DDT nelle uova di
uccelli, licheni, muschi,
pinguini.
Contaminazione ambientale:
basti ricordare l'incidente
accaduto il 10 luglio 1976 a
Seveso, dove dallo
stabilimento ICMESA, fuoriuscì
una nube tossica di diossina o
quello tremendo del dicembre
1984 a Bophal (India) dove da
una fabbrica di pesticidi della
Union Carbide uscì una nube
tossica di diossina che uccise
più di 7000 persone.
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I primi fertilizzanti furono prodotti dopo la prima Guerra
Mondiale. L'uso del primo insetticida, il DDT, è del 1944.
L'applicazione estesa dei fertilizzanti e dei pesticidi ebbe
luogo dopo la seconda Guerra Mondiale; ne conseguì un
aumento del rendimento del terreno ma anche, nei primi
decenni, una allarmante contaminazione ambientale.
I fosfati, impiegati in modo balordo come concime, hanno causato l'estinzione della vita animale nei grandi laghi, favorendo
la crescita abnorme di alghe che impediscono il passaggio
della luce. Negli ultimi duecento anni nei paesi industrializzati
la produttività agricola è aumentata di decine di volte.
All'inizio del Novecento le vacche più produttive davano fino
a 1700 litri di latte all'anno, mentre oggi possono produrne
quasi dieci volte tanto.
Incidenti e catastrofi
Gli esempi di inquinamento connessi con la produzione, il
trasporto e l'impiego dell'energia sono molti: disastri nelle
miniere, catastrofi provocate dai bacini idroelettrici, il gravissimo incidente al reattore nucleare ukraino, eccetera.
Ricordiamo ad esempio l'inquinamento dei mari e delle coste
in seguito al naufragio di petroliere e al conseguente riversarsi in mare del carico di petrolio.
Automezzi, incidenti, Inquinamento
Meno clamoroso ma più inquietante è l'inquinamento provocato dagli autoveicoli, anche se non bisogna dimenticare che
i danni conseguenti sono di gran lunga inferiori a quelli causati dagli incidenti. In Italia oggi circolano quasi 40 milioni di
autoveicoli (tre volte tanto rispetto al 1970) e circa 10 milioni
di moto e motorini. Il 70% degli incidenti stradali avviene in
ambito urbano, ma la gravità degli incidenti è maggiore sulle
strade extra-urbane, a causa della maggiore velocità.
Complessivamente, circa 6000 morti (40.000 nell'Unione
Europea) e 300.000 feriti. Grazie alla migliorata sicurezza degli
autoveicoli, il numero delle vittime dal 1970 a oggi è diminuito
del 40%, nonostante che il traffico di persone e merci sia triplicato. Una valutazione più incerta dei costi causati dall'inquinamento atmosferico dovuto al traffico è di 6-10 miliardi di Euro,
Come limitare gli effetti del consumo di energia sull'ambiente
nonostante che negli ultimi anni le emissioni nocive delle auto
siano calate di circa il 90%. Di quasi tre miliardi è valutato il
costo causato dalla congestione del traffico.
Centrali elettriche
Gli effetti ambientali connessi con la generazione dell'elettricità sono di vario genere.
Le centrali termiche consumano molta acqua per il raffreddamento; circa due litri d'acqua evaporano per ogni kWh di
energia prodotta.
L'impiego del carbone comporta l'alterazione dell'ambiente
per l'estrazione, l'immissione di ossidi nell'atmosfera e la
produzione di residui solidi da smaltire.
Le dighe per le centrali idroelettriche sommergono valli e terreni anche molto estesi e alterano il flusso dell'acqua; la
superficie sommersa dalla grande diga di Assuan (Egitto) è
di 6000 chilometri quadrati.
Inoltre, i bacini idroelettrici possono causare gravi incidenti.
E' evidente che ogni scelta energetica comporta un prezzo
da pagare anche in termini ambientali.
