Altre forme di energia

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1 Altre forme di energia Altre forme di energia Energia elettrica dalle olive La principale compagnia elettrica spagnola, ENDESA, è in procinto di realizzare due impianti per la generazione di elettricità dall' orujillo, cioè dagli scarti della produzione di olio d'oliva. Grazie al suo contenuto oleoso, questa è, infatti, un residuo di difficile smaltimento e dannoso per l'ambiente, mentre brucia facilmente e con ridotte emissioni inquinanti. La forte domanda di olio d'oliva, in crescita del 20% in USA ed in Europa, rende particolarmente interessante questa tecnologia. Energia geotermica L'energia geotermica è generata dal flusso di calore che scorre attraverso le rocce dall'interno della Terra verso la sua superficie. In alcune situazioni può essere vantaggiosamente sfruttata per generare energia elettrica o per il riscaldamento. Sfruttamento dell'energia geotermica L'energia geotermica è una fonte a erogazione continua, indipendente da condizionamenti climatici, ma può essere sfruttata solo in alcune situazioni. L'acqua delle sorgenti termiche a temperature relativamente basse è sfruttata per riscaldare ambienti, nell'agricoltura (serre, allevamento di pesci,) e nell'industria. Un interessante uso delle acque geotermiche a basse temperature è costituito dall'innaffiamento delle colture di serra o all'irrigazione a effetto climatizzante, in grado di garantire le produzioni agricole anche nei paesi freddi. Per la generazione di energia elettrica vengono 59

2 Alla scoperta dell energia sfruttate sorgenti a temperature maggiori. Una situazione tipica è la seguente: il vapore esce dalla sorgente ad una temperatura di 200 C e con una certa forza; questo viene convogliato su una turbina, alimentandone il moto e, tramite un generatore accoppiato, genera energia elettrica. Già i Romani sfruttarono l'energia geotermica per riscaldare l'acqua e gli ambienti delle terme. Le sorgenti geotermiche furono sfruttate, per la produzione di energia elettrica, per la prima volta in Italia nel Questo lavoro ebbe luogo a Larderello, in Toscana, dove ancora oggi è funzionate una centrale geotermica. Oggi in tutto il mondo circa 130 impianti utilizzano il vapore acqueo proveniente dal sottosuolo a fini energetici. L'Islanda è il paese dove si dà maggiore importanza alla geotermia, grazie all'abbondanza di questa risorsa. La risorsa geotermica risulta costituita da acque sotterranee che, venendo a contatto con rocce ad alte temperature, si riscaldano e in alcuni casi vaporizzano. A causa dell'esaurimento che dopo un certo numero di anni possono subire i campi geotermici, sono stati avviati esperimenti per tentare operazioni di ricarica. L'uso dell'energia geotermica per la produzione di elettricità, oggi, è modesta, inferiore a quella di due o tre impianti termoelettrici convenzionali. Il rapporto costi / benefici Nel campo delle scelte energetiche, come negli altri campi delle scelte umane, è importante saper valutare gli aspetti vantaggiosi e le conseguenze svantaggiose, ossia conoscere il rapporto costi/benefici. E' evidente che l'applicazione di ogni tecnica, finalizzata a un certo obiettivo positivo, comporta in una certa 60

3 Altre forme di energia misura anche conseguenze negative. Ad esempio, se vogliamo disporre di energia elettrica a buon mercato (obiettivo) dobbiamo bruciare nelle centrali carbone o petrolio. Ma così facendo inquiniamo l'ambiente e impoveriamo le riserve di fonti primarie (conseguenze negativa). Spesso è difficile raggiungere una valutazione equilibrata del rapporto costi/benefici, anche a causa di una diffusa ignoranza dei fatti e dei dati. Energia idroelettrica La produzione dell'energia elettrica nelle centrali sfrutta fonti rinnovabili e non rinnovabili. La più importante fra le prime è l'energia fornita dalle cadute dell'acqua, che alimenta la rotazione di una turbina accoppiata meccanicamente a un elettromagnete (rotore). Nel nostro paese l'energia idroelettrica ha giocato un ruolo rilevante dalla metà degli anni venti fino agli anni cinquanta. In seguito la forte crescita dei consumi energetici è stata fronteggiata per lo più con il ricorso alle centrali termoelettriche alimentate con fonti non rinnovabili. L'energia complessiva dei corsi d'acqua nel mondo è enorme, la potenza è di centinaia di milioni di chilowatt. Per millenni solo una piccola parte di questa energia idraulica fu sfruttata grazie ai mulini (ruote idrauliche). Negli ultimi due decenni dell'ottocento l'innovazione più importante fu lo sfruttamento delle cadute d'acqua per alimentare il moto delle turbine accoppiate alla dinamo, trasformando così l'energia meccanica in energia elettrica. L' energia idrica fu chiamata carbone bianco, per indicare una modalità alternativa e pulita per ottenere energia elettrica: essa è una fonte rinnovabile e non inquinante. Le prime modeste centrali idroelettriche furono costruite intorno al 1882 e tre anni più tardi entrò in funzione la grande centrale che sfruttava le Cascate del Niagara (seimila metri cubi di acqua al secondo, per un salto di circa settanta metri). 61

