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Le risorse energetiche della terra

             L’energia è la capacità di compiere un lavoro , delle azioni e tutti gli organismi hanno bisogno di energia.

La principale fonte primaria dell’energia è il Sole che da solo fornisce più del 90% di tutta l’energia che è disponibile sulla terra.

Le altre fonti primarie di energia sono il calore interno della Terra.

Dopo la Seconda guerra mondiale è aumentata la richiesta di energia: è iniziata la produzione di energia nucleare e al petrolio e al carbone  è stata affiancata un’altra fonte energetica il gas naturale.

Negli ultimi decenni i problemi ambientali  hanno dato modo di cercare energie alternative come: l’energia solare, eolica, geotermica e delle biomasse.

Tutto ciò che produce energia viene chiamato risorsa o fonte energetica.

Le risorse energetiche della terra vengono classificate in due gruppi:

  • Risorse non rinnovabili

  • Risorse rinnovabili

 

LE RISORSE NON RINNOVABILI 

Le risorse non rinnovabili destinate a esaurirsi sono: il carbone, il petrolio, il gas naturale (che sono detti combustibili fossi) e gli elementi radioattivi da cui si ricava l’energia nucleare:

 

I CARBONI FOSSILI

miniera di carbone

Il carbone è un fossile di origine vegetale: esso si è formato dalla fossilizzazione delle foreste dell’era Paleozoica. I carboni fossili vengono denominato: torba, lignite. Litantrace, antracite a seconda del carbonio che essi contengono.

I carboni fossili hanno un diverso potere calorifico,  producono diverse quantità di calore. Il carbone , fra i combustibili fossili, è quello che genera il maggiore inquinamento atmosferico. Il carbone viene utilizzato per produrre acciaio ed energia elettrica.

 

IL PETROLIO

Il petrolio è una miscela di idrocarburi liquidi, deriva dalla fossilizzazione di resti organici animali e vegetali, in genere del plancton, in ambiente marino.

Il petrolio è la fonte energetica attualmente più utilizzata perchè ha un  potere calorifico molto alto.

Secondo recenti studi le riserve sono in via di esaurimento ed entro il prossimo decennio si andrà incontro ad una crisi petrolifera.

Per estrarre il greggio, cioè il petrolio allo stato naturale, si eseguono trivellazioni del suolo.

Il greggio, però, non può essere utilizzato così come viene estratto viene quindi sottoposto a raffinazione, cioè a processi di distillazione frazionata che consentono di separarlo in diverse frazioni. Si possono distinguere le seguenti frazioni:

  • Frazione gassosa, formata da gas che vengono utilizzati come combustibili per uso domestico;

  • Benzina utilizzata come combustibile per motori e combustione i interna;

  • Gasolio e cherosene utilizzati come combustibili per motori diesel e impianti di riscaldamento

  • Oli lubrificanti, usati per lubrificare le parti delle macchine meccaniche;

  • Residuo, da cui si ottiene il bitume o asfalto.

Il petrolio, oltre fonte di energia è utilizzato per ricavare plastica, vernice, detersivi.

 

IL GAS NATURALE

Il gas naturale è una miscela di idrocarburi gassosi, formati da atomi di carbonio e di idrogeno.

Il componente principale è il metano seguito da etano, propano, butano e pentano.

La sua origine è simile a quella del petrolio, cioè deriva dalla fossilizzazione di organismi animali e vegetali in ambiente paludoso. Il gas naturale ha un elevato potere calorifico ed è molto abbondante in natura.

Il metano viene estratto con trivellazioni come il petrolio e inviato per mezzo di enormi tubature, dette metanodotti, fino alle case.

porzione di una rete di 
distribuzione del metano

 

L’ENERGIA NUCLEARE

L’energia nucleare  è l’energia che tiene unite le particelle che formano il nucleo dell’atomo. Questa energia può essere liberata con le reazioni nucleari.

 la fissione nucleare

 

LE RISORSE ENERGETICHE RINNOVABILI

Le risorse energetiche rinnovabili sono quelle che vengono continuamente rinnovate , esse vengono indicate anche come fonti alternative cioè utilizzate in alternativa alle fonti tradizionali.