Le centrali a carbone
Essendo il carbone la fonte più abbondante (stimata per ancora
300 anni) e oggi a buon mercato rispetto al petrolio e al gas
naturale, si investe molto nella ricerca di tecnologie che consentano l'impiego meno inquinante di questo “combustibile sporco”. Per ovviare alle difficoltà vi sono due strade: le centrali a
letto fluido e la gassificazione del carbone. Nelle prime la combustione del carbone polverizzato avviene con maggior efficienza, e per questo si registra una produzione minore di polveri e
più alti rendimenti. Nel secondo caso, a partire da una miscela
di acqua e carbone scaldata a temperatura elevata, si produce
un gas combustibile composto quasi esclusivamente da
monossido di carbonio; questo gas può essere trasportato da
gasdotti e impiegato come combustibile direttamente nelle centrali termoelettriche a vapore, nelle centrali a turbogas, al pari
del gas naturale. In questo secondo tipo di centrali è il gas prodotto nella combustione, anziché il vapore, ad azionare il moto
della turbina.
Diga di Assuan:
La costruzione della grande
diga, nei pressi della città
egizia di Assuan, è stata
realizzata tra il 1964 ed il
1971 e forma uno dei più
grandi bacini artificiali del
mondo, il lago Nasser (in
onore del presidente egiziano
Gamal Abd el Nasser ). Il lago
si allunga da Assuan per 560
km fino al confine con il
Sudan su una superficie di
oltre 6000 Km2.
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Alla scoperta dell’energia
Elettrosmog?
Letto fluido
Nelle centrali termoelettriche
a letto fluido il carbone viene
polverizzato e mescolato con
fini particelle di calcare, il
tutto tenuto in sospensione
da un getto d'aria
ascendente.
Centrali turbogas:
Sono centrali alimentate a
gas (combustibile). L'aria
compressa aspirata
dall'esterno viene immessa in
camera di combustione
assieme al combustibile: la
miscela che si forma viene
incendiata e i gas prodotti ad
alta pressione e temperatura
si espandono in una turbina a
gas (turbogas) che, ruotando,
trascina un alternatore che
genera energia elettrica. I gas
scaricati dal turbogas sono
ancora molto caldi e spesso
tali centrali sono associate ad
una centrale a vapore, che li
riutilizza fornendo energia ed
aumentando l'efficienza
dell'insieme, che viene così
denominata “centrale
combinata”.
Elettrosmog:
L'elettrosmog denota
l'insieme dei campi
elettromagnetici (EM) prodotti
artificialmente. Si tratta di un
termine giornalistico ed
entrato nel lessico corrente.
Ha una connotazione
negativa che suggerisce di
includere i campi EM fra le
fonti di inquinamento.
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Recentemente, fra i danni
ambientali imputabili all'uso e al
trasporto dell'energia, si è considerato anche quello dovuto ai
campi elettromagnetici. Questi
campi sono emessi ogni volta
che si hanno correnti elettriche
che variano nel tempo (elettrodomestici, elettrodotti, ecc.) e
costituiscono le onde elettromagnetiche che trasportano i
segnali nelle telecomunicazioni
(radio, TV, telefoni cellulari).
Comunemente a questo proposito si parla di “elettrosmog”.
E' indubbio che campi di grande intensità, come quelli impiegati in alcune applicazioni industriali, possono causare danni agli
organismi esposti che assorbono l'energia da essi trasportata.
Tuttavia, nella stragrande maggioranza dei casi l'energia assorbita è minima e il rischio è pressochè nullo. I primi studi sistematici per i campi prodotti dalle linee elettriche risalgono ad oltre 20
anni fa, dopo che alcuni ricercatori affermavano di avere messo
in evidenza un legame tra la leucemia infantile e la presenza di
campi EM prodotti da linee elettriche ad alta tensione. Gli studi
si occupano esclusivamente degli effetti a lungo termine di
campi molto deboli, ossia di campi che non possono provocare
apprezzabili riscaldamenti dei tessuti. Tuttavia, dati recenti
(2002) dimostrano che non c'è alcuna evidenza convincente che
l'esposizione ai campi EM a bassa frequenza, che sperimentiamo negli ambienti di vita quotidiana, provochi un danno diretto,
né tantomeno influenzi l'insorgere di tumori. Discorso analogo
vale per le emissioni a radiofrequenza dei telefonini e delle stazioni radio base (antenne), oltre una certa distanza minima.