4 Alla scoperta dell energia Nelle centrali termoelettriche il combustibile, carbone, petrolio o metano, è accumulato e impiegato in ogni momento nella quantità richiesta; ad esempio, c'è più bisogno di energia elettrica di giorno che di notte e nei giorni lavorativi rispetto ai festivi. Per questo le centrali idroelettriche non possono adattarsi ai regimi variabili dei corsi d'acqua. Per un razionale sfruttamento delle centrali idroelettriche si rese, perciò, necessario sbarrare i corsi d'acqua a monte, costruendo dighe che accumulassero l'acqua in laghi artificiali da far fluire nella quantità richiesta. Dighe per l'energia idroelettrica Il primo momento in cui l'uomo ha tentato di dominare le acque è ancora difficile da determinare. È probabile, tuttavia, che ciò sia avvenuto in una delle civiltà sorte durante l'antichità nel bacino di grandi fiumi come Nilo, Tigri ed Eufrate. Gran parte delle antiche dighe in terra, tra cui quelle costruite dai babilonesi, facevano parte di complessi sistemi di irrigazione che trasformavano regioni improduttive in fertili pianure. Tuttavia, proprio a causa del materiale usato e dei danni provocati dalle inondazioni, poche tracce di questi manufatti si sono conservate fino a oggi. La costruzione di dighe "moderne" è stata possibile con l'avvento del cemento e del calcestruzzo e con l'introduzione delle scavatrici. Le prime grandi dighe, infatti, erano costituite per lo più di argilla mista a fango. Il primo impianto idroelettrico venne costruito nel 1880 nel Northumberland, in Inghilterra. Da allora, a causa anche della crescente domanda di elettricità che ha caratterizzato il Ventesimo secolo, gran parte dei principali fiumi della Terra sono stati sbarrati e imbrigliati con opere sempre più ardite e complesse. Micro-dighe per l'energia elettrica Presso alcune comunità rurali dello Sri Lanka si sta sperimentando una nuova strategia sostenibile per fornire energia elettrica ai villaggi più svantaggiati. L'obiettivo è stato raggiunto grazie alla messa a punto di micro-dighe collegate a idroturbine in grado di fornire a vil- 62

5 Altre forme di energia laggi, generalmente isolati e privi di accesso alla rete elettrica, l'energia necessaria ai fabbisogni quotidiani ed all'avvio di attività produttive. Il sistema fin'ora sperimentato ha una potenza di più di 400 KW, e fornisce energia (ed i benefici associati) a 2000 famiglie in 75 villaggi sperduti nella foresta. Anche se ha una efficienza modesta in relazione ai costi, questa soluzione, da cui traggono vantaggio numerose comunità rurali in paesi in via di sviluppo, è stata adottata anche da paesi industrializzati tra i quali l'italia; il motivo sta anche nel ridotto impatto ambientale rispetto alla costruzione delle immense dighe delle grandi centrali idroelettriche. Onde e maree Dal moto ondoso degli oceani e dai flussi di marea, teoricamente, si potrebbero recuperare grandi quantità di energia. Da una barriera costruita su una foce, l'acqua defluisce azionando la turbina accoppiata all'alternatore che genera l'elettricità. Il ciclo ha la discontinuità della marea. Tuttavia, finora, il costo di produzione con questo sistema si è rivelato superiore a quello idroelettrico convenzionale. Energia Nucleare L'energia che si ottiene bruciando qualsiasi combustibile è energia chimica, ossia deriva dalla rottura e ricomposizione dei legami chimici che tengono insieme gli atomi nelle molecole. L'energia nucleare si ottiene invece dalla rottura e ricomposizione dei legami fra le particelle (protoni e neutroni) che formano i nuclei degli atomi. Questi legami nucleari sono un milione di volte più forti dei legami chimici, di conseguenza l'energia che si può liberare è molto maggiore: dalla fissione nucleare di 1 grammo di uranio si ottiene tanta energia come dalla combustione di 2 tonnellate di petrolio. 63

6 Alla scoperta dell energia Nocciolo: la parte attiva di un reattore nucleare contenente il combustibile fissionabile. Il reattore nucleare L'energia rilasciata dalle reazioni nucleari controllate (cioè non esplosive) di fissione viene sfruttata negli impianti (reattori) elettronucleari. La fissione dei nuclei di uranio, il combustibile nucleare, attraverso stadi intermedi, produce calore (e radioattività, che deve essere contenuta all'interno del nocciolo del reattore). Il calore generato riscalda l'acqua (o un altro fluido) e il vapore ad alta pressione va ad azionare una turbina accoppiata a un alternatore per la conversione in energia elettrica, come in un impianto termoelettrico tradizionale. La differenza sostanziale, rispetto ad altri tipi di centrali, sta dunque nella natura del combustibile, ma questo comporta differenze rilevanti nella struttura dell'impianto, a causa della assoluta necessità di garantirne la sicurezza. I rari ma gravi incidenti che si sono verificati mostrano che questo non è sempre stato possibile. Esistono anche molti reattori nucleari che non sono impiegati per generare energia elettrica, ma per scopi di ricerca. Impianti elettronucleari Il primo reattore nucleare connesso alla rete entrò in funzione nel 1954 nell'unione Sovietica; la sua potenza era di appena 5000 kw. Il primo impianto americano, da 90 MW, entrò in funzione tre anni dopo (la potenza dei grandi impianti attuali è dell'ordine di 1000 MW). A quel tempo ci si illuse che l'energia nucleare avrebbe risolto il problema delle fonti primarie di energia, ma successivamente, in particolare dopo l'incidente di Chernobyl (1986), le prospettive furono fortemente ridimensionate e prevalse un atteggiamento più prudente. Il dibattito è tuttora aperto. Oggi sono attive nel mondo circa 430 centrali nucleari oltre a molti reattori per la propulsione navale (sottomarini nucleari), reattori per generare il plutonio per le bombe atomiche e ad alcune centinaia di reattori meno potenti, dedicati alla ricerca. Un impianto nucleare di grandi dimensioni produce, in un anno, 100 metri cubi di scorie solide fortemente radioattive. 64

