Cos’è?

Energia nucleare Energia idroelettrica

Energia geotermica

Energia solare

BiomassaBiogas

Dissociatore molecolare

Energia eolica

Energia del moto ondoso

Di: Federica Tropea, Simona Sparacino,

Gaia Benedetto, Egle Trovato, Fiammetta Spina.

Per fonte di energia alternativa si intende qualunque modo di produzione di energia che non avvenga mediante l'utilizzo di combustibili fossili, che costituiscono le fonti "non rinnovabili”.

Vengono spesso pubblicati articoli di scienziati ed inventori che presentano nuovi sistemi per ottenere energia mediante sfruttamento di fenomeni fisici.

Investire nell’ energia alternativa è un dovere per ogni nazione in quanto le materie prime (carbone, petrolio, gas) impiegate per ottenere elettricità con i sistemi attuali non sono infinite. Presto o tardi si esauriranno e occorrerà essere necessariamente preparati. Energie alternative sono anche importanti per diminuire al massimo l'inquinamento ambientale oggi arrivato a limiti insostenibili nelle zone abitate del nostro pianeta.

Per i privati, l’impiego di energie alternative ha molti vantaggi: il risparmio in termini di spese, il maggiore rispetto per l’ambiente e un ambiente più adeguato e sicuro per i suoi lavoratori.

Le reazioni che coinvolgono l'energia nucleare sono principalmente quelle di fissione nucleare, di fusione nucleare e quelle legate alla radioattività (decadimento radioattivo).

Nelle reazioni di fissione (sia spontanea, sia indotta), nuclei di atomi con alto numero atomico (pesanti) come, ad esempio, l'uranio, il plutonio e il torio si spezzano producendo nuclei con numero atomico minore, diminuendo la propria massa totale e liberando una grande quantità di energia. Il processo di fissione indotta viene usato per produrre energia nelle centrali nucleari.

Nelle reazioni di fusione, i nuclei di atomi con basso numero atomico, come l'idrogeno, il deuterio o il trizio, si fondono dando origine a nuclei più pesanti e rilasciando una notevole quantità di energia (molto superiore a quella rilasciata nella fissione, a parità di numero di reazioni nucleari coinvolte). In natura le reazioni di fusione sono quelle che producono l'energia proveniente dalle stelle.

Le reazioni di decadimento radioattivo coinvolgono i nuclei di atomi instabili, che tramite processi di emissione/cattura di particelle subatomiche (radioattività) tendono a raggiungere uno stato di maggior equilibrio, in conseguenza della diminuzione della massa totale del sistema.

L'energia idroelettrica sfrutta la trasformazione dell'energia potenziale gravitazionale in energia cinetica nel superamento di un dislivello (l’energia cinetica viene trasformata in energia elettrica). L'energia idroelettrica viene ricavata dal corso di fiumi e di laghi grazie alla creazione di dighe e di condotte. Nelle centrali a salto si sfruttano grandi altezze di caduta disponibili nelle regioni montane. Nelle centrali ad acqua fluente si utilizzano grandi masse di acqua fluviale che superano piccoli dislivelli. L'acqua di un lago o di un bacino artificiale viene diretta a valle trasformando così la sua energia potenziale in energia di pressione e.L'energia cinetica è poi trasformata attraverso il generatore elettrico, grazie al fenomeno dell'induzione elettromagnetica, in energia elettrica. Per consentire di immagazzinare energia e di averla a disposizione nel momento di maggiore richiesta, sono state messe a punto centrali idroelettriche di generazione e di pompaggio. L'energia idroelettrica è una fonte di energia pulita e rinnovabile. Ricordiamo inoltre che rappresenta la principale risorsa alternativa alle fonti fossili usata in Italia (garantisce infatti circa il 15% del fabbisogno energetico italiano).

L’energia geotermica è l’energia che si trova nel sottosuolo sotto forma di calore. All’interno della terra sono immagazzinate enormi quantità di calore, che derivano in maggior parte dal decadimento delle sostanze radioattive contenute nel sottosuolo. Secondo le conoscenze attuali, le temperature nel nucleo della terra si situano intorno a 6000 °C e nel mantello superiore sono intorno a 1200 °C. Il flusso geotermico totale attraverso la superficie terrestre è di una quantità enorme, pari a 40 miliardi kW, di cui, attraverso varie tecnologie per lo sfruttamento dell’energia geotermica, è tecnicamente possibile usare solo una piccola frazione. Il sistema geotermico può essere paragonato ad una batteria che viene caricata con una corrente molto bassa. L’estrazione dell’energia geotermica di conseguenza deve essere fatta con una certa cautela, evitando l’estrazione di quantità troppo elevate in poco tempo.

Per biomassa si intendono tutti quei materiali di origine organica, animale o vegetale, che non hanno subito alcun processo di fossilizzazione. Il contenuto energetico dei diversi materiali può essere sfruttato per produrre energia, costituendo un valido sostituto ai combustibili fossili, ottenendo emissioni di anidride carbonica molto inferiori e ambientalmente sostenibili. 1)Biocarburanti : dalla fermentazione dei vegetali ricchi di zuccheri, come canna da zucchero, barbabietole e mais,si può ricavare l'etanolo che può essere utilizzato in sostituzione della benzina. Dalle oleaginose (quali girasole, colza, soia) si può ottenere per spremitura il cosiddetto biodiesel…

Biomassa secca e legna ecologica: acquisiscono sempre più importanza ed ogni anno aumenta la produzione di legna ecologica e biomassa secca ottenute dallo sfruttamento razionale delle foreste. Per dirsi tali devono avere queste caratteristiche: abbattimento di piante già morte; biomassa secca (foglie e rametti); salvaguardia dell’ecosistema; lavorazione ecologica.