Effetti globali sul clima
L'ambiente naturale è in uno stato di equilibrio instabile e delicato. La produzione di energia elettrica mediante combustibili
fossili (come ogni combustione) comporta l'emissione di
sostanze inquinanti e di gas serra. Questi possono agire anche
sul clima, in particolare, possono causare l'effetto serra e le
Come limitare gli effetti del consumo di energia sull'ambiente
piogge acide. L'utilizzo di idrogeno come combustibile è una
soluzione con basso impatto ambientale, producendo solo un
sovrappiù di vapor d'acqua, ma l'idrogeno non si trova in natura, va prodotto con qualche tecnica, e per far ciò si utilizza energia prodotta con i metodi tradizionali e quindi “inquinanti”.
Prevedere i cambiamenti climatici?
L'uomo modifica costantemente la composizione dell'atmosfera, introducendo nuove sorgenti di gas ed interferendo
con i serbatoi naturali (biosfera, oceani, geosfera, atmosfera) che sono legati fra loro da importanti scambi che costituiscono il “ciclo del carbonio”. Negli ultimi 20 anni, gli scienziati hanno sviluppato modelli di calcolo che cercano di prevedere i cambiamenti climatici prodotti da tali alterazioni
umane dei cicli naturali. In particolare, a seguito dell'aumento della concentrazione di gas serra in atmosfera, sono stati
individuati essenzialmente tre possibili cambiamenti:
- il riscaldamento globale della bassa atmosfera e della
superficie terrestre;
- l'alterazione del ciclo dell'acqua nell'atmosfera e nel suolo;
- l'aumento del livello dei mari.
Negli scenari più sfavorevoli il livello del mare potrebbe crescere fino a quasi un metro di altezza, mentre in quelli più
favorevoli sarebbe contenuto entro 10-20 centimetri!
Ricordiamo però che, indipendentemente dall'azione dell'uomo, il clima della Terra nel passato ha subito forti variazioni.
Il buco dell'Ozono
L'ozono (O3) è una molecola formata da tre atomi di ossigeno
che ha, fra le altre, la proprietà di assorbire i raggi ultravioletti.
Nella stratosfera, fra 20 e 50 chilometri di altezza, esiste uno
strato di ozono che scherma la superficie della Terra dalla
radiazione ultravioletta che giunge dal Sole; questa radiazione
può causare cancri della pelle e danneggiare la vista. L'ozono
stratosferico è continuamente creato dall'interazione solare
con le molecole dell'ossigeno normale (O2) o con l'ossigeno
atomico, e continuamente si distrugge attraverso processi
complessi: da queste azioni contrapposte risulta una concentrazione di equilibrio. Alcuni composti chimici prodotti dall'atti-
Impatto ambientale:
L'impatto ambientale è
l'insieme degli effetti causati da
un evento, un'azione o un
comportamento sull'ambiente
nel suo complesso. L'impatto
ambientale - da non
confondere con inquinamento
o degrado - mostra quali effetti
può produrre una modifica, non
necessariamente negativa,
all'ambiente circostante.
Biosfera:
l'insieme delle zone della Terra,
comprese l'atmosfera, gli
oceani e le terre emerse, in cui
esistono le condizioni
essenziali per lo sviluppo della
vita animale e vegetale.
Geosfera:
la sfera terrestre; il pianeta
Terra.
Il ciclo del carbonio:
le piante assorbono parte della
anidride carbonica presente
nell'atmosfera e, grazie alla
fotosintesi , la trasformano in
composti organici più
complessi (come l'amido, la
cellulosa, ecc.) necessari per il
loro nutrimento e crescita.
Attraverso la catena alimentare,
il carbonio è trasformato e
trasferito dagli erbivori ai
carnivori. Alla morte delle
piante e degli animali, alcuni
organismi “scompongono” le
molecole complesse liberando
nuovamente il carbonio
nell'atmosfera sotto forma di
anidride carbonica. Il bilancio
naturale del ciclo, in assenza di
attività dell'uomo, è pressoché
in pareggio.
71
Alla scoperta dell’energia
vità industriale, in particolare i clorofluorocarburi (CFC, o
freon), raggiungendo la stratosfera, contribuiscono alla distruzione dell'ozono, alterando così l'equilibrio della concentrazione e provocando nella zona Antartica il noto ed allarmante
“buco dell'ozono”. Nel 1985 è stato firmato un accordo internazionale - la Convenzione di Vienna - per la protezione dello
strato di ozono; questa impone, fra l'altro, il divieto a rilasciare
nell'atmosfera i CFC. Sembra che nel 2002 le dimensioni del
buco dell'ozono siano diminuite.
