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1 E' energia la capacità di un corpo di compiere un lavoro ossia uno spostamento (energia meccanica). Nel S.I.(sistema internazionale) su usa come unità di misura il Joule (J) Un'altra forma di energia responsabile del riscaldamento dei corpi è il calore che produce ( energia termica) utile a cuocere cibi riscaldare ambienti ecc. ecc. La sua unità di misura è la caloria (cal) gen fonti esauribili Sono presenti in quantità limitata e non si rigenerano una volta utilizzate. Esse sono combustibili fossili sostanze formatesi con processi di trasformazione avvenuti in milioni di anni. Essi producono energia termica dovuta a alla loro combustione carbone petrolio metano uranio gen

2 fonti rinnovabili Hanno la caratteristica di potersi rigenerare in tempi brevi radiazioni solari vento biomasse energia idraulica calore naturale proveniente dal sottosuolo gen carbone Roccia sedimentaria di origine fossile composta da materiale organico e inorganico è presente principalmente il carbonio e in minor parte l'idrogeno, ossigeno, zolfo e azoto gen

3 qualità dei carboni: TORBE e LIGNITI sono di origine più recente. La lignite risale a 80 milioni di anni e risulta poco pregiata dal punto di vista energetico. I carboni di origine più antica hanno un potere calorico maggiore, i lintantraci la cui formazione risale a 250 milioni di anni fa e l'antracite a 400 milioni di anni fa hanno quasi il 95 % di carbonio gen petrolio Il petrolio è una sostanza naturale ed è composta prevalentemente da idrocarburi Vediamo nel dettaglio cosa sono questi idrocarburi: sono composti chimici formati esclusivamente da carbonio e idrogeno La trasformazione della sostanza organica in petrolio avviene mediante sedimenti di origine animale vegetale che subiscono uno sprofondamento verso condizioni di temperature e pressioni crescenti. feb

4 la ricerca del petrolio Il metodo che fornisce le informazioni più attendibili e dettagliate è sicuramente la sismica a riflessione che sfrutta le onde P (vedi i terremoti) provocate artificialmente. Queste onde infatti quando si propagano nel terreno e quando incontrano una litologia diversa, rispetto a quella nella quale viaggiavano, si dividono ed una parte prosegue verso il basso (onde rifratta) mentre una parte di questa rimbalza e ritorna in superfice (onda riflessa, vedi Interno della Terra). Misurando tutte le onde riflesse, mediante dei geofoni, e il loro tempo che hanno impiegato dalla sorgente a tornare in superficie, si ottengono delle sezioni sismiche, anche in 3D, di notevole definizione e profondità (fino a 7-9 Km) nome della cavità nella quale, entro i terreni impermeabili, si raccoglie naturalmente il petrolio feb Una volta individuato il giacimento si procede creando un pozzo esplorativo; infatti solo questo potrà realmente accertare con sicurezza se le trappole identificate dalla prospezione contengano del petrolio e di che tipo. Lo sviluppo di un pozzo esplorativo è un passo fondamentale anche se i suoi costi sono molto superiori a quelli imputabili alla fase di prospezione; infatti mentre un rilevamento sismico può costare tra i e dollari a Km (circa 400 in mare, perché il processo è più rapido e non si necessita di esplosivi), il costo per la struttura per operare un pozzo esplorativo si aggira tra i e dollari al giorno in terra e può arrivare a dollari al giorno in mare. Considerando che per perforare un pozzo si può impiegare anche un anno, si capisce quanto sia rischiosa ed onerosa questa attività (comunque in caso di successo il gioco vale assai la candela). Accanto una torre di perforazione e relative aste; nelle immagini sotto alcuni tipi di scalpelli: scalpello a rulli a tre coni; sotto uno scalpello in PDC, da Pieri, Petrolio Ed. Zanichelli. video sulla marea nera feb

5 la distillazione del petrolio feb video feb

6 centrale solare a campo specchi La centrale solare (Adrano) in Sicilia sotto l'etna comprende: - Il campo specchi, costituito da Eliostati disposti a Nord della torre: dalla posizione di riposo, con la superficie riflettente rivolta verso il basso, gli Eliostati vengono portati prima nella posizione di attesa (concentrano i raggi riflessi circa 10 m ad Est della caldaia) e quindi in quella di lavoro (concentrano i raggi riflessi sulla caldaia). - Il sistema di controllo generale raccoglie tutte le informazioni necessarie relative al ciclo termico, al sistema elettrico, alla stazione meteorologica e al campo specchi, ed invia istruzioni alle unità che determinano il movimento degli Eliostati. - La caldaia a cavità, con diametro di 4,5 m, posta sulla torre a 55 m di altezza, produce vapore a 510 C e 64 atmosfere di pressione. - La sala macchine con il gruppo turbo-alternatore da 1100 kw ed il condensatore. - L'accumulo termico per il funzionamento in assenza di sole. - Il sistema di protezione della caldaia solare in grado di fornire acqua alla caldaia in assenza di alimentazione elettrica alla pompa di alimento. feb centrale idroelettrica Le centrali idriche sono formate da tre parti: il bacino idrico che si trova a monte; la centrale vera e propria e la condotta forzata che unisce le due parti. Esse utilizzano la caduta delle acque dei fiumi e dei torrenti, raccolte in grandi bacini artificiali, creati sbarrando le valli con delle dighe. Le dighe sono importanti opere di ingegneria idraulica destinate a sopportare l'enorme pressione che l'acqua esercita contro le loro pareti. Tale pressione aumenta con la profondità e di questo bisognerà tenerne conto nella progettazione. L'acqua raccolta nel bacino artificiale, che può raggiungere un volume di milioni di metri cubi, viene convogliata, attraverso un canale derivatore, alle condotte forzate.il getto violentissimo dell'acqua, che esce sotto pressione da questi grossi tubi di lamiera rinforzata, colpisce le pale della turbina, mettendola in rotazione. A sua volta, la turbina trasmette il moto al rotore del generatore di corrente ( alternatore ). L'energia meccanica posseduta dalla turbina viene trasformata nell'alternatore ( per induzione e.m. ) in energia elettrica. L'acqua, dopo aver fatto girare le pale della turbina si scarica a valle attraverso un canale e viene restituita al letto del fiume. La tensione prodotta dagli alternatori si aggira sui 20 / Volt e viene inviata ai capi di un trasformatore in salita per poter essere inviata, attraverso le linee elettriche ad alta tensione, a notevole distanza. Le linee elettriche ad alta tensione, sostenute da grandi pali a traliccio, munite di grossi isolatori di porcellana o di vetro, trasportano la corrente sino alle stazioni di trasformazione che si trovano, in genere, alla periferia delle grandi città. video modello di centrale idroelettrica feb

