Sole, acqua e vento. Breve e sintetico viaggio nel mondo dell'energia rinnovabile. Prima parte.

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Si parla spesso di energia rinnovabile e del fatto che è una forma di energia pulita. Cerchiamo di saperne di pù e di analizzarne i pro ed i contro in questa serie di appuntamenti che InAmbienTe ha pensato di regalare ai suoi utenti. 

Energia. L’energia ci circonda in diverse forme come la luce, il calore e l’elettricità. I nostri corpi, per muoversi, per crescere e per pensare, utilizzano l’energia immagazzinata in sostanze tipo i carboidrati e le proteine. Ma oltre a questa forma di energia,l’essere umano ha inventato numerose macchine che ne sfuttano altre forme per rendere pù semplice il lavoro, per riscaldare le proprie case e per spostarsi in lunghi viaggi. Alcune di queste macchine utilizzano l’energia elettrica, mentre altre, come le automobili, utilizzano l’energia immagazzinata in sostanze come la benzina.

Le forme maggiormente utilizzate sono il calore e l’elettricità. Il calore è sempre proporzionale all’energia cinetica (o di movimento) delle particelle all’interno delle sostanze. Se aumenta il movimento delle particelle, aumenta l’energia cinetica e quindi il calore della sostanza. L’elettricità è funzione del movimento degli elettroni attraverso un conduttore (ad esempio un filo di rame). La maggior parte delle apparecchiature che ci circondano utilizzano sia il calore che l’elettricità. Ad esempio un’asciugacapelli utilizza l’energia elettrica per mettere in movimento un ventilatore ed il calore per produrre un flusso di aria calda. Oltre a calore ed elettricità, utilizziamo molte altre forme di energia: luce, onde radio, energia meccanica e suoni.

L’energia può essere convertita da una forma ad un’altra e ciò è estremamente importante perché raramente la si produce nella forma che effettivamente ci serve. Altra proprietà molto importante dell’energia è che, in alcune forme, può essere agevolmente trasportata, infatti spesso è prodotta in luoghi molto distanti da quelli dove sarà utilizzata. Ad esempio, per l’elettricità si utilizzano degli elettrodotti che permetto di trasportare l’energia anche in zone molto distanti tra loro, per i gas, tramite dei gasdotti si riesce ad oltrepassare anche i mari. Altre tipologie di energia, come la luce, non possono essere trasportate o immagazzinate  ma devono essere convertite.

Energia non rinnovabile contro energia rinnovabile.
Energia non rinnovabile. La maggiorparte dell’energia che viene utilizzata proviene da carbone, olio, gas naturale e elemnti radioattivi. Questo tipo di energia è considerata “non rinnovabile” perché una volta che la materia prima è stata rimossa dal sottosuolo, questa non viene immediatamente rimpiazzata da altra materia prima. Infatti, per la formazione di gas naturale, cave di carbone o bacini petroliferi ci vogliono milioni di anni. Anche l’Uranio, utilizzato per la produzione di energia nucleare, ha un limite. Si stima che nel giro di qualche centinaio di anni, tutte le riserve di materiale dal quale produrre energia non rinnovabile saranno esaurite.

Energia Rinnovabile. L’energia rinnovabile, al contrario di quella non rinnovabile, deriva da sostanze che possono essere facilmente rimpiazzate e rigenerate, per cui si può affermare che questa tipologia di energia non ha fine.

Le fonti dell’energia rinnovabile possono essere di vario tipo, anche se vedono come attore principale la maggiorparte dei processi naturali e spontanei come i raggi solari, il vento, l’acqua, ecc. Con l’aiuto di speciali sistemi ed apparecchiature è possibile catturare l’energia di questi processi naturali ed immagazzinarla per poi utilizzarla liberamente.

Le diverse tipologie di energia rinnovabile.
Eneriga solare. Da miliardi di anni, il sole irradia la terra con una quantità enorme di energia in forma di luce, di calore, di radiazioni ed anche di raggi-X. In realtà, la terra riesce a ricevere ed immagazzinare solo una piccola parte di questa energia. Tramite dei pannelli solari si riesce a catturare le radiazioni solari e a trasformarle in altre forme di energia come l’energia elettrica. Infatti, i raggi solari sono un’eccellente risorsa di energia elettrica e di calore (le due forme di energia maggiormente utilizzate dall’uomo). L’energia solare è diventata molto famosa nel momento in cui si è avuta la necessità di alimentare apparecchiature energetiche in zone di difficile accesso per le normali reti di distribuzione: zone rurali, montane, in agricoltura, ecc. Molto utilizzata anche in piscine (per il riscaldamento dell’acqua).