L'anidride carbonica e l'effetto serra
L'anidride carbonica (CO2) è un costituente dell'atmosfera,
nella quale è presente in concentrazioni modeste (meno dello
0,4 per mille). E' importante perché è la fonte del carbonio
necessario alla fotosintesi e perchè contribuisce a regolare la
temperatura della Terra. Questo effetto è dovuto al fatto che
l'anidride carbonica, come l'azoto e l'ossigeno dell'aria, è
trasparente alla luce solare che arriva sulla Terra, ma assorbe
e riemette parte della radiazione termica (infrarossa) che la
Terra irraggia; di conseguenza si riduce il raffreddamento
notturno della superficie terrestre. Il crescente consumo di
combustibili fossili e la deforestazione hanno provocato, nell'ultimo secolo, un aumento della concentrazione di anidride
carbonica nell'atmosfera di circa il 25%; si teme che questo
aumento provochi la crescita della temperatura media terrestre e cambiamenti climatici. L'anidride carbonica non è
l'unico gas atmosferico responsabile dell'effetto serra; anche
il metano, l'ossido di azoto e i clorofluorocarburi (CFC) contribuiscono, sebbene in misura minore. Tutti questi, insieme,
sono detti, come abbiamo già visto, “gas serra”.
Preoccupazioni e proposte
Alla vigilia della 6° Conferenza sul Clima (Aja, novembre
2000) 3.000 climatologi hanno sottoscritto un rapporto scientifico sulle conseguenze dell'effetto serra, cui contribuisce
principalmente l'uso dei combustibili fossili: la temperatura
della Terra è aumentata di 0,6 gradi dal 1860 ad oggi, causando ovunque un ritiro dei ghiacciai e un innalzamento dei
livelli dei mari.
72
Come limitare gli effetti del consumo di energia sull'ambiente
La protezione dell'ambiente globale richiede l'adozione di nuove
tecnologie in grado di ridurre le emissioni di gas serra, in particolare nella produzione di energia. E' questo, infatti, il settore da
cui dipende oltre il 90% delle emissioni di anidride carbonica.
L'obbiettivo è quindi quello di ridurre il consumo di combustibili fossili e di utilizzare fonti di energia “pulite”. Anche il consumo familiare di energia incide nel bilancio in maniera cospicua. Il risparmio energetico, attuato dai singoli consumatori,
può contribuire alla riduzione delle emissioni inquinanti e, nello
stesso tempo, tagliare la spesa energetica delle famiglie.
Il consumo domestico rappresenta il 20% circa dei consumi
finali nazionali di energia. Di questo consumo, più del 75%
deriva dall'utilizzo di combustibili fossili per usi termici
(soprattutto gas naturale e gasolio per il riscaldamento) ed il
20% dai consumi di energia elettrica. Il 5% residuo è imputabile all'uso di legna e gas liquido.
Così il riscaldamento è, dopo il traffico, la maggiore causa dell'inquinamento delle nostre città, il Protocollo di Kyoto deve
davvero diventare un impegno non solo degli stati, ma di
ognuno di noi. E' quindi modificando il proprio stile di vita ed
utilizzando in modo corretto e sostenibile le risorse energetiche e ambientali, senza sacrifici e senza rinunciare ai confort,
che si può contribuire al raggiungimento degli impegni nazionali per la riduzione delle emissioni di gas serra. Per raggiungere gli obiettivi di riduzione delle emissioni a tutela dell'ambiente, fissati dal Protocollo di Kyoto, occorre utilizzare sempre di più l'energia “pulita", servirsi di fonti di energia rinnovabili e poco dannose: come l'energia eolica, i pannelli solari che
portano in casa acqua calda ed energia elettrica, o ancora il
calore che arriva dal sottosuolo (geotermia) ed anche la termovalorizzazione dei rifiuti per la produzione di energia. Le
Istituzioni hanno si la responsabilità di pianificare e organizzare un uso razionale delle risorse nei settori di loro competenza,
ma anche i cittadini, uno per uno, possono fare molto a casa
propria, risparmiando energia per sé e per la Terra.