Le risorse rinnovabili derivano quasi tutte dal Sole:

  1. questo produce l’energia solare, che azione il ciclo dell’acqua che produce l’energia idroelettrica;

  2. genera il vento, che produce l’energia eolica;

  3. consente, grazie alla fotosintesi, la formazione delle molecole organiche, che vanno a costituire le biomasse.

L’unica risorsa rinnovabile che non deriva dall’energia solare è il calore interno della Terra, che produce l’energia geotermica.

 

L’ENERGIA DEL SOLE

Il Sole invia sulla Terra una grande quantità di energia. L’energia consente la vita sulla Terra attraverso (ciclo dell’acqua, venti, movimento delle masse d’acqua, fotosintesi).

 il Sole

L’energia del Sole viene utilizzata per produrre calore a bassa temperatura con i pannelli solari: questi sono costituiti da piastre metalliche che catturano le radiazioni solari e trasmettono il calore all’acqua che circola sotto di esse.

celle fotovoltaiche animazione FLASH: 
il Sole è la più importante fonte di energia

 La produzione di calore ad alta temperatura avviene invece nelle centrali solari, formate da specchi concavi i quali catturano i raggi solari e li inviano su una caldaia che trasforma l’energia meccanica in  energia elettrica. La prima centrale di questo tipo nel mondo è in Sicilia.

L’energia solare è gratuita, diffusa ovunque, inesauribile e non produce inquinamento, tuttavia non viene molto utilizzata perché di notte il sole non c’è e la radiazione solare varia in relazione alle stagione e alle condizioni del tempo. Per questo motivo non è una valida alternativa alle fonti energetiche non rinnovabili.

 

animazione FLASH: 
come funziona una turbina idraulica L’ENERGIA DELL’ACQUA

  diga

L’acqua è una delle risorse più abbondanti sulla Terra. La sua energia deriva indirettamente dal Sole, infatti l’acqua passa costantemente dall’idrosfera all’atmosfera in un ciclo continuo, detto ciclo dell’acqua.  L’energia del sole, utilizzata per l’evaporazione  si accumula nella nuvole sotto forma di energia potenziale  e quando l’acqua  ricade al suolo con le precipitazioni, questa energia si trasforma in energia cinetica. .

E’ proprio questa energia che, nelle centrali idroelettriche, viene trasformata in energia elettrica . Anche l’acqua del mare possiede energia cinetica, che si manifesta con le onde, provocate dal vento. Lo sfruttamento dell’energia posseduta dalle acque marine è ancora poco diffusa, una centrale mareomotrice è in funzione in Francia e sul Mar del Nord.

centrale idroelettrica

  

animazione FLASH: 
la produzione di energia elettrica con una turbina eolica L’ENERGIA DEL VENTO

mulino a vento  

Gli antichi mulini a vento si sono oggi trasformati nelle cosiddette turbine eoliche in grado di produrre direttamente energia elettrica.

Anche l’energia del vento, detta energia eolica, deriva dall’energia del Sole, infatti i venti sono spostamenti di masse d’aria da zone di alta pressione a zone di bassa pressione.. Essi vengono sfruttati per produrre energia elettrica mediante apparecchi, detti aerogeneratori, che derivano dai mulini a vento, costituiti da pale, che catturano il vento e trasformano, tramite un generatore, la sua energia cinetica in energia elettrica.

Anche il vento è una risorsa inesauribile, gratuita e non inquinante, ma ha lo svantaggio di essere incostante, può essere sfruttato solo quanto soffia per almeno 2000 ore l’anno. In Italia  l’Enel ha costruito una centrale in Sardegna.