7 Come limitare gli effetti del consumo di energia sull'ambiente Come limitare gli effetti del consumo di energia sull'ambiente Deforestazione I problemi ambientali non sono una spiacevole novità delle nostre società industrializzate. L'uomo incominciò a modificare l'ambiente con l'inizio del Neolitico e lo sviluppo dell'agricoltura. Nel corso dei millenni strappò alle foreste il terreno per coltivare i campi, gli alberi per le costruzioni, la legna come combustibile. Nell'Alto Medioevo l'europa era ricoperta da un verde manto di boschi. Lo sviluppo dell'agricoltura, nell'xi e nel XII secolo, aveva portato alla deforestazione, accentuata dalla necessità di legna da ardere per riscaldarsi e per i forni della siderurgia, delle vetrerie, delle fabbriche di mattoni, e di legname per le costruzioni civili e navali. Già alla fine del XIII secolo comparvero le prime leggi per limitare lo sfruttamento delle foreste. Nel 1560 ad esempio gli abitanti di Nevres (Francia) ottennero la soppressione degli stabilimenti siderurgici intorno alla città per limitare la deforestazione. La crisi del legno generò l'aumento dei prezzi: in Inghilterra dall'inizio del Cinquecento alla metà del Seicento il prezzo del legname quintuplicò, e un aumento simile conobbe il prezzo del carbone di legna. A partire dalla fine del Cinquecento la crisi fu alleviata dall'impiego via via crescente dei combustibili fossili, torba e carbone. Oggi circa un terzo delle terre emerse è costituito da deserti, tundre, praterie e soprattutto foreste. La deforestazione che prosegue nelle grandi foreste pluviali suscita allarme sia perché minaccia la sopravvivenza di molte specie animali e vegetali, sia perché accresce la concentrazione di anidride carbonica nell'atmosfera. Molti gruppi preoccupati per la salvaguardia dell'ambiente naturale tentano di arginare il fenomeno. 65

8 Alla scoperta dell energia Ettari: l'ettaro (ha) è una unità di misura di superficie equivalente a metri quadri. Non fa parte del sistema internazionale di unità di misura, ma il suo uso è accettato ugualmente. El Niño: Originariamente il termine era utilizzato dagli abitanti delle coste dell'ecuador e del Perù per descrivere una debole e calda controcorrente oceanica (osservata attorno a dicembre, da qui il suo nome legato al Bambin Gesù) che si muoveva verso sud parallelamente alla costa pacifica del Sud America e durava solo per alcune settimane. L'interesse era dovuto al fatto che, essendo meno fredda, portava ad un'importante diminuzione della pescosità delle acque costiere. Oggi gli scienziati designano con il termine "El Niño" un anomalo ed eccezionale riscaldamento delle acque oceaniche superficiali nella zona orientale-equatoriale dell'oceano Pacifico. El Nino è stato documentato fin dal lontano 1726, ma solo negli ultimi anni è stato attentamente studiato e si verifica con scadenze irregolari varianti fra 3 e 7 anni e può durare fino a 24 mesi. Situazione attuale Una recente valutazione complessiva della FAO (Organizzazione per l'agricoltura e l'alimentazione) indica che la superficie coperta da foreste continua a diminuire in modo significativo. Fino ai primi anni '70, infatti, il 99 % della foresta amazzonica era ancora intatto. Alla metà degli anni '80 il 13,7 % era a rischio: in appena tre decenni, sono stati distrutti più di 55 milioni di ettari di foresta, l'equivalente di una regione vasta quanto la Francia. Le principali cause della deforestazione sono: la conversione del suolo all'agricoltura ed al pascolo, il taglio del legno per uso combustibile o per altro uso. Negli anni Novanta, durante il lungo periodo di siccità portato da El Niño, le foreste pluviali dell'indonesia sono state scenario di incendi incontrollabili che in pochi mesi hanno consumato un'area di oltre 60mila chilometri quadrati, una superficie paragonabile a due volte il Belgio. Secondo alcune stime, nel solo 1997 gli incendi indonesiani avrebbero immesso nell'atmosfera una quantità di anidride carbonica equivalente a quella emessa dalla combustione di idrocarburi nell'intera Europa. La deforestazione, tuttavia, non è un fenomeno limitato solamente alle grande foreste pluviali. Fotografie satellitari, infatti, hanno evidenziato una preoccupante diminuzione nel numero e nell'estensione delle foreste montane negli ultimi anni, decenni durante i quali abbiamo assistito a un progressivo spopolamento, all'abbandono e all'oblio in alcune regioni e ad un vero e proprio assalto, anche speculativo, in altre. Tutte queste azioni alterano in modo significativo il paesaggio, con conseguenze che talvolta possono essere devastanti, specie a seguito di una precipitazione abbondante (smottamenti, frane ed inondazioni). 66

9 Come limitare gli effetti del consumo di energia sull'ambiente Piogge acide La combustione di combustibili fossili per la produzione di elettricità e per il trasporto su strada rilascia nell'ambiente diversi gas, tra cui l'anidride carbonica che può provocare l'effetto serra, e ossidi di zolfo e di azoto che possono provocare le cosiddette piogge acide. Questi gas, infatti, combinandosi con l'acqua, si trasformano in acidi rendendo a loro volta acida la pioggia. Le piogge acide, purtroppo, hanno effetti distruttivi sull'ambiente. Ossidi di Zolfo: si indicano complessivamente con la formula chimica SOx, comprendendo così diversi composti tra lo Zolfo (S) e l'ossigeno (O). Le emissioni di ossidi di zolfo sono dovute prevalentemente all'uso di combustibili solidi e liquidi. Tipici inquinanti delle aree urbane e industriali, tendono ad accumularsi nell'aria, soprattutto in condizioni meteorologiche sfavorevoli. Le situazioni più gravi si presentano nei periodi invernali quando, alle altre fonti di emissione, si aggiunge il riscaldamento domestico. Danno luogo alle cosiddette "piogge acide". Conseguenze delle piogge acide La pioggia acida può alterare l'acidità dei laghi e dei fiumi, rendendo le loro acque letali per alghe e pesci. L'acidità danneggia anche gli alberi e gli edifici. Un problema molto pubblicizzato è l'effetto sulle conifere, piante generalmente sempreverdi, i cui semi diventano incapaci di generare nuovi alberi. Certi materiali, in particolare le pietre calcaree e il marmo presenti in molti edifici storici, sono particolarmente sensibili al livello di acidità. Rendimenti crescenti in agricoltura e contaminazione Oggi il settore agricolo assorbe circa il 5 % dell'energia primaria consumata nel mondo; di questa, circa la metà per i fertilizzanti, il 40 % per fabbricare e muovere le macchine agricole, il resto per l'irrigazione e i pesticidi. 67

