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Che cos’è l’ energia
Forme di energia
Rinnovabili
Fonti di energia
Non rinnovabili
eolica
solare
idrica
geotermica
biomassa
maree
petrolio
Lo sviluppo sostenibile
carbone
metano
Produzione di energia in Italia
energia
nucleare
L’ energia è “la capacità che ha un corpo di compiere un lavoro”
In base al Primo Principio della Termodinamica “nell’ universo l’energia
non si crea e non si distrugge ma si trasforma da una forma ad un’altra”.
A
I
Solare
Chimica
FORME
Idraulica
Termica
DI
ENERGIA
Nucleare
Elettrica
Elastica
A
I
L’energia eolica è l’energia
che si ricava dal vento
A
I
E’ l’energia posseduta dal sole in virtù delle reazioni di
fusione nucleare che avvengono al suo interno. Permette
la vita sulla Terra.
A
I
L’energia idrica è l’energia che
si ricava dall’acqua.
A
I
L’energia geotermica sfrutta il
calore delle profondità terrestri
A
I
Per biomassa si intende l’insieme della materia organica, sia animale che
vegetale. In Italia la produzione di elettricità da biomasse è di 103 megawatt
A
I
Il trasporto d ‘acqua, legato al fenomeno delle maree, può essere sfruttato per ricavare energia. Golfi
e foci fluviali, in zone con forti escursioni di maree, possono essere sbarrate con dighe per sfruttarne i
dislivelli al fine di produrre energia elettrica (centrali mareomotrici).
A
I
Il petrolio è un combustibile fossile della famiglia degli idrocarburi,
sostanze chimiche formate prevalentemente di carbonio e idrogeno.
A
I
È un combustibile di origine vegetale.
Poiché la sua formazione richiede
tempi molto lunghi, rientra nelle fonti
non rinnovabili.
A
I
Il metano è un combustibile fossile che appartiene alla famiglia
degli idrocarburi. E’ una fonte di energia non rinnovabile.
A
I
È l’energia che si libera in
seguito alla FUSIONE o alla
FISSIONE dei nuclei degli
atomi.
FISSIONE
FUSIONE
A
I
Per sviluppo sostenibile si intende
lo sviluppo che soddisfa i bisogni delle generazioni presenti senza
compromettere le possibilità delle generazioni future di soddisfare i propri”.
La Commissione Mondiale sull’ Ambiente e lo Sviluppo. Marzo 1987.
I
PETROLIO
CARBONE
GAS
IDRO-RINNOVABILI
20%
50%
20%
10%
Fonte: “La Repubblica” 29/10/2000
I
L’energia è “la capacità che un corpo ha di compiere un lavoro”.
Esistono varie forme di energia: termica, meccanica, elastica, nucleare, chimica, elettrica, luminosa ecc..
In base al Primo Principio della Termodinamica “nell’universo l’energia non si crea nè si distrugge, ma si trasforma”.
Nelle trasformazioni dell’energia una parte di essa si degrada in calore, una forma di energia che non può più essere integralmente utilizzata per
produrre lavoro come afferma il Secondo Principio della Termodinamica.
L’ENERGIA E LO SVILUPPO UMANO
Per la maggior parte della sua esistenza l’uomo ha consumato energia, attraverso la raccolta e la caccia. Solo con la nascita dell’agricoltura l’uomo ha
iniziato a produrre energia, cosa che ha dato l’avvio a numerosi e importanti cambiamenti quali: la nascita di villaggi permanenti, la possibilità di
dedicarsi ad attività che non fossero solo di sussistenza, una nuova e più complessa organizzazione sociale.
In questa fase l’unica energia utilizzata dall’uomo era quella del Sole. Solo quando l’uomo iniziò a sfruttare l’energia animale prese il via una
complessa tecnologia che portò dalle slitte all’invenzione della ruota, al commercio.
Con il passare del tempo furono utilizzate anche altre fonti energetiche quali il vento e l’acqua, con la costruzione dei mulini. In particolare il mulino
ad acqua fu per quasi dodici secoli il motore principale dell’economia europea. L’energia prodotta dai mulini è pulita e rinnovabile ma ha lo svantaggio
di poter essere utilizzata solo dove viene prodotta. Per questo motivo dal Medioevo al Rinascimento le attività economiche non agricole si
accentravano tutte in città prossime all’acqua.