La digestione anaerobica è un processo biologico complesso attraverso il quale, in assenza di ossigeno, la sostanza organica viene trasformata in biogas o gas biologico, costituito principalmente da metano e anidride carbonica. La percentuale di metano nel biogas varia a seconda del tipo di sostanza organica alimentata e dalle condizioni di processo, da un minimo del 50% fino all'80% circa. Poiché la digestione anaerobica può essere considerata anche come un processo di trattamento di inquinanti, le condizioni del processo possono essere scelte per realizzare la massima resa di depurazione o la massima resa di prodotti energetici.In genere, le materie prime utilizzabili sono residui zootecnici, dell'industria agro-alimentare, acque e fanghi reflui, etc. Si tratta di un processo integrato, che presenta una serie di vantaggi di tipo energetico, ambientale ed agricolo così riassumibili:

produzione di energia da fonte rinnovabile; miglioramento dell'economia delle aziende zootecniche e/o agricole;

minori emissioni di gas-serra; migliore qualità dei fertilizzanti prodotti;

riciclaggio economico dei rifiuti, con ricaduta positiva sull'impatto ambientale;

minore inquinamento da odori e ridotta presenza di insetti; miglioramento delle condizioni igienico-sanitarie dell'azienda.

L'energia eolica è il prodotto della conversione dell'energia cinetica del vento in altre forme di energia. Attualmente viene per lo più convertita in elettrica tramite una centrale eolica, mentre in passato l'energia del vento veniva utilizzata immediatamente sul posto come energia motrice per applicazioni industriali e pre-industriali. Prima tra tutte le energie rinnovabili per il rapporto costo/produzione, è stata anche la prima fonte energetica rinnovabile usata dall'uomo.

Per energia solare si intende l'energia, termica o elettrica, prodotta sfruttando direttamente l'energia irraggiata dal Sole (fonte rinnovabile) verso la Terra.In qualsiasi momento il Sole trasmette sull'orbita terrestre 1367 watt per m².Tenendo conto del fatto che la Terra è una sfera che oltretutto ruota, l'irraggiamento solare medio è, alle latitudini europee, di circa 200 watt/m². Moltiplicando questa potenza media per metro quadro per la superficie dell'emisfero terrestre istante per istante esposto al sole si ottiene una potenza maggiore di 50 milioni di GW (un GW - gigawatt - è circa la potenza media di una grande centrale elettrica).La quantità di energia solare che arriva sul suolo terrestre è quindi enorme, circa diecimila volte superiore a tutta l'energia usata dall'umanità nel suo complesso, ma poco concentrata, nel senso che è necessario raccogliere energia da aree molto vaste per averne quantità significative, e piuttosto difficile da convertire in energia facilmente sfruttabile con efficienze accettabili. Per il suo sfruttamento occorrono prodotti in genere di costo elevato che rendono l'energia solare notevolmente costosa rispetto ad altri metodi di generazione dell'energia. Lo sviluppo di tecnologie che possano rendere economico l'uso dell'energia solare è un settore della ricerca molto attivo ma che, per adesso, non ha avuto risultati rivoluzionari.

L'energia del moto ondoso è una fonte di energia classificata tra le cosiddette "energie rinnovabili". Il moto ondoso del nome fa riferimento alla classificazione dell'energia per tipo di generazione.L'energia del moto ondoso è una fonte di recente sperimentazione in vari progetti europei di ricerca nel campo energetico.Vi sono varie tecniche di sfruttamento del moto ondoso. Un esempio noto è quello delle turbine Pelamis (sperimentate in Portogallo), costituite da strutture tubolari galleggianti ancorate al fondo marino. All'interno delle strutture vi sono delle turbine messe in moto dall'acqua che entra ed esce dalle strutture al ritmo del moto ondoso in cui il generatore si trova. Tali generatori generano energia con costanza, ma mostrano un ingombro non indifferente. Un altro tipo di impianto è quello a colonna d'acqua oscillante, anch'esso raccoglie l'acqua che entra grazie al moto ondoso per mettere in moto una turbina.Un generatore di tipo differente in fase di sperimentazione consiste in una turbina (simile a quelle eoliche) sottomarina messa in moto dalle correnti marine. In questo caso, non si tratta propriamente di energia dalle onde, ma comunque da correnti che contribuiscono alla formazione delle onde stesse.

Il dissociatore molecolare è un sistema utilizzato per lo smaltimento dei rifiuti. Il trattamento è di tipo termo-chimico e permette di scomporre le sostanze organiche trasformandole in forma gassosa. I rifiuti vengono trattati in una camera stagna in cui si ha il controllo della quantità di aria immessa, il trattamento prevede la gassificazione o un mix di gassificazione e pirolisi, dei rifiuti, una combustione in carenza di ossigeno. In queste condizioni si ha una disgregazione dei rifiuti solidi e la produzione di syngas che può essere usato come un normale combustibile gassoso. Minore è la quantità di ossigeno, maggiore è la porzione sottoposta a pirolisi (assenza totale di ossigeno), ciò comporta una maggiore produzione di syngas.