10 Alla scoperta dell energia Fertilizzanti: Sostanze di origine naturale o chimica che aumentano la produttività dei terreni coltivati, apportando ai vegetali gli elementi necessari al loro sviluppo. I componenti dei fertilizzanti appartengono a tre categorie: princìpi attivi (azoto, fosforo e potassio); oligoelementi (ferro, manganese, rame, zinco e boro); correttivi (a base di calcio, magnesio e zolfo). DDT: abbreviazione di DicloroDifenilTricloroetano. Insetticida chimico incolore, sintetizzato nel 1874 in Germania, solo nel 1939 fu riconosciuto dal chimico svizzero Paul Müller (premio Nobel) come potente veleno nervino per gli insetti. A partire dagli anni Sessanta si è scoperto che il DDT produce gravi effetti collaterali sull'uomo e sugli altri animali. Già da tempo in molti paesi è stato vietato l'uso. In alcune ricerche in Antartide è stata rilevata presenza di DDT nelle uova di uccelli, licheni, muschi, pinguini. Contaminazione ambientale: basti ricordare l'incidente accaduto il 10 luglio 1976 a Seveso, dove dallo stabilimento ICMESA, fuoriuscì una nube tossica di diossina o quello tremendo del dicembre 1984 a Bophal (India) dove da una fabbrica di pesticidi della Union Carbide uscì una nube tossica di diossina che uccise più di 7000 persone. I primi fertilizzanti furono prodotti dopo la prima Guerra Mondiale. L'uso del primo insetticida, il DDT, è del L'applicazione estesa dei fertilizzanti e dei pesticidi ebbe luogo dopo la seconda Guerra Mondiale; ne conseguì un aumento del rendimento del terreno ma anche, nei primi decenni, una allarmante contaminazione ambientale. I fosfati, impiegati in modo balordo come concime, hanno causato l'estinzione della vita animale nei grandi laghi, favorendo la crescita abnorme di alghe che impediscono il passaggio della luce. Negli ultimi duecento anni nei paesi industrializzati la produttività agricola è aumentata di decine di volte. All'inizio del Novecento le vacche più produttive davano fino a 1700 litri di latte all'anno, mentre oggi possono produrne quasi dieci volte tanto. Incidenti e catastrofi Gli esempi di inquinamento connessi con la produzione, il trasporto e l'impiego dell'energia sono molti: disastri nelle miniere, catastrofi provocate dai bacini idroelettrici, il gravissimo incidente al reattore nucleare ukraino, eccetera. Ricordiamo ad esempio l'inquinamento dei mari e delle coste in seguito al naufragio di petroliere e al conseguente riversarsi in mare del carico di petrolio. Automezzi, incidenti, Inquinamento Meno clamoroso ma più inquietante è l'inquinamento provocato dagli autoveicoli, anche se non bisogna dimenticare che i danni conseguenti sono di gran lunga inferiori a quelli causati dagli incidenti. In Italia oggi circolano quasi 40 milioni di autoveicoli (tre volte tanto rispetto al 1970) e circa 10 milioni di moto e motorini. Il 70% degli incidenti stradali avviene in ambito urbano, ma la gravità degli incidenti è maggiore sulle strade extra-urbane, a causa della maggiore velocità. Complessivamente, circa 6000 morti ( nell'unione Europea) e feriti. Grazie alla migliorata sicurezza degli autoveicoli, il numero delle vittime dal 1970 a oggi è diminuito del 40%, nonostante che il traffico di persone e merci sia triplicato. Una valutazione più incerta dei costi causati dall'inquinamento atmosferico dovuto al traffico è di 6-10 miliardi di Euro, 68

11 Come limitare gli effetti del consumo di energia sull'ambiente nonostante che negli ultimi anni le emissioni nocive delle auto siano calate di circa il 90%. Di quasi tre miliardi è valutato il costo causato dalla congestione del traffico. Centrali elettriche Gli effetti ambientali connessi con la generazione dell'elettricità sono di vario genere. Le centrali termiche consumano molta acqua per il raffreddamento; circa due litri d'acqua evaporano per ogni kwh di energia prodotta. L'impiego del carbone comporta l'alterazione dell'ambiente per l'estrazione, l'immissione di ossidi nell'atmosfera e la produzione di residui solidi da smaltire. Le dighe per le centrali idroelettriche sommergono valli e terreni anche molto estesi e alterano il flusso dell'acqua; la superficie sommersa dalla grande diga di Assuan (Egitto) è di 6000 chilometri quadrati. Inoltre, i bacini idroelettrici possono causare gravi incidenti. E' evidente che ogni scelta energetica comporta un prezzo da pagare anche in termini ambientali. Le centrali a carbone Essendo il carbone la fonte più abbondante (stimata per ancora 300 anni) e oggi a buon mercato rispetto al petrolio e al gas naturale, si investe molto nella ricerca di tecnologie che consentano l'impiego meno inquinante di questo combustibile sporco. Per ovviare alle difficoltà vi sono due strade: le centrali a letto fluido e la gassificazione del carbone. Nelle prime la combustione del carbone polverizzato avviene con maggior efficienza, e per questo si registra una produzione minore di polveri e più alti rendimenti. Nel secondo caso, a partire da una miscela di acqua e carbone scaldata a temperatura elevata, si produce un gas combustibile composto quasi esclusivamente da monossido di carbonio; questo gas può essere trasportato da gasdotti e impiegato come combustibile direttamente nelle centrali termoelettriche a vapore, nelle centrali a turbogas, al pari del gas naturale. In questo secondo tipo di centrali è il gas prodotto nella combustione, anziché il vapore, ad azionare il moto della turbina. Diga di Assuan: La costruzione della grande diga, nei pressi della città egizia di Assuan, è stata realizzata tra il 1964 ed il 1971 e forma uno dei più grandi bacini artificiali del mondo, il lago Nasser (in onore del presidente egiziano Gamal Abd el Nasser ). Il lago si allunga da Assuan per 560 km fino al confine con il Sudan su una superficie di oltre 6000 Km2. 69

