Energia, meteo e clima
ENERGIA ● 2 - L’energia è di casa
La lampada della tua camera, come pure la televisione e la radio, funzionano grazie alla corrente elettrica che si sposta nell’abitazione attraverso fili e interruttori. Ma come ci è entrata? La corrente elettrica arriva in casa viaggiando su una rete di cavi interrati o sospesi tra piloni, che puoi vedere distribuiti sul territorio. Da dove arrivano questi cavi?
L’energia elettrica viene prodotta in edifici chiamati centrali elettriche, che la ricavano trasformando le fonti naturalmente disponibili sul nostro Pianeta.
Energia in rete
Indipendentemente dalle fonti utilizzate, l’energia elettrica prodotta nelle centrali viene immessa continuamente nella rete urbana e distribuita alle abitazioni come corrente elettrica.
L’energia elettrica non può essere immagazzinata in specifici depositi, ma deve essere immediatamente immessa nella rete di cavi che corrono per migliaia di chilometri su tutto il territorio nazionale. È fondamentale che il flusso di questa energia sia controllato e che l’equilibrio tra la sua produzione e il suo consumo sia costantemente monitorato. Che cosa accade se non c’è questa attenzione sul traffico energetico? Se sulla rete viaggia più energia di quella che ogni singola città, palazzo o abitazione consuma, si rischia un “black-out” per sovraccarico: la corrente “salta” lasciando interi quartieri o città al buio.
Allo stesso modo, è possibile che si verifichi un "black-out" per esaurimento in rete dell'energia disponibile, come a volte accade in estate per l'uso eccessivo degli impianti di condizionamento.
Le fonti energetiche
Tutto ciò che è in grado di produrre energia è detta fonte di energia.
Sulla Terra esistono diverse fonti energetiche, ma possiamo individuarne due gruppi principali:
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i combustibili fossili come il carbone, il petrolio e il gas naturale, pian piano, vengono estratti dal sottosuolo per essere consumati. Queste fonti richiedono tempi lunghissimi, anche milioni di anni, per rigenerarsi naturalmente. Per questi motivi vengono dette fonti esauribili e non rinnovabili.
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fonti come il vento, l’acqua, il Sole, sono invece chiamate fonti inesauribili e rinnovabili perché le troviamo sempre disponibili sul Pianeta. Anche se non si esauriscono mai, devono essere utilizzate in modo appropriato per poter produrre energia utile alle attività dell’uomo.
Energia dal passato: i combustibili fossili
I combustibili fossili sono il risultato di lenti e particolari processi di trasformazione che resti di animali e piante hanno subìto in ere geologiche passate. Il materiale organico, derivato dalla decomposizione degli esseri viventi presenti sulla Terra milioni di anni fa, si è accumulato nel sottosuolo e, in condizioni particolari, si è degradato andando a formare giacimenti sotterranei di combustibili fossili.
Queste fonti sono utilizzate principalmente nelle centrali termoelettriche per produrre energia, ma anche per usi e scopi diversi, che rendono la nostra vita più comoda.
Carbone: è una roccia sedimentaria derivata dalla trasformazione di materiale vegetale risalente a circa 400-600 milioni di anni fa, durante un periodo geologico chiamato Carbonifero. Uno degli impieghi più diffusi del carbone è nelle centrali elettriche, dove si sfrutta il calore derivato dalla sua combustione per produrre energia.
Petrolio: è un miscuglio oleoso di sostanze originatesi dalla decomposizione e trasformazione di piccoli organismi marini che nel Paleozoico abbondavano negli oceani.
Viene chiamato greggio il petrolio estratto dai giacimenti, prima di subire qualunque lavorazione. Raffinando il greggio, si ottengono benzine e altri olii combustibili, usati per far funzionare importanti mezzi di trasporto (auto, aerei, navi). Molti impianti industriali e centrali termoelettriche utilizzano i derivati del petrolio come combustibile per attivare i macchinari che producono energia elettrica.
Gas naturale: è una miscela di gas infiammabili (in maggior percentuale il metano) originata dalla decomposizione di resti animali e vegetali a opera di batteri che vivono in assenza di ossigeno.
È principalmente impiegato per riscaldare abitazioni e fabbriche e alimentare fuochi, forni e fornelli nelle industrie e nelle nostre case. Il gas naturale è anche una delle fonti utilizzate per la produzione di energia elettrica.