Una economia in crescita portò allo sfruttamento di nuove fonti energetiche quali il legno e, quando questo cominciò a scarseggiare e ad aumentare di
prezzo, l’Inghilterra, economicamente molto sviluppata a metà del XVII secolo, iniziò ad utilizzare un combustibile che possedeva in gran quantità: il
carbone. Ebbe così il via la Rivoluzione Industriale.
Nel 1709 Abraham Darby utilizzò per la prima volta il carbone fossile al posto del carbone di legna.
Dopo un secolo il carbon fossile divenne la fonte di energia più sfruttata (soprattutto per far funzionare la macchina a vapore costruita da Watt e
brevettata nel 1784) e sostituì, nell’industria, sia l’energia umana che quella animale, idrica, eolica, ecc.
Il carbone venne estratto in quantità sempre maggiori, facendo aumentare le altre produzioni. In 73 anni la produzione del ferro aumentò di circa
400.000 tonnellate, cosa che permise di ampliare la costruzione delle ferrovie, migliorare ed incrementare i trasporti e la distribuzione delle merci.
Oltre alla locomotiva e alle navi a vapore, l’introduzione del telegrafo allargò i confini dei diversi paesi.
Nella metà dell’800 nacquero i motori a combustione interna e fu realizzata la prima turbina a vapore, che entrò in funzione nel 1900, per produrre
elettricità. Nel ‘900 cresce notevolmente il consumo energetico e lo sfruttamento di nuove fonti.
E. CHIMICA: è contenuta nei legami chimici. Può essere liberata attraverso una reazione chimica, per
esempio la combustione. E’ presente negli alimenti e nei combustibili come il legno, il gas e la benzina.
E. TERMICA: è l’energia che si manifesta come calore in conseguenza di una combustione o di un attrito
tra due corpi n movimento
E. SOLARE: è l’energia prodotta dal sole e permette la vita sulla Terra
E. IDRAULICA: è l’energia che si ricava dallo sfruttamento della forza dell’acqua per far muovere le
turbine di una centrale idroelettrica
E. ELETTRICA: è l’energia che si ottiene dai generatori di corrente e si trova in natura nei fulmini
E. NUCLEARE: è l’energia che si genera in seguito alla fissione (nei reattori delle centrali nucleari) o alla
fusione (nel sole) dei nuclei degli atomi degli elementi
E. MUSCOLARE: è l’energia che deriva dalla demolizione delle sostanze organiche contenute negli
alimenti ; permette ai viventi di compiere un lavoro
E. ELASTICA: è l’energia posseduta dai corpi elastici. La possiedono gli elastici tesi, le molle compresse,
le palle di gomma quando si deformano a contatto con il terreno.
Lo sfruttamento del vento come fonte di energia risale ad epoche lontanissime. In Persia, in Cina e nel
Medio Oriente si utilizzavano i mulini a vento per ricavare energia meccanica da usare nelle più varie
applicazioni, dalla macinazione del grano, al pompaggio dell'acqua e all’irrigazione dei campi.
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.
L’antico mulino a pale si è oggi trasformato in un generatore elettrico. I motori a vento moderni vengono
azionati dall’energia del vento sfruttando la resistenza aerodinamica offerta dalle pale, opportunamente
sagomate. Leader nella produzione di energia eolica è la Germania, con circa 15000 megawatt installati,
segue la Spagna con 6300. l’Italia è a circa 1000 megawatt.
Impatto ambientale
L’energia eolica non produce rilevante inquinamento ambientale (a parte il rumore) ma non può essere
prodotta con continuità, e ha dunque lo svantaggio di essere estremamente aleatoria. Inoltre, per
l’installazione di centrali eoliche abbastanza potenti sono necessari grandi spazi (e, naturalmente,
molto vento!).
Origine dell’energia solare
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.
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. Il costo delle celle fotovoltaiche è purtroppo ancora elevato per cui sono poco utilizzate.
Le celle fotovoltaiche
Le celle fotovoltaiche sono sottile 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. Il leader del solare
fotovoltaico è il Giappone, con 1000 Mw di potenza installata, segue la Germania con 500. l’Italia ha solo 40 Mw di centrali fotovoltaiche.