12 Alla scoperta dell energia Letto fluido Nelle centrali termoelettriche a letto fluido il carbone viene polverizzato e mescolato con fini particelle di calcare, il tutto tenuto in sospensione da un getto d'aria ascendente. Centrali turbogas: Sono centrali alimentate a gas (combustibile). L'aria compressa aspirata dall'esterno viene immessa in camera di combustione assieme al combustibile: la miscela che si forma viene incendiata e i gas prodotti ad alta pressione e temperatura si espandono in una turbina a gas (turbogas) che, ruotando, trascina un alternatore che genera energia elettrica. I gas scaricati dal turbogas sono ancora molto caldi e spesso tali centrali sono associate ad una centrale a vapore, che li riutilizza fornendo energia ed aumentando l'efficienza dell'insieme, che viene così denominata centrale combinata. Elettrosmog: L'elettrosmog denota l'insieme dei campi elettromagnetici (EM) prodotti artificialmente. Si tratta di un termine giornalistico ed entrato nel lessico corrente. Ha una connotazione negativa che suggerisce di includere i campi EM fra le fonti di inquinamento. Elettrosmog? Recentemente, fra i danni ambientali imputabili all'uso e al trasporto dell'energia, si è considerato anche quello dovuto ai campi elettromagnetici. Questi campi sono emessi ogni volta che si hanno correnti elettriche che variano nel tempo (elettrodomestici, elettrodotti, ecc.) e costituiscono le onde elettromagnetiche che trasportano i segnali nelle telecomunicazioni (radio, TV, telefoni cellulari). Comunemente a questo proposito si parla di elettrosmog. E' indubbio che campi di grande intensità, come quelli impiegati in alcune applicazioni industriali, possono causare danni agli organismi esposti che assorbono l'energia da essi trasportata. Tuttavia, nella stragrande maggioranza dei casi l'energia assorbita è minima e il rischio è pressochè nullo. I primi studi sistematici per i campi prodotti dalle linee elettriche risalgono ad oltre 20 anni fa, dopo che alcuni ricercatori affermavano di avere messo in evidenza un legame tra la leucemia infantile e la presenza di campi EM prodotti da linee elettriche ad alta tensione. Gli studi si occupano esclusivamente degli effetti a lungo termine di campi molto deboli, ossia di campi che non possono provocare apprezzabili riscaldamenti dei tessuti. Tuttavia, dati recenti (2002) dimostrano che non c'è alcuna evidenza convincente che l'esposizione ai campi EM a bassa frequenza, che sperimentiamo negli ambienti di vita quotidiana, provochi un danno diretto, né tantomeno influenzi l'insorgere di tumori. Discorso analogo vale per le emissioni a radiofrequenza dei telefonini e delle stazioni radio base (antenne), oltre una certa distanza minima. Effetti globali sul clima L'ambiente naturale è in uno stato di equilibrio instabile e delicato. La produzione di energia elettrica mediante combustibili fossili (come ogni combustione) comporta l'emissione di sostanze inquinanti e di gas serra. Questi possono agire anche sul clima, in particolare, possono causare l'effetto serra e le 70

13 Come limitare gli effetti del consumo di energia sull'ambiente piogge acide. L'utilizzo di idrogeno come combustibile è una soluzione con basso impatto ambientale, producendo solo un sovrappiù di vapor d'acqua, ma l'idrogeno non si trova in natura, va prodotto con qualche tecnica, e per far ciò si utilizza energia prodotta con i metodi tradizionali e quindi inquinanti. Prevedere i cambiamenti climatici? L'uomo modifica costantemente la composizione dell'atmosfera, introducendo nuove sorgenti di gas ed interferendo con i serbatoi naturali (biosfera, oceani, geosfera, atmosfera) che sono legati fra loro da importanti scambi che costituiscono il ciclo del carbonio. Negli ultimi 20 anni, gli scienziati hanno sviluppato modelli di calcolo che cercano di prevedere i cambiamenti climatici prodotti da tali alterazioni umane dei cicli naturali. In particolare, a seguito dell'aumento della concentrazione di gas serra in atmosfera, sono stati individuati essenzialmente tre possibili cambiamenti: - il riscaldamento globale della bassa atmosfera e della superficie terrestre; - l'alterazione del ciclo dell'acqua nell'atmosfera e nel suolo; - l'aumento del livello dei mari. Negli scenari più sfavorevoli il livello del mare potrebbe crescere fino a quasi un metro di altezza, mentre in quelli più favorevoli sarebbe contenuto entro centimetri! Ricordiamo però che, indipendentemente dall'azione dell'uomo, il clima della Terra nel passato ha subito forti variazioni. Il buco dell'ozono L'ozono (O3) è una molecola formata da tre atomi di ossigeno che ha, fra le altre, la proprietà di assorbire i raggi ultravioletti. Nella stratosfera, fra 20 e 50 chilometri di altezza, esiste uno strato di ozono che scherma la superficie della Terra dalla radiazione ultravioletta che giunge dal Sole; questa radiazione può causare cancri della pelle e danneggiare la vista. L'ozono stratosferico è continuamente creato dall'interazione solare con le molecole dell'ossigeno normale (O2) o con l'ossigeno atomico, e continuamente si distrugge attraverso processi complessi: da queste azioni contrapposte risulta una concentrazione di equilibrio. Alcuni composti chimici prodotti dall'atti- Impatto ambientale: L'impatto ambientale è l'insieme degli effetti causati da un evento, un'azione o un comportamento sull'ambiente nel suo complesso. L'impatto ambientale - da non confondere con inquinamento o degrado - mostra quali effetti può produrre una modifica, non necessariamente negativa, all'ambiente circostante. Biosfera: l'insieme delle zone della Terra, comprese l'atmosfera, gli oceani e le terre emerse, in cui esistono le condizioni essenziali per lo sviluppo della vita animale e vegetale. Geosfera: la sfera terrestre; il pianeta Terra. Il ciclo del carbonio: le piante assorbono parte della anidride carbonica presente nell'atmosfera e, grazie alla fotosintesi, la trasformano in composti organici più complessi (come l'amido, la cellulosa, ecc.) necessari per il loro nutrimento e crescita. Attraverso la catena alimentare, il carbonio è trasformato e trasferito dagli erbivori ai carnivori. Alla morte delle piante e degli animali, alcuni organismi scompongono le molecole complesse liberando nuovamente il carbonio nell'atmosfera sotto forma di anidride carbonica. Il bilancio naturale del ciclo, in assenza di attività dell'uomo, è pressoché in pareggio. 71

