Fonti di energia

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Categoria:	Scienze
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LE FONTI DI ENERGIA

Sin da quando i primi uomini impararono a fabbricare utensili di pietra e a bruciare la legna, cominciarono a usare le risorse naturali della Terra; di cui il nostro pianeta è immensamente ricco. Queste risorse sono ad esempio l’acqua dei fiumi e dei laghi, le foreste e i minerali. Alcune come le piante, sono rinnovabili perché ricrescono; invece il carbone e il petrolio si esauriscono. Sin dalla Rivoluzione Industriale la richiesta di risorse è enormemente aumentata, perché combustibili e minerali sono sempre più usati per la produzione di energia.

LE FONTI DI ENERGIA TERMICA

Le fonti di energia termica sono le sostanze che bruciando (attraverso il processo di combustione ) sviluppano una grande quantità di calore. Le principali fonti di energia sono: il legno molto usato ma disponibile in quantità troppo scarse, il carbone o carbon fossile, un minerale solido e nero che bruciando produce una grande quantità di polvere e cenere. Lo si estrae dal sottosuolo in miniere che tavolta superano i 1000 metri di profondità. È un combustibile sporco, inquinante e non facile da trasportare. Il gas naturale è un minerale gassoso di facile estrazione. È un combustibile molto pulito.
Il petrolio si trova sottoterra in genere in forma liquido: il petrolio grezzo. Contiene anche metano e idrocarburi solidi. Il petrolio grezzo può essere leggero e acquoso, o denso e vischioso come catrame. Esso dev’essere raffinato per poter essere trasformato in prodotti utili. La materia prima più importante è il petrolio, perché circa la metà dell’energia del mondo (usata per riscaldare, per far partire le automobili…) proviene dal petrolio. Molti studiosi ritengono che esso provenga dai resti di minuscoli animali e piante vissuti negli oceani milioni di anni fa. Il petrolio è formato da sostanze contenenti carbonio, forse derivate davvero da esseri viventi. Ma non tutti gli studiosi concordano, alcuni pensano che il petrolio provenga da materiali intrappolati nelle rocce quando si formò la Terra. I derivati del petrolio sono preziosi prodotti chimici formati dal petrolio grezzo o dal metano. Questi sono necessari per produrre materiali utili e di uso comune come: plastica, detersivi, e fertilizzanti.

ENERGIA NUCLEARE

L’uranio, un elemento molto raro, è la fonte di energia più recentemente scoperta dall’uomo: l’energia atomica o nucleare.
“Deserto del Nuovo Messico, U.S.A, 16 luglio 1946”: un globo di fuoco che saliva verso il cielo annunciò la nascita dell’era atomica. Qualche settimana dopo, due bombe di inaudita potenza sganciante sul Giappone, fecero decine di migliaia di vittime, costringendo i giapponesi alla resa. Lo sfruttamento della nuova energia cominciò nella maniera peggiore. Ma ben presto si misero a punto anche i sistemi per sfruttare la forza dell’atomo a fini pacifici. Se la reazione a catena non è controllata
può causare un’esplosione, se invece si riesce a regolarla si può produrre calore e quindi energia elettrica. La fonte principale dell’energia nucleare è un elemento chimico detto uranio. L’uranio si trova in varie parti del mondo, ma sempre in piccole quantità. L’uranio dunque è raro e la sua estrazione molto costosa, ma è una fonte di energia formidabile: mezzo chilo di uranio produce tanto calore quanto un milione di tonnellate di carbone. Per trasformare il minerale nel combustibile che alimenta la centrale atomica è necessario un trattamento complesso. Gli impianti per la trasformazione dell’uranio costano cifre enormi. Perciò, solo chi dispone di grandi capitali, si è potuto impadronire anche del mercato dell’uranio. Alcuni stati consumano parte dell’uranio estratto: sono i paesi ad economia già avanzata. Altri invece, poveri e arretrati, lo esportano. Con lo sfruttamento dell’uranio si può ottenere elettricità per le case e per l’industria, energia per far muovere una nave o un sottomarino per un anno intero, calore per riscaldare le città. Sfruttando l’atomo di uranio con tecniche sempre più sviluppate, si potrà ottenere energia a un costo inferiore a quello dell’energia prodotta nelle centrali a carbone o a petrolio che inquinano costantemente con i loro fumi l’ambiente. Ma una centrale nucleare potrebbe causare, danni spaventosi, ancora più gravi e con effetto immediato. La reazione nucleare è frenata da una serie di congegni che le tengono sotto controllo. Errori di funzionamento e guasti possono causare esplosioni o fuoriuscite di sostanze radioattive, che inquinerebbero migliaia di Kmq di territorio seminandovi la morte. I meccanismi di una centrale nucleare sono controllati con la massima attenzione, ma esiste sempre comunque una percentuale di rischio. Un’altra causa di grave pericolo delle centrali nucleari sono le scorie radioattive, cioè i residui della reazione nucleare. Sono rifiuti, ma non si possono gettare da nessuna parte perché continuano ad emettere radiazioni