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 che 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”.
Impatto ambientale
L’energia solare, come tutte le fonti rinnovabili, è una energia pulita perché il suo sfruttamento si integra perfettamente nei cicli naturali. Pur
avendo effetti ambientali ben visibili (pensiamo alla vastità delle superfici nella quali vengono posizionati i pannelli solari), 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.
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.
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, ne frenò l’applicazione su larga scala. Nell’Ottocento,
l’energia idraulica giocò un ruolo importante nella rivoluzione industriale e contribuì allo sviluppo delle prime grandi città.
La difficile costruzione di condotte e 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.
Come si ottiene
Energia idraulica é ottenuta sfruttando la caduta dell’acqua attraverso un dislivello. E’ 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.
L’energia idraulica 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.
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. L’impatto sull’ambiente circostante è dunque pesante, e per
questo motivo se ne preferisce evitare la realizzazione. Oltre a ciò, l’energia idroelettrica richiede investimenti di capitali
talmente cospicui da renderne in certi casi antieconomico lo sviluppo.
A grande profondità, l’interno della Terra è molto caldo. 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.
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, il primo “giacimento” geotermico mai utilizzato. I fluidi
geotermici vengono usati per riscaldare edifici a Budapest e nella periferia di Parigi. I maggiori produttori di energia elettrica
geotermica sono gli USA, con 2228 Mw: il più grande impianto del mondo di energia geotermica si trova a The Geysers, in
California. Seguono le Filippine con 1909 Mw e l’Italia con 785 Mw.
Impatto ambientale
Anche se lentamente 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.
Per biomassa si intende l’insieme della materia organica, sia animale che vegetale.
La biomassa contiene energia chimica derivata dal sole; adottando tecnologie appropriate, si può recuperare energia da materiali fino
ad oggi scartati come alcuni tipi di rifiuti.
Come viene sfruttata
L’esempio più semplice di sfruttamento della biomassa è il legno. 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 alcool e altri idrocarburi, della cellulosa e di altre sostanze contenute nei vegetali. I residui
vegetali vengono distillati e trasformati in alcool.
Per un efficiente sfruttamento delle biomasse, alcuni puntano su vere e proprie “piantagioni energetiche”, cioè su coltivazioni di
vegetali specificamente destinate alla produzione di alcool. 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.
Altri, forse più attenti alle necessità alimentari di tanta parte della popolazione mondiale, pensano invece che sia meglio coltivare
vegetali adatti all’alimentazione e destinare alla produzione di alcol solo i loro scarti, per esempio fusti e foglie non commestibili. In
Italia sono in funzione alcuni impianti che utilizzano non solo i rifiuti solidi urbani ma anche scarichi dell’industria olearia, tessile,
dell’agricoltura e dell’allevamento.
Impatto ambientale
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) il che può contribuire allo sviluppo di regioni rurali
(diminuendo la dipendenza da altre fonti di energia). Tutti sono ottimisti per sull’importanza futura dell’energia ricavata dalle
biomasse che, nel caso delle coltivazioni energetiche, ha però ancora un costo piuttosto elevato. Dal 1993, anche in Italia sono state
avviate colture sperimentali destinate proprio alla produzione di alcool.
Le acque marine subiscono continui movimenti classificabili in:
1.
Movimenti irregolari (moto ondoso)
2.
Movimenti periodici (maree)
3.
Movimenti costanti (correnti)
Le maree. Per effetto dell’attrazione lunare o della combinata attrazione di Sole e Luna le acque marine si sollevano
originando le maree, cioè una oscillazione verticale periodica del mare con flusso (alta marea) e riflusso (bassa
marea).
In genere il flusso e riflusso si verificano due volte in un giorno; l’alta marea si verifica subito dopo il passaggio della
Luna sul meridiano del luogo ; dalla parte opposta, sull’antimeridiano del luogo, la forza centrifuga del sistema
Terra – Luna raggiunge la sua massima intensità, provocandovi un’altra alta marea. Ogni 24 ore e 50 minuti (giorno
lunare) si registrano quindi due flussi e due riflussi, alternati di 6 ore e 12 minuti ciascuno.