14 Alla scoperta dell energia vità industriale, in particolare i clorofluorocarburi (CFC, o freon), raggiungendo la stratosfera, contribuiscono alla distruzione dell'ozono, alterando così l'equilibrio della concentrazione e provocando nella zona Antartica il noto ed allarmante buco dell'ozono. Nel 1985 è stato firmato un accordo internazionale - la Convenzione di Vienna - per la protezione dello strato di ozono; questa impone, fra l'altro, il divieto a rilasciare nell'atmosfera i CFC. Sembra che nel 2002 le dimensioni del buco dell'ozono siano diminuite. L'anidride carbonica e l'effetto serra L'anidride carbonica (CO2) è un costituente dell'atmosfera, nella quale è presente in concentrazioni modeste (meno dello 0,4 per mille). E' importante perché è la fonte del carbonio necessario alla fotosintesi e perchè contribuisce a regolare la temperatura della Terra. Questo effetto è dovuto al fatto che l'anidride carbonica, come l'azoto e l'ossigeno dell'aria, è trasparente alla luce solare che arriva sulla Terra, ma assorbe e riemette parte della radiazione termica (infrarossa) che la Terra irraggia; di conseguenza si riduce il raffreddamento notturno della superficie terrestre. Il crescente consumo di combustibili fossili e la deforestazione hanno provocato, nell'ultimo secolo, un aumento della concentrazione di anidride carbonica nell'atmosfera di circa il 25%; si teme che questo aumento provochi la crescita della temperatura media terrestre e cambiamenti climatici. L'anidride carbonica non è l'unico gas atmosferico responsabile dell'effetto serra; anche il metano, l'ossido di azoto e i clorofluorocarburi (CFC) contribuiscono, sebbene in misura minore. Tutti questi, insieme, sono detti, come abbiamo già visto, gas serra. Preoccupazioni e proposte Alla vigilia della 6 Conferenza sul Clima (Aja, novembre 2000) climatologi hanno sottoscritto un rapporto scientifico sulle conseguenze dell'effetto serra, cui contribuisce principalmente l'uso dei combustibili fossili: la temperatura della Terra è aumentata di 0,6 gradi dal 1860 ad oggi, causando ovunque un ritiro dei ghiacciai e un innalzamento dei livelli dei mari. 72

15 Come limitare gli effetti del consumo di energia sull'ambiente La protezione dell'ambiente globale richiede l'adozione di nuove tecnologie in grado di ridurre le emissioni di gas serra, in particolare nella produzione di energia. E' questo, infatti, il settore da cui dipende oltre il 90% delle emissioni di anidride carbonica. L'obbiettivo è quindi quello di ridurre il consumo di combustibili fossili e di utilizzare fonti di energia pulite. Anche il consumo familiare di energia incide nel bilancio in maniera cospicua. Il risparmio energetico, attuato dai singoli consumatori, può contribuire alla riduzione delle emissioni inquinanti e, nello stesso tempo, tagliare la spesa energetica delle famiglie. Il consumo domestico rappresenta il 20% circa dei consumi finali nazionali di energia. Di questo consumo, più del 75% deriva dall'utilizzo di combustibili fossili per usi termici (soprattutto gas naturale e gasolio per il riscaldamento) ed il 20% dai consumi di energia elettrica. Il 5% residuo è imputabile all'uso di legna e gas liquido. Così il riscaldamento è, dopo il traffico, la maggiore causa dell'inquinamento delle nostre città, il Protocollo di Kyoto deve davvero diventare un impegno non solo degli stati, ma di ognuno di noi. E' quindi modificando il proprio stile di vita ed utilizzando in modo corretto e sostenibile le risorse energetiche e ambientali, senza sacrifici e senza rinunciare ai confort, che si può contribuire al raggiungimento degli impegni nazionali per la riduzione delle emissioni di gas serra. Per raggiungere gli obiettivi di riduzione delle emissioni a tutela dell'ambiente, fissati dal Protocollo di Kyoto, occorre utilizzare sempre di più l'energia pulita", servirsi di fonti di energia rinnovabili e poco dannose: come l'energia eolica, i pannelli solari che portano in casa acqua calda ed energia elettrica, o ancora il calore che arriva dal sottosuolo (geotermia) ed anche la termovalorizzazione dei rifiuti per la produzione di energia. Le Istituzioni hanno si la responsabilità di pianificare e organizzare un uso razionale delle risorse nei settori di loro competenza, ma anche i cittadini, uno per uno, possono fare molto a casa propria, risparmiando energia per sé e per la Terra. Le energie pulite Si parla spesso di energie alternative, energie rinnovabili e di energie pulite, e a volte si fa un po' di confusione. Come energie alternative si intendono quelle energie che siano una valida alternativa ai combustibili fossili, da cui Stratosfera: strato dell'atmosfera situato fra i 15 e i 50 km di altitudine, caratterizzato da una scarsissima umidità e da un progressivo aumento della temperatura a seguito dell'assorbimento dell'energia solare (circa il 2%) che provoca la formazione dell'ozono; l'ozonosfera, infatti, è contenuta nella stratosfera. Clorofluorocarburi o CFC: Noti anche col nome di freon. Derivati del metano o da altri idrocarburi, per sostituzione degli atomi di idrogeno con atomi di cloro e fluoro. Sono gassosi e facilmente liquefattibili; furono impiegati per lungo tempo, come propellenti di aerosol, refrigeranti nei frigoriferi e per produrre certe materie plastiche. Sono chimicamente inerti e ciò consente loro di arrivare nella stratosfera e di reagire con l'ozono eliminandolo (buco dell'ozono). Sono stati sostituiti con gli idroclorofluorocarburi che sono più facilmente degradabili. Freon: Nome commerciale di idrocarburi gassosi, atossici e non infiammabili, contenenti cloro e fluoro, usati come propellenti per aerosol e spray o come refrigeranti. 73