Il gas naturale, la fonte fossile più green
I combustibili fossili sono le fonti maggiormente utilizzate oggi nella produzione di energia. Purtroppo il consumo di carbone, petrolio e gas naturale comporta notevoli immissioni di anidride carbonica (CO2) e inquinanti tossici nell’atmosfera. Essendo la CO2 il principale gas serra, responsabile dell’innalzamento della temperatura dell’aria, la combustione di queste fonti fossili impatta sulla salute dell’intera popolazione mondiale e accelera il corso naturale dei cambiamenti climatici.
Tra tutti, però, il gas naturale è il combustile fossile più ecosostenibile (green). Infatti:
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rilascia minori quantità di sostanze nocive e anidride carbonica rispetto ad altre fonti fossili utilizzate;
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la combustione di gas naturale nelle centrali elettriche produce una maggior quantità di energia rispetto all’uso di una pari quantità di petrolio o carbone;
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è facilmente immagazzinabile (stoccabile) e trasportabile. Il suo consumo è programmabile e risulta quindi il miglior alleato per attuare la transizione verso una produzione di energia sempre più derivata da fonti pulite e rinnovabili.
Energia per il futuro: le rinnovabili
Poichè le fonti rinnovabili non sono destinate a esaurirsi e il loro utilizzo non produce inquinanti, sono dunque da considerarsi ideali per garantire il futuro energetico del Pianeta.
Purtroppo, però, la quantità di energia che si ricava dal loro uso non è sempre prevedibile: sole, acqua e vento sono fonti indisciplinate, che seguono unicamente le regole di Madre Natura. Non è possibile programmarle e per questo non sempre le possiamo sfruttare in modo utile ed economico.
Grazie alla continua ricerca tecnologica, oggi è però possibile migliorare il rendimento energetico derivato dal loro impiego e cercare di affiancarle sempre più frequentemente ai combustibili fossili.
Sole: il Sole irraggia la Terra costantemente e, anche con copertura nuvolosa intensa, una parte delle sue radiazioni riesce a raggiungere il suolo e riscaldarlo. Grazie all’installazione di pannelli solari termici, il calore dei raggi può essere utilizzato per scaldare l’acqua nelle abitazioni e nelle industrie. Nelle centrali fotovoltaiche, invece, l’impianto consente di convertire l’energia luminosa del Sole direttamente in energia elettrica. Va ricordato, però, che i costi dei materiali per costruire centrali solari sono ancora molto elevati, che servono ampie aree libere dove collocare i grandi pannelli e che oggi solo una parte minima dell’energia solare irraggiata viene effettivamente convertita in elettricità.
Vento: come puoi sperimentare giocando con l’immagine in realtà aumentata di copertina, la forza del vento può smuovere le grandi pale degli impianti eolici e questa energia cinetica viene sfruttata per produrre energia elettrica.
Per ottenere questo tipo di energia il vento deve soffiare in modo costante, non troppo debole, ma nemmeno troppo forte: oltre i 70 km/h, infatti, un sistema di sicurezza blocca le pale! Un parco eolico, però, altera il paesaggio e gli ecosistemi, e inoltre l’installazione e la manutenzione dei parchi eolici è ancora piuttosto costosa.
Acqua: i fiumi e i laghi vengono ampiamente ed efficacemente sfruttati per produrre energia nelle centrali idroelettriche. In corrispondenza di salti naturali o artificiali, l’acqua viene incanalata in tubature inclinate verso valle. Qui, l’energia cinetica della massa d’acqua in caduta trasferisce la sua potenza a speciali turbine che, mettendosi in funzione, producono energia elettrica. Per incanalare l’acqua e sfruttare al meglio la sua energia potenziale, è però necessario modificare notevolmente il paesaggio, costruendo grandi dighe e condotte che scendono dai pendii montuosi.
Terra: all’interno della Terra sono presenti temperature molto elevate, che possono essere utilizzate nella produzione di energia. Questa energia, chiamata energia geotermica, è sprigionata da particolari reazioni chimiche, che avvengono naturalmente nella profondità del nostro Pianeta. Le centrali geotermiche producono energia elettrica sfruttando l’energia geotermica che trasforma l’acqua in vapore. Il vapore, sotto pressione, accumula forza e riesce a smuovere generatori, producendo energia elettrica. Purtroppo, non in tutte le regioni della Terra l’energia geotermica è disponibile e sfruttabile in modo efficiente.