Quando siamo nei periodi di Luna piena o Luna nuova la marea raggiunge il suo massimo (maree vive), durante le
quadrature (primo e ultimo quarto) tocca il minimo (maree morte).
Le localtà dove maggiormente si concentra la potenza dissipata dalle maree, sono: lo stretto della Manica, il mare
d’Irlanda, il mare del Nord, lo stretto di Bering e le coste canadesi. Problemi, soprattutto legati ai costi, rendono
questo tipo di energia ancora poco utilizzata. Ancora oggi è stato realizzato, nel modo, un solo impianto
mareomotore con caratteristiche industriali, in Francia.
Il petrolio è un combustibile fossile della famiglia degli idrocarburi, sostanze chimiche costituite prevalentemente da carbonio e idrogeno. La moderna
civiltà industriale dipende in larga misura dal petrolio, che costituisce oggi la principale fonte di energia in tutto il mondo. I derivati della sua lavorazione sono
usati per il funzionamento dei motori (cherosene, benzina, nafta), per il riscaldamento (gasolio) e per la produzione di materie plastiche e altri prodotti chimici.
In Italia copre il 54 % del fabbisogno di energia.
Come si forma
La formazione del petrolio è iniziata molti milioni di anni fa.
I resti di organismi marini e piante che crescono sui fondali oceanici, e in misura minore di organismi terrestri trasportati in mare dai corsi d’acqua, 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, in parte gassosi e in parte liquidi, che si accumulano nelle rocce, soprattutto in
quelle porose.
Con il tempo le rocce liberano gli idrocarburi di cui sono imbevute, che tendono a salire finché non incontrano un terreno impermeabile. Qui rimangono
intrappolati a formare giacimenti dove, oltre al petrolio, è spesso presente il metano.
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.
Gli impianti di trivellazione in mare aperto sono installati su apposite piattaforme, capaci di resistere alla forza delle onde e del vento, sia galleggianti che
poggianti su piloni piantati sul fondale.
A volte il petrolio sale da solo per effetto della pressione, più spesso deve essere pompato all’esterno. Il petrolio greggio estratto dai pozzi viene poi trasportato
attraverso tubazioni (oleodotti) e con navi cisterna (petroliere) fino alla raffineria. Le nuove petroliere sono dotate di un doppio scafo e di scomparti non
comunicanti tra loro per limitare le eventuali fuoriuscite di greggio, mentre i residui oleosi vengono scaricati e trattati negli impianti a terra evitando così lo
scarico in mare.
La lavorazione del petrolio
Nelle raffinerie il petrolio greggio viene scomposto in diversi prodotti attraverso un processo, detto di distillazione frazionata, basato sul suo graduale
riscaldamento. Via via che la temperatura aumenta, dal greggio evaporano gas di diverso tipo che sono raccolti separatamente e poi trasformati di nuovo in
liquidi. Alle temperatura più basse (50-220 °C) si separano i cosiddetti “idrocarburi leggeri”, tra i quali la benzina, a temperature intermedie (180-360 °C) il
gasolio per il riscaldamento e il cherosene per i motori degli aerei a reazione. A temperature più alte si ottengono gli “oli pesanti”, combustibili meno pregiati
usati nelle centrali termoelettriche. Dai residui della lavorazione si ottengono nafte usate per riscaldamento e come combustibile.
Geografia del petrolio
I Paesi più ricchi di petrolio sono quelli del Medio Oriente (Iran, Iraq, Arabia Saudita e Kuwait), le due Americhe (USA, Messico e Venezuela in particolare),
l’Africa settentrionale (Algeria e Libia) e i Paesi dell’ex Unione Sovietica. Molti Paesi industrializzati, tra i quali l’Italia, non dispongono di giacimenti rilevanti
e devono quindi ricorrere alle importazioni.
Impatto ambientale
Come tutti i combustibili di origine fossile, anche il petrolio e i suoi derivati durante la combustione producono sostanze inquinanti, tra le quali anidride
carbonica (responsabile della formazione dell’effetto serra), biossido di azoto e ossidi di zolfo (che contribuiscono alla formazione delle piogge acide). Come il
carbone, la combustione del petrolio produce il “particolato”, particelle di polvere che, diffondendosi nell’aria, contribuiscono all’aumento dello smog. Ma
certamente non bisogna dimenticare che oltre all’impatto ambientale il petrolio danneggia anche gli ecosistemi del territorio interessato.