Le energie “pulite”
Si parla spesso di “energie alternative”, “energie rinnovabili”
e di “energie pulite”, e a volte si fa un po' di confusione.
Come energie alternative si intendono quelle energie che
siano una valida alternativa ai combustibili fossili, da cui
Stratosfera:
strato dell'atmosfera situato
fra i 15 e i 50 km di altitudine,
caratterizzato da una
scarsissima umidità e da un
progressivo aumento della
temperatura a seguito
dell'assorbimento dell'energia
solare (circa il 2%) che
provoca la formazione
dell'ozono; l'ozonosfera,
infatti, è contenuta nella
stratosfera.
Clorofluorocarburi o CFC:
Noti anche col nome di freon.
Derivati del metano o da altri
idrocarburi, per sostituzione
degli atomi di idrogeno con
atomi di cloro e fluoro. Sono
gassosi e facilmente
liquefattibili; furono impiegati
per lungo tempo, come
propellenti di aerosol,
refrigeranti nei frigoriferi e per
produrre certe materie
plastiche. Sono chimicamente
inerti e ciò consente loro di
arrivare nella stratosfera e di
reagire con l'ozono
eliminandolo (buco
dell'ozono). Sono stati
sostituiti con gli
idroclorofluorocarburi che
sono più facilmente
degradabili.
Freon:
Nome commerciale di
idrocarburi gassosi, atossici e
non infiammabili, contenenti
cloro e fluoro, usati come
propellenti per aerosol e
spray o come refrigeranti.
73
Alla scoperta dell’energia
dipendiamo per il 90 % del fabbisogno mondiale (e per ben
l'80% di quello nazionale).
Le tecnologie relative alle energie rinnovabili (come il fotovoltaico, le biomasse, l’eolico...) giocheranno un ruolo importante
nel futuro; non a caso le maggiori aziende petrolifere si stanno
impegnando nel loro sviluppo. Tra le fonti alternative e le fonti
rinnovabili ve ne sono alcune che, pur non presentando il problema dell'emissione di sostanze nocive nell'atmosfera (idroelettrica, eolica, solare, geotermica), e che spesso sono definite
“pulite”, pongono però altri problemi ambientali.
Impatto ambientale
Negli ultimi anni, sempre maggior importanza è stata data ai
problemi riguardanti l'impatto ambientale dei differenti metodi di produzione energetica. Quando si tratta di valutare una
fonte di energia si deve considerare non solo il possibile
inquinamento ma anche le alterazioni arrecate all'ambiente e
al paesaggio da un impianto che sfrutti tale fonte, oltre a,
naturalmente, il rischio di incidenti.
I grandi impianti idroelettrici, pur non avendo emissioni nocive, hanno un impatto ambientale elevato, superiore a quello
dei piccoli impianti, le cosiddette “micro-dighe”. Queste, in
Italia, contribuiscono per il 63% alle energie rinnovabili.
Anche gli impianti eolici, pur essendo ideali sotto molti punti
di vista (non hanno scorie, non rilasciano gas inquinanti, non
emettono radiazioni nocive) hanno un certo impatto ambientale, sia visivo che acustico (anche se oggi le nuove tecnologie fanno in modo che l'impatto acustico sia sempre minore)
e sono per questo osteggiati da molti ambientalisti. In
Regione Campania gli impianti eolici sono molto diffusi; ad
esempio, in alcune zone dell'Appennino, alcuni comuni
hanno scoperto una nuova e peculiare forma di turismo,
quella di chi “va a vedere gli impianti eolici”.
L'energia nucleare (che può considerarsi una energia alternativa, ma non del tutto rinnovabile) presenta il problema dello
smaltimento delle scorie radioattive, e del rischio di incidenti. Oltre a un maggior impegno dal lato del risparmio, del
miglioramento dell'efficienza e della sicurezza degli impianti,
occorrerà anche arrivare a dei compromessi, se non si vuole
rischiare di trovarsi privi di risorse energetiche in un non troppo lontano futuro!