Energia eolica. In realtà, l’energia eolica, è una forma di energia solare. Infatti, i raggi solari, irradiando gli oceani e i continenti provocano il riscaldamento di masse d’aria che tendono a risalire la troposfera, per effetto di questa risalità l’aria si raffredda il che la porta ad appesantirsi e a ri-discendere lo strato della troposfera. Questo ciclo mette in moto i venti dai quali si produce l’energia eolica tramite l’utilizzo di sistemi molto simili ai mulini a vento. In fin dei conti, l’energia del vento è stata una delle prime forme di energia utilizzate dagli essere umani per spostarsi, basti pensare agli antichi velieri.

Energia da biomassa. Con il termine “biomassa” spesso ci si riferisce a legno, paglia, residui biologici come il concime e materiali naturali che contengono energia. Tale energia può essere rilasciata tramite un processo di riscaldamento diretto del materiale o tramite l’ausilio di micro-organismi che usano la biomassa per produrre gas naturale.

Energia idraulica. Così come l’energia eolica, l’energia che deriva dal movimento naturale dell’acqua è di origine molto antica. Studi antropologici hanno rilevato che circa 3000 anni fa si utilizzavano ruote idrauliche per la macinazione del grano. Oggi, questo tipo di energia viene utilizzata principalmente per mettere in movimento generatori elettrici per la produzione di energia idro-elettrica con l’ausilio di dighe.

In Canada produce circa il 61% del suo fabbisogno energetico da energia idro-elettrica (fonte del 1999), mentre in Italia se ne produce il 15%. Con questa forma di energia non si hanno grosse emissioni di gas serra anche se gli impianti hanno comunque un forte impatto ambientale. Infatti, contruire una diga significa distruggere gli ecosistemi di vaste aree, con l’interruzione dei flussi di fiumi e quindi di tutta la flora e la fauna che ne facevano parte. Si può affermare che l’energia idro-elettrica è rinnovabile ma non sostenibile a lungo termine a causa dell’effetto che ha sull’ambiente.

Vediamo perché l’energia rinnovabile oggi è sempre pù importante.

Stabilità dei prezzi energetici. L’economia globale e alcuni eventi particolari stanno portando il prezzo di alcune fonti energetiche (gas naturale e petrolio in prima linea) a livelli difficilmente sostenibili per gran parte delle popolazioni mondiali. Le fonti di energia rinnovabili, essendo di origine naturale ed avendo come caratteristica l’inesauribilità, non sono soggetti ad economie di prezzi molto articolate ed influenzabili. L’energia solare è distribuita in modo globale ed indistinto, basta avere l’apparecchiatura che consente la produzione la distribuzione ed il gioco è fatto, così come per il vento e l’acqua. Senza considerare che il prezzo dei combustibili fossili non può far altro che crescere.

Aria pulita. È inultile dirlo: lo smog attanaglia le nostre città, e la maggiore causa di smog è proprio le combustione di carburanti di origine fossile. Uno studio dell’OMS afferma che ogni anno muoino circa 8000 persone a causa dell’inquinamento atmosferico, senza contare quelli che pur sopravvivendo soffrono di malattie respiratorie ed allergie. Utilizzare energia rinnovabile risolverebbe anche questo problema viste le ridotte emissioni in atmosfera. Infatti, è considerata un’energia “pulita” e “verde”.

Effetto serra. Altro effetto indesiderato che si ha quando si bruciano combustibili fossili è l’effetto serra, dovuto dall’emissione di anidride carbonica. La CO2 riesce a catturare parte dell’energia solare, ciò causa un inevitabile incremento della temperatura nella troposfera. Ciò potrebbe portare allo scioglimento dei ghiacciai, all’incremento degli incendi nei boschi, all’innalzamento del livello del mare, alla diminuzione delle specie animali, alla diffusione delle malattie tropicali, alla desertificazione, ecc.

Distruzione degli ecosistemi. La realizzazione di grossi impianti per la produzione di energia, come le dighe e gli oleodotti, possono avere un forte impatto sugli ecosistemi di alcune zone. Questi danni, quasi sempre, si riversano sull’uomo e sugli animali.

Risorse illimitate. Come è noto, i bacini petroliferi, le miniere di carbone, il gas naturale, sono tutti sistemi che prima o poi si esauriranno. L’energisa rinnovabile, invece, è una fonte di energia illimitata.

Nei prossimi articoli parleremo delle singole forme di energia rinnovabile e di come è possibile realizzare piccoli impianti ad energia rinnovabile con poco sforzo e pochi materiali.