Nelle passate ere geologiche gran parte della superficie terrestre era occupata da paludi in cui cresceva una vegetazione lussureggiante
che comprendeva molte varietà di felci, alcune grandi come alberi.
Man mano che morivano, le piante venivano sommerse dall’acqua. La materia organica cominciava a subire così un lento processo di
fossilizzazione (perdita di atomi di idrogeno e ossigeno con conseguente accumulo di carbonio). In tal modo si formarono i primi
giacimenti di torba che, gradualmente ricoperti da strati di terreno, in milioni di anni sono stati compressi e progressivamente
trasformati in carbone. Esistono vari tipi di carbone:
La Torba è il carbone più giovane e meno pregiato,con un alto grado di umidità; la sua origine risale all’era quaternaria, e si forma
tuttora. Deriva da piante erbacee, di tipo palustre; la torba si trova in giacimenti superficiali. Per secoli la torba è stata usata nelle
miniere di carbone per produrre il cosiddetto fuoco in cantiere.
La Lignite ha un maggiore contenuto di carbonio ed è l’unico tipo di carbone che si trova in Italia, soprattutto nella Sardegna
meridionale; la lignite deriva dalla trasformazione di piante ad alto fusto nell’era terziaria, i giacimenti non sono molto profondi, il suo
colore è più o meno scuro secondo l’antichità del giacimento.
Il litantrace è il carbone fossile più importante. Si è formato nell’era paleozoica o primaria, si trova in giacimenti profondi.
L’antracite è il carbone fossile più antico e si è formato all’inizio dell’era primaria. La Graffite è il carbone più puro. In Italia non ci
sono giacimenti di litantrace, perché durante il periodo Carbonifero, l’Italia era sommersa, e quindi il carbone, poco pregiato e non
molto abbondante, si trova solo in alcune zone come il Piemonte, in Sardegna , in Toscana.
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 1000 metri), dai quali si diramano gallerie che raggiungono i filoni di carbone.
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).
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. Oltre a ciò il carbone produce anidride carbonica in contribuendo così alla
formazione dell’effetto serra.
Durante l’estrazione e il trasporto crea grandi quantità di polvere, lascia come residuo cenere e la sua combustione produce anche il
cosiddetto particolato.
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 ossigeno. In
natura si trova allo stato gassoso, che oggi lo rende più facilmente trasportabile, soprattutto in giacimenti sotterranei. Fu scoperto
già nel ‘700 lungo le rive del lago Maggiore dal famoso scienziato Alessandro Volta (1745-1827) che lo chiamò “gas delle paludi” e
ne studiò le proprietà combustibili.
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.
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 sotterrane, chiamate metanodotti, che possono snodarsi anche per migliaia di chilometri e, diramandosi poi in condotte
più piccole, riescono a formare una rete molto estesa (rete di distribuzione). Spinto inizialmente dalla sua stessa pressione, poi 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. Oltre a essere trasportato attraverso i metanodotti, il
metano può essere liquefatto e trasportato su navi dette “metaniere”. Una volta scaricato nei porti di destinazione, per essere
utilizzato, il metano viene trasformato nuovamente in gas. Come tutti i combustibili fossili è molto facile da usare per produrre
energia: basta bruciarlo.
Impatto ambientale
L’impatto ambientale è ridotto al minimo perché dopo i lavori di scavo per la posa delle tubazioni, il terreno viene riportato all’uso
precedente, si ha quindi un completo ripristino dell’ambiente. Il metano ha il notevole pregio di essere praticamente “invisibile”, sia
in fase di trasporto sia di distribuzione, pregio che non ha neppure l’elettricità con tutti i suoi cavi e i suoi tralicci. Il metano non
genera particelle solide 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’ambi
L’ energia nucleare è prodotta da reazioni fisiche che avvengono all’ interno del nucleo degli atomi.
Il nucleo è formato da particelle chiamate NEUTRONI e PROTONI, circondato dagli ELETTRONI che gli ruotano attorno.
Le particelle che formano i nuclei degli atomi non sono immutabili , ma si trasformano mediante REAZIONI NUCLEARI.