74
Come limitare gli effetti del consumo di energia sull'ambiente
Risparmio energetico
Le fonti primarie di energia non sono inesauribili
e le fonti rinnovabili non
sono in grado di coprire
le richieste crescenti. E'
dunque
necessario
favorire il più possibile il
risparmio energetico,
che può essere ottenuto
anche modificando di
poco il nostro stile di
vita.
Troppo spesso i critici
della crescita incontrollata
dei consumi energetici sono le stesse persone che usano l'automobile anche per brevi percorsi in città e che non rinunciano
agli eccessi nel riscaldamento e nel condizionamento degli
ambienti.
Efficienza e riciclaggio
Ogni volta che si risparmia energia, o la si usa in modo più
efficiente, si contribuisce indirettamente anche a ridurre l'inquinamento. Naturalmente, non basta il risparmio casalingo:
occorre che anche le industrie, le fabbriche, gli uffici siano in
regola con le norme, e che prendano dei provvedimenti per
limitare i consumi, aumentare l'efficienza degli strumenti utilizzati e diminuire gli scarichi dannosi, mediante l'uso di
depuratori e filtri.
L'industria Italiana, nel suo complesso, ha già ridotto in
maniera significativa le emissioni, sia di origine energetica
che di processo.
Tuttavia, c'è ancora molto spazio per una riduzione dei consumi di energia: modificare o sostituire gli impianti più energivori, ad esempio con la cogenerazione e con il recupero di
calore; riciclare i rifiuti dei processi di lavorazione; ottimizzare i processi di produzione mediante un maggior ricorso al
monitoraggio, al controllo, alla lavorazione in linea e ad una
maggiore diffusione di tecnologie avanzate, come le pompe
di calore, i motori ad alto rendimento.
Cogenerazione:
Produzione contemporanea di
energia elettrica e calore. Può
essere realizzata:
1) utilizzando il vapore
prodotto da una centrale
termica per il riscaldamento
urbano, ecc.
2) sfruttando il calore dei gas
di scarico di una turbina a
gas o di un motore a
combustione interna, destinati
alla produzione elettrica.
Un impianto di cogenerazione
consente di ottenere un
notevole beneficio nel
contenimento dei consumi
rispetto a una generazione
indipendente di energia
elettrica e termica e quindi
una riduzione dei costi e
dell'impatto ambientale.
Pompe di calore:
In termini semplici, la pompa
di calore è un dispositivo
opposto al condizionatore,
nel senso che trasferisce
calore da una sorgente fredda
ad una calda, spendendo
energia, con lo scopo di
riscaldare ulteriormente
l'ambiente caldo. In sostanza,
sottrae calore dall'ambiente
esterno e lo porta all'interno
della casa, dove si vuole più
calore
Efficienza:
rapporto tra l'energia (o
lavoro) utile prodotta da un
sistema dinamico e l'energia
fornita durante un ciclo.
75
Alla scoperta dell’energia
Efficienza delle macchine
e degli impianti
Il problema della quantità di energia necessaria per un dato
scopo (trasporto, illuminazione, produzione di beni, ecc.) non
dipendono solo dalla disponibilità delle fonti, rinnovabili o
non; esso è associato a quello di efficienza dei processi di
trasformazione e di rendimento: il cavallo ben allenato è una
“macchina” più efficiente del bue, la macchina a vapore di
Watt deve il suo successo alla maggiore efficienza rispetto a
quella di Newcomen. Nel corso degli ultimi secoli l'efficienza
delle macchine che convertono l'energia è cresciuta notevolmente, ma molto si può fare ancora, in modo da diminuire il
consumo di materie prime.
COSA BISOGNA FARE
PER RISPARMIARE ENERGIA
È possibile risparmiare fino al 50% dell'energia, scegliendo
con oculatezza le apparecchiature che dobbiamo acquistare
e adottando una serie di accorgimenti, parecchi dei quali piccoli e molto semplici.
Ecco un elenco di “consigli” per le attività di tutti i giorni.