 

Gli antichi mulini a vento si sono oggi trasformati nelle cosiddette

turbina eolica  

turbine eoliche

 

animazione FLASH: 
la produzione di energia elettrica con una turbina eolica IL CALORE INTERNO DELLA TERRA

vapore che sale su dalle 
profondità della terra

vapore e acqua calda ( fluidi geotermici ).

Il calore interno della Terra può essere utilizzato per produrre energia, detta energia geotermica.

All’interno della Terra è contenuta una quantità enorme di calore, ma esso può essere sfruttato solo in quelle zone dove si trovano rocce calde, cioè nelle zone vulcaniche. Qui nel sottosuolo, è presente acqua riscaldata dal magma, con opportune perforazioni essa viene raggiunta e il vapore viene inviato alla turbina, collegata all’alternatore che produce energia elettrica.

 

L’ENERGIA DELLE BIOMASSE

Le biomasse sono tutti i materiali organici che possono essere trasformati in combustibili.

L’energia contenuta in questi materiali deriva dall’energia solare, i vegetali catturano l’energia del Sole e la trasformano, con il processo della fotosintesi in energia chimica. Questa energia proviene anche dagli scarti dell’agricoltura e dell’allevamento degli animali sottoposti a particolari processi che li trasformano in combustibili solidi, liquidi e gassosi, utilizzabili per la produzione di calore o di elettricità. Il processo più utilizzato è la fermentazione biologica,  che produce alcool o biogas, costituito prevalentemente da metano usato come combustibile per riscaldamento, per produrre carburante per macchini agricole.

 letame animale

  rifiuti animali

 

TERMOVALORIZZATORE (O INCENERITORE)

Gli inceneritori sono impianti principalmente utilizzati per lo smaltimento dei rifiuti mediante un processo di combustione ad alta temperatura (incenerimento) che dà come prodotti finali un effluente gassoso, ceneri e polveri.
Negli impianti più moderni, il calore sviluppato durante la combustione dei rifiuti viene recuperato e utilizzato per produrre vapore, poi utilizzato per la produzione di energia elettrica o come vettore di calore (ad esempio per il teleriscaldamento). Questi impianti con tecnologie per il recupero vengono indicati col nome di inceneritori con recupero energetico, o più comunemente termovalorizzatori.

 Impianto di incenerimento sito nell'area di Forlì , capace di trattare 18 t/h di rifiuti domestici.

I rifiuti che bruciano meglio sono i rifiuti secchi, perché hanno un buon potere calorifico e rilasciano poche scorie.

In Italia ci sono pochi termovalorizzatori  e entro pochi giorni ne verrà costruito uno anche in Campania insieme a nuove discariche per risolvere il problema dell’emergenza rifiuti, perché non esiste altro modo per smaltire i rifiuti.

 

SCORIE RADIOATTIVE

Qualsiasi centrale nucleare produce scorie radioattive. Una piccola parte delle scorie viene dispersa nell’ambiente senza provocare alcun danno per l’uomo. Per scorie nucleari si intendono soprattutto quei materiali che, trovandosi nel reattore emettono continue radiazioni. Dal semplice bullone alle altre componenti metalliche, questi oggetti devono essere trattati come rifiuti speciali perché fortemente radioattivi e dunque pericolosi.

A tal proposito vorrei citare il più grande disastro del nucleare civile della storia, quello di Chernobyl avvenuto il 26 aprile del 1986 nell’Unione Sovietica nella regione del Kiev. L’esplosione avvenne all’1,23 e il calore emanato dall’incendio della centrale si diffuse, nell’arco di due giorni,  con una nube radioattiva in  tutta Europa, causando la morte di migliaia di persone. In seguito a tale disastro vi su un referendum sull’uso del nucleare in Italia. La maggioranza degli italiani risposero NO  alle centrali nucleari in Italia. Ma ancora oggi non è stato risolto il problema dei rifiuti radioattivi. 

fonte: wikipedia

di Arianna Antonielli

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