Le reazioni nucleari sono molto diverse da quelle chimiche. Infatti quelle chimiche coinvolgono solo gli elettroni che si trovano nella parte esterna degli atomi,
mentre quelle nucleari coinvolgono solo i nuclei e le particelle che li formano.
I nuclei molto complessi, poco stabili, si trasformano in nuclei di altri elementi, più stabili, emettendo radiazioni.
Un nucleo radioattivo può emettere tre tipi di radiazione:
- i raggi alfa, ossia nuclei di elio.
- i raggi beta, cioè elettroni generati durante la reazione nucleare.
- i raggi gamma, ossia radiazioni elettromagnetiche che hanno la stessa natura della luce.
REAZIONI NUCLEARI
Si chiama FISSIONE NUCLEARE la scissione di un nucleo in due o in più frammenti la somma delle cui masse è inferiore di quella del nucleo di partenza; la
massa perduta si è trasformata in energia secondo l’Equazione di Einstein: E = mc 2
La fissione può avvenire in modo controllato, quando la reazione si propaga regolarmente e in modo graduale, senza esplosioni (reattore a fissione), e in modo
incontrollato quando la reazione si propaga molto rapidamente a tutta la massa dell’ uranio, in questo caso si ha una terrificante esplosione (bomba atomica).
La FUSIONE NUCLEARE (che avviene spontaneamente nel Sole) è la reazione che si ha quando due nuclei di isotopi dell’idrogeno si scontrano, fondendosi
assieme in un nucleo con massa minore; anche in questo caso la massa perduta si è trasformata in energia.
La fusione, attualmente non ancora realizzata, potrebbe essere prodotta artificialmente attraverso due tecniche: “sparando” atomi di deuterio gli uni contro gli altri
mediante macchine acceleratrici., oppure portando gli atomi di deuterio a temperature elevatissime.
LA CENTRALE NUCLEARE
Il reattore è il cuore di una centrale nucleare e la reazione avviene nella parte centrale detta NOCCIOLO. Attorno ad esso corrono tubi contenenti acqua che viene
riscaldata dal calore e trasformata in vapore. Da questo punto in poi la centrale nucleare funziona come una centrale termoelettrica a olio combustibile o a gas. Infatti
il vapore fa ruotare delle turbine collegate a reattori che producono energia elettrica La reazione viene controllata mediante barre di controllo che vengono alzate o
abbassate, secondo la necessità..
Impatto ambientale
La fissione è una fonte di energia che potrebbero risolvere il problema energetico dell’ umanità, poiché non emette anidride carbonica che può aggravare l’ effetto
serra, esistono però molti problemi legati alla radioattività dei combustibili utilizzati.
Il reattore deve essere protetto per evitare perdite di radiazioni. Infatti se vengono a contatto con le cellule di un organismo animale o vegetale, le particelle emesse
da elementi radioattivi producono danni molto gravi; inoltre esiste il problema dello smaltimento del materiale utilizzato dai reattori, quali acqua di raffreddamento e
barre di uranio non più utilizzabili.
Si tratta di confinare i rifiuti in robusti contenitori e di trovare un sito dove immagazzinarli fino a che la radioattività non finisce, cioè milioni di anni.
Anche le centrali nucleari non più utilizzate, come in Italia, comportano notevoli costi e problemi per lo smantellamento.
Proprio per questo molti paesi hanno deciso di non usare energia nucleare.
segue
Nel 1858 inizia la costruzione dell’impianto
elettronucleare di Borgo Sabotino-Foceverde (Latina).
La prima centrale nucleare italiana
Dopo l’incidente di Cernobyl (26 aprile 1986), nel
1987, il referendum decreta la fine del nucleare in Italia.
Viene sospesa la costruzione della centrale di Montaldo.
Il 14 dicembre 1999 il Governo italiano vara un piano
strategico di 7 mila miliardi di lire per lo
smantellamento delle centrali e lo smaltimento elle
scorie.
Il 28 settembre 2003 l’Italia piomba al buio. Il
blackout, e il crescente costo del petrolio, riportano in
primo piano la discussione sulla emergenza energetica
e sul ritorno del nucleare
Fonte “La Repubblica” 27/07/2005