ENERGIA GEOTERMICA

Anche la Terra è una fonte di calore perché il nostro pianeta è in grado di produrre vapore. Le rocce del profondo sottosuolo trattengono ancora parte del calore che avevano quando si sono formate dal magma fuso; queste rocce venendo a contatto con l’acqua che filtra nel sottosuolo della superficie, la riscaldano fino a produrre vapore in sacche più o meno grandi e profonde. Perforando opportunamente il sottosuolo fino ad incontrare queste sacche, si può liberare il vapore che vi è contenuto e sfruttarlo per produrre energia. Lo sfruttamento dell’energia geotermica rappresenta per l’Italia un primato assoluto nel mondo. Infatti, in Italia si produce più energia elettrica di questo tipo che in qualsiasi altro paese. La più importante area di sfruttamento di questa energia è quella di Larderello, in provincia di Pisa dove esistono i soffioni naturali conosciuti come soffioni boraciferi.

LE CENTRALI GEOTERMICHE

Le centrali geotermiche sfruttano il calore che si trova naturalmente sotto la crosta terrestre: Questo calore è in grado di riscaldare l’acqua che penetra fino in profondità e trasformarla in vapore acqueo. Talvolta si ha un’uscita naturale di questo verso la superficie, altre volte, se non si ha un’uscita spontanea di vapore o d’acqua calda, si possono eseguire perforazioni sino a 200-300 metri di profondità, per raggiungere il giacimento di vapore. Altre volte, se le rocce calde non contengo vapore, si inietta acqua dalla superficie e poi si estrae vapore.

ENERGIA SOLARE

Il Sole libera un’enorme quantità di energia che arriva sulla Terra sotto forma di luce e calore. Le principali caratteristiche dell’energia solare sono: è una energia inesauribile, è pulita ed è gratuita. Per sfruttare le radiazioni solari si ricorre ad impianti a pannelli solari o a collettori solari. L’energia così ottenuta può essere usata per riscaldare oppure può essere convertita direttamente in elettricità.

LE FONTI DI ENERGIA MECCANICA

Le fonti di energia meccanica sono l’acqua e il vento i cui movimenti vengono sfruttati e trasformati in elettricità nelle centrali.

LE CENTRALI IDRAULICHE

Le centrali idrauliche utilizzano l’energia dei corsi d’acqua o quella delle maree, per produrre energia idroelettrica

L’ENERGIA IDROELETTRICA

La forza motrice dell’acqua può essere sfruttata per far funzionare i generatori che producono elettricità: si ottiene in questo modo energia idroelettrica.
Per produrla può servire una diga su un fiume, dietro la quale si forma un lago: l’acqua del lago viene poi immessa in dei tubi nei quali corre con una forza enorme e aziona delle turbine che producono appunto energia idroelettrica.

Una importante risorsa fornita dagli Oceani è la forza motrice delle maree e dalle onde, che si può utilizzare per creare elettricità. Il movimento giornaliero delle maree è una grande fonte di energia: il flusso può essere usato per azionare turbine ed ottenere quindi elettricità. La prima centrale elettrica di marea mai realizzata fu costruita nel 1966 in Francia.

LE CENTRALI EOLICHE

L’energia eolica è l’energia fornita dal vento. Questa energia è stata sfruttata fin dall’antichità per navigare e per muovere le pale dei mulini a vento. L’energia eolica è praticamente inesauribile ma ha lo svantaggio di non essere costante Per una utilizzazione economica dell’energia eolica è necessario avere a disposizione zone caratterizzate da venti regolari e intensi. L’Italia da questo punto di vista è poco favorita perché esistono poche località che hanno queste caratteristiche. Dopo l’invenzione della macchina a vapore la sua utilizzazione era diminuita moltissimo fin quasi a scomparire; oggi si cerca di farne nuovo uso, infatti, nelle regioni dove i venti sono forti e costanti l’energia eolica può essere trasformata in energia elettrica.