IL RISCALDAMENTO
> non occorre riscaldare troppo gli ambienti, una temperatura in casa di 18 gradi è più che sufficiente per
ogni tipo di attività: un solo grado in più può aumentare i
consumi del 5-7%;
> evita la dispersione del calore assicurandoti che porte e
finestre chiudano bene e, semmai, utilizza tende pesanti e
paraspifferi;
> fai verificare regolarmente il rendimento della caldaia e
curane la manutenzione secondo le prescrizioni di legge;
> fai verificare periodicamente lo stato delle canne fumarie,
anche per la maggior sicurezza della famiglia;
> se per riscaldare usi la corrente elettrica conviene scegliere le pompe di calore (di classe A): per i climi temperati sono
sistemi molto efficienti perché forniscono una quantità di
energia termica tripla rispetto all'energia elettrica che consumano. Inoltre, sono reversibili, ossia utilizzabili anche come
76
Come limitare gli effetti del consumo di energia sull'ambiente
condizionatori d'estate, oppure si può scegliere il riscaldamento e raffreddamento a energia solare che può portare ad
un risparmio delle spese fino al 50%;
L'ILLUMINAZIONE
> usa lampadine a basso consumo, ossia le lampadine fluorescenti che producono luce ma generano meno calore di
quelle incandescenti (che sono le solite vecchie lampadine):
costano di più, ma, oltre a consumare meno, durano 6-10
volte di più: sono inadatte soltanto in luoghi freddi, come
esterni o cantine;
> spegni la luce quando esci dalle stanze e quando non li usi,
spegni del tutto televisori e altri apparecchi elettrici: se si lasciano in stand-by con i led accesi si consuma energia inutile.
IL FRIGORIFERO
> regola la temperatura tra i 3 e i 5 gradi centigradi: sotto i 3
gradi, i consumi aumentano inutilmente;
> sistema l'apparecchio possibilmente nel punto più fresco della
cucina, lontano dai fornelli, dal termosifone e dalla finestra;
> lascia almeno 10 cm di spazio tra la parete e il retro del frigo;
> evita di riempirlo troppo e cerca di lasciare un po' di
spazio a ridosso delle pareti interne per favorire la circolazione dell'aria;
> evita frequenti e inutili aperture dello sportello, sbrinalo
regolarmente e controlla lo stato delle guarnizioni di gomma
degli sportelli;
> non mettere mai cibi caldi perché favoriscono la formazione di ghiaccio sulle pareti;
> pulire ogni tanto il condensatore o serpentina che si trova
sul retro (dopo aver staccato la spina!): la polvere che vi si
deposita accresce i consumi perché impedisce un buon raffreddamento;
> leggere sempre il libretto di istruzioni:
contiene preziosi suggerimenti per usare il frigo nel modo
migliore.
LA LAVATRICE
> scegli il programma a temperatura non molto alta: i detersivi di oggi lavano perfettamente a 40°- 60°C un programma
a 90° consuma moltissimo per riscaldare l'acqua e sciupa più
in fretta la biancheria;
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Alla scoperta dell’energia
> usa la lavatrice solo a pieno carico;
> usa una quantità di detersivo commisurata alla durezza
dell'acqua;
> pulire spesso il filtro: le impurità e il calcare si accumulano
e ostacolano lo scarico dell'acqua;
> usa prodotti anticalcare: evitano la formazione di depositi e
facilitano le funzioni del detersivo ;
> effettuare i cicli di lavaggio nelle ore serali o notturne;
> evita se possibile apparecchi che asciugano il bucato: consumano circa il doppio di una comune lavabiancheria.
IL CONDIZIONATORE
> accendi il condizionatore solo in caso di reale bisogno, e
comunque regola il termostato ad una temperatura non inferiore ai 25 gradi centigradi;
> tieni chiuse porte e finestre quando il condizionatore è in
funzione;
> non ostruire le prese di aspirazione e i condotti di uscita
dell'aria;
> pulisci regolarmente i filtri di aspirazione dell'aria;
> valuta, in alternativa al condizionatore, delle “pale agitatrici” a soffitto.
Consigli per gli acquisti
Per gli elettrodomestici in generale, è opportuno leggere l'etichetta energetica e scegliere quelli a basso consumo (classe
energetica A ed A+); questi, infatti, a fronte di un costo iniziale leggermente superiore, consentono un risparmio sui consumi che permette di ammortizzare il maggior costo iniziale
in pochi anni.
Se si acquistano apparecchi robusti e riparabili, la loro maggiore durata permette di limitare i costi, anche ambientali per
lo smaltimento.
A+A
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