16 Alla scoperta dell energia dipendiamo per il 90 % del fabbisogno mondiale (e per ben l'80% di quello nazionale). Le tecnologie relative alle energie rinnovabili (come il fotovoltaico, le biomasse, l eolico...) giocheranno un ruolo importante nel futuro; non a caso le maggiori aziende petrolifere si stanno impegnando nel loro sviluppo. Tra le fonti alternative e le fonti rinnovabili ve ne sono alcune che, pur non presentando il problema dell'emissione di sostanze nocive nell'atmosfera (idroelettrica, eolica, solare, geotermica), e che spesso sono definite pulite, pongono però altri problemi ambientali. Impatto ambientale Negli ultimi anni, sempre maggior importanza è stata data ai problemi riguardanti l'impatto ambientale dei differenti metodi di produzione energetica. Quando si tratta di valutare una fonte di energia si deve considerare non solo il possibile inquinamento ma anche le alterazioni arrecate all'ambiente e al paesaggio da un impianto che sfrutti tale fonte, oltre a, naturalmente, il rischio di incidenti. I grandi impianti idroelettrici, pur non avendo emissioni nocive, hanno un impatto ambientale elevato, superiore a quello dei piccoli impianti, le cosiddette micro-dighe. Queste, in Italia, contribuiscono per il 63% alle energie rinnovabili. Anche gli impianti eolici, pur essendo ideali sotto molti punti di vista (non hanno scorie, non rilasciano gas inquinanti, non emettono radiazioni nocive) hanno un certo impatto ambientale, sia visivo che acustico (anche se oggi le nuove tecnologie fanno in modo che l'impatto acustico sia sempre minore) e sono per questo osteggiati da molti ambientalisti. In Regione Campania gli impianti eolici sono molto diffusi; ad esempio, in alcune zone dell'appennino, alcuni comuni hanno scoperto una nuova e peculiare forma di turismo, quella di chi va a vedere gli impianti eolici. L'energia nucleare (che può considerarsi una energia alternativa, ma non del tutto rinnovabile) presenta il problema dello smaltimento delle scorie radioattive, e del rischio di incidenti. Oltre a un maggior impegno dal lato del risparmio, del miglioramento dell'efficienza e della sicurezza degli impianti, occorrerà anche arrivare a dei compromessi, se non si vuole rischiare di trovarsi privi di risorse energetiche in un non troppo lontano futuro! 74

17 Come limitare gli effetti del consumo di energia sull'ambiente Risparmio energetico Le fonti primarie di energia non sono inesauribili e le fonti rinnovabili non sono in grado di coprire le richieste crescenti. E' dunque necessario favorire il più possibile il risparmio energetico, che può essere ottenuto anche modificando di poco il nostro stile di vita. Troppo spesso i critici della crescita incontrollata dei consumi energetici sono le stesse persone che usano l'automobile anche per brevi percorsi in città e che non rinunciano agli eccessi nel riscaldamento e nel condizionamento degli ambienti. Efficienza e riciclaggio Ogni volta che si risparmia energia, o la si usa in modo più efficiente, si contribuisce indirettamente anche a ridurre l'inquinamento. Naturalmente, non basta il risparmio casalingo: occorre che anche le industrie, le fabbriche, gli uffici siano in regola con le norme, e che prendano dei provvedimenti per limitare i consumi, aumentare l'efficienza degli strumenti utilizzati e diminuire gli scarichi dannosi, mediante l'uso di depuratori e filtri. L'industria Italiana, nel suo complesso, ha già ridotto in maniera significativa le emissioni, sia di origine energetica che di processo. Tuttavia, c'è ancora molto spazio per una riduzione dei consumi di energia: modificare o sostituire gli impianti più energivori, ad esempio con la cogenerazione e con il recupero di calore; riciclare i rifiuti dei processi di lavorazione; ottimizzare i processi di produzione mediante un maggior ricorso al monitoraggio, al controllo, alla lavorazione in linea e ad una maggiore diffusione di tecnologie avanzate, come le pompe di calore, i motori ad alto rendimento. Cogenerazione: Produzione contemporanea di energia elettrica e calore. Può essere realizzata: 1) utilizzando il vapore prodotto da una centrale termica per il riscaldamento urbano, ecc. 2) sfruttando il calore dei gas di scarico di una turbina a gas o di un motore a combustione interna, destinati alla produzione elettrica. Un impianto di cogenerazione consente di ottenere un notevole beneficio nel contenimento dei consumi rispetto a una generazione indipendente di energia elettrica e termica e quindi una riduzione dei costi e dell'impatto ambientale. Pompe di calore: In termini semplici, la pompa di calore è un dispositivo opposto al condizionatore, nel senso che trasferisce calore da una sorgente fredda ad una calda, spendendo energia, con lo scopo di riscaldare ulteriormente l'ambiente caldo. In sostanza, sottrae calore dall'ambiente esterno e lo porta all'interno della casa, dove si vuole più calore Efficienza: rapporto tra l'energia (o lavoro) utile prodotta da un sistema dinamico e l'energia fornita durante un ciclo. 75