7 energia eolica video Il suo sfruttamento, relativamente semplice e poco costoso, è attuato tramite macchine eoliche divisibili in due gruppi ben distinti: Generatori eolici ad asse verticale Generatori eolici ad asse orizzontale Tra i moderni aerogeneratori, quello più diffuso, è il modello ad asse orizzontale. Le pale (da 1 a 3), mosse dal vento consentono di trasferire ad un asse rotore una certa velocità di rotazione. Dal rotore l'energia cinetica viene trasmessa ad un generatore di corrente collegato a sistemi di controllo e trasformazione tali da regolare la produzione di energia e l'eventuale inserimento in rete. feb feb

8 video fissione nucleare La fissione può avvenire spontaneamente (fissione spontanea) oppure essere indotta tramite bombardamento di neutroni. È la reazione nucleare comunemente utilizzata nei reattori nucleari e nei tipi più semplici di bombe atomiche, quali le bombe all'uranio (come quella che colpì Hiroshima) o al plutonio[1] (come quella che colpì Nagasaki). Tutte le bombe a fissione nucleare vengono militarmente etichettate come Bombe A. mar centrale elettronucleare video Il principio di funzionamento delle centrali nucleari é simile alle centrali termoelettriche.la differenza sostanziale è la modalità di produzione del vapore. Nelle centrali nucleari la produzione del vapore per azionare la turbina si compie nel reattore nucleare. La parte fondamentale di quest'ultimo é il nocciolo, costituito da contenitori nei quali viene inserito il combustibile nucleare: cilindretti di uranio. mar

9 fusione nucleare La fusione nucleare è un tipo di reazione nucleare grazie alla quale vengono prodotte grandi quantità di energia. E' il tipo di reazione che avviene all'interno del Sole, e che genera l'energia termica indispensabile per la vita sulla Terra. Il processo consiste nella fusione dei nuclei di due atomi di idrogeno, favorita dalla temperatura di 14 milioni di gradi. Durante la fusione una parte della massa si perde e si trasforma in energia. Gli scienziati stanno tentando di sfruttare questa reazione come alternativa alla fissione per la produzione di energia. mar REATTORI A FUSIONE In tutto il mondo si stanno conducendo esperimenti per ottenere la fissione su larga scala. Per raggiungere le temperature che rendono possibile la fusione, all'interno di un reattore a fusione vengono riscaldati atomi di idrogeno. I nuclei vengono separati dagli elettroni dando vita al plasma. Il plasma deve essere mantenuto ad una temperatura di 14 milioni di gradi se si vuole che la fusione abbia luogo. video mar

10 Cogenerazione ed energia scoprire il mondo intorno a noi La cogenerazione Per cogenerazione si intende la produzione congiunta e contemporanea di energia elettrica e calore. Rispetto alle centrali elettriche, la cogenerazione ha natura distribuita e si realizza mediante piccoli impianti. In breve si tratta di mini-impianti in grado di generare calore ed elettricità per grandi strutture (es. ospedali, alberghi ecc.) o piccoli centri urbani. La combustione nelle piccole centrali a cogenerazione raggiunge risparmi fino al 40% nell'utilizzo delle fonti primarie di energia. Calore per reti di teleriscaldamento Il vantaggio rispetto alle grandi centrali termoelettriche. Le grandi centrali termoelettriche utilizzano il carbone o il petrolio per generare calore, la loro combustione è però a rendimenti molto bassi. A questo si aggiungono le grandi perdite di energie causate dalla distribuzione dell'energia elettrica dal punto di produzione al punto di consumo. Nel caso della cogenerazione, invece, il punto di produzione dell'energia è situato nei pressi della zona di consumo. Una caratteristica che permette anche il riutilizzo del calore per il teleriscaldamento delle abitazioni. In questo modo, la cogenerazione fornisce contemporaneamente riscaldamento ed energia elettrica. Ogni singolo edificio, attraverso degli scambiatori, preleva il calore dalle rete di teleriscaldamento, per poi utilizzarlo per il riscaldamento degli ambienti e per l acqua calda sanitaria, sostituendosi così alle normali caldaie. mar

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