18 Alla scoperta dell energia Efficienza delle macchine e degli impianti Il problema della quantità di energia necessaria per un dato scopo (trasporto, illuminazione, produzione di beni, ecc.) non dipendono solo dalla disponibilità delle fonti, rinnovabili o non; esso è associato a quello di efficienza dei processi di trasformazione e di rendimento: il cavallo ben allenato è una macchina più efficiente del bue, la macchina a vapore di Watt deve il suo successo alla maggiore efficienza rispetto a quella di Newcomen. Nel corso degli ultimi secoli l'efficienza delle macchine che convertono l'energia è cresciuta notevolmente, ma molto si può fare ancora, in modo da diminuire il consumo di materie prime. COSA BISOGNA FARE PER RISPARMIARE ENERGIA È possibile risparmiare fino al 50% dell'energia, scegliendo con oculatezza le apparecchiature che dobbiamo acquistare e adottando una serie di accorgimenti, parecchi dei quali piccoli e molto semplici. Ecco un elenco di consigli per le attività di tutti i giorni. IL RISCALDAMENTO > non occorre riscaldare troppo gli ambienti, una temperatura in casa di 18 gradi è più che sufficiente per ogni tipo di attività: un solo grado in più può aumentare i consumi del 5-7%; > evita la dispersione del calore assicurandoti che porte e finestre chiudano bene e, semmai, utilizza tende pesanti e paraspifferi; > fai verificare regolarmente il rendimento della caldaia e curane la manutenzione secondo le prescrizioni di legge; > fai verificare periodicamente lo stato delle canne fumarie, anche per la maggior sicurezza della famiglia; > se per riscaldare usi la corrente elettrica conviene scegliere le pompe di calore (di classe A): per i climi temperati sono sistemi molto efficienti perché forniscono una quantità di energia termica tripla rispetto all'energia elettrica che consumano. Inoltre, sono reversibili, ossia utilizzabili anche come 76

19 Come limitare gli effetti del consumo di energia sull'ambiente condizionatori d'estate, oppure si può scegliere il riscaldamento e raffreddamento a energia solare che può portare ad un risparmio delle spese fino al 50%; L'ILLUMINAZIONE > usa lampadine a basso consumo, ossia le lampadine fluorescenti che producono luce ma generano meno calore di quelle incandescenti (che sono le solite vecchie lampadine): costano di più, ma, oltre a consumare meno, durano 6-10 volte di più: sono inadatte soltanto in luoghi freddi, come esterni o cantine; > spegni la luce quando esci dalle stanze e quando non li usi, spegni del tutto televisori e altri apparecchi elettrici: se si lasciano in stand-by con i led accesi si consuma energia inutile. IL FRIGORIFERO > regola la temperatura tra i 3 e i 5 gradi centigradi: sotto i 3 gradi, i consumi aumentano inutilmente; > sistema l'apparecchio possibilmente nel punto più fresco della cucina, lontano dai fornelli, dal termosifone e dalla finestra; > lascia almeno 10 cm di spazio tra la parete e il retro del frigo; > evita di riempirlo troppo e cerca di lasciare un po' di spazio a ridosso delle pareti interne per favorire la circolazione dell'aria; > evita frequenti e inutili aperture dello sportello, sbrinalo regolarmente e controlla lo stato delle guarnizioni di gomma degli sportelli; > non mettere mai cibi caldi perché favoriscono la formazione di ghiaccio sulle pareti; > pulire ogni tanto il condensatore o serpentina che si trova sul retro (dopo aver staccato la spina!): la polvere che vi si deposita accresce i consumi perché impedisce un buon raffreddamento; > leggere sempre il libretto di istruzioni: contiene preziosi suggerimenti per usare il frigo nel modo migliore. LA LAVATRICE > scegli il programma a temperatura non molto alta: i detersivi di oggi lavano perfettamente a C un programma a 90 consuma moltissimo per riscaldare l'acqua e sciupa più in fretta la biancheria; 77

20 Alla scoperta dell energia > usa la lavatrice solo a pieno carico; > usa una quantità di detersivo commisurata alla durezza dell'acqua; > pulire spesso il filtro: le impurità e il calcare si accumulano e ostacolano lo scarico dell'acqua; > usa prodotti anticalcare: evitano la formazione di depositi e facilitano le funzioni del detersivo ; > effettuare i cicli di lavaggio nelle ore serali o notturne; > evita se possibile apparecchi che asciugano il bucato: consumano circa il doppio di una comune lavabiancheria. IL CONDIZIONATORE > accendi il condizionatore solo in caso di reale bisogno, e comunque regola il termostato ad una temperatura non inferiore ai 25 gradi centigradi; > tieni chiuse porte e finestre quando il condizionatore è in funzione; > non ostruire le prese di aspirazione e i condotti di uscita dell'aria; > pulisci regolarmente i filtri di aspirazione dell'aria; > valuta, in alternativa al condizionatore, delle pale agitatrici a soffitto. Consigli per gli acquisti Per gli elettrodomestici in generale, è opportuno leggere l'etichetta energetica e scegliere quelli a basso consumo (classe energetica A ed A+); questi, infatti, a fronte di un costo iniziale leggermente superiore, consentono un risparmio sui consumi che permette di ammortizzare il maggior costo iniziale in pochi anni. Se si acquistano apparecchi robusti e riparabili, la loro maggiore durata permette di limitare i costi, anche ambientali per lo smaltimento. A+A 78

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