Energia Fossile e Fonti Energetiche Rinnovabili: Carbone, Petrolio, Metano, Eolica, Solare, Appunti di Fisica

Scarica Energia Fossile e Fonti Energetiche Rinnovabili: Carbone, Petrolio, Metano, Eolica, Solare e più Appunti in PDF di Fisica solo su Docsity! COMBUSTIBILI FOSSILI E FONTI ENERGETICHE RINNOVABILI L’energia è la capacità di un corpo di compiere un lavoro. La storia dell’uomo è sempre stata caratterizzata dalla ricerca di nuove fonti energetiche. L’energia gioca un ruolo fondamentale nella società odierna. Le risorse utilizzate per produrre energia vengono classificate in due grandi categorie: fonti rinnovabili e fonti non rinnovabili (combustibili fossili). Per fonti di energia si intende l’insieme di tutte le risorse energetiche che consentono di generare energia utile per produrre lavoro, calore o elettricità.  COMBUSTILI FOSSILI Oggi, gran parte dei bisogni primari dell’uomo sono soddisfatti attraverso lo sfruttamento di combustibili fossili. Essi si sono formati nel corso di milioni di anni, a partire dai resti di antichi organismi, che sono rimasti sepolti in un ambiente privo di ossigeno. Rientrano in questo campo: il carbone (che è un minerale solido), il petrolio (che è liquido) e il metano (che è un gas). VANTAGGI  Hanno il vantaggio di potere essere trasportati, distribuiti e utilizzati con grande facilità.  Hanno un gran rendimento energetico: piccole quantità di queste sostanze forniscono grandi quantità di energia.  Sono facilmente immagazzinabili.  Hanno il grande vantaggio di fornire energia a basso costo in forma concentrata. SVANTAGGI  Hanno natura non rinnovabile, con questo termine si indicano tutte le fonti energetiche destinate ad esaurirsi in un intervallo di tempo più o meno breve. Ad esempio, si ritiene che le riserve di petrolio possano durare ancora non più di 100 o 150 anni, per il carbone e il gas metano le prospettive non sono tanto diverse.  Il loro utilizzo crea inquinamento ambientale. Producono anidride solforosa responsabile della pioggia acida. Il loro sfruttamento determina l’incremento di anidride carbonica, non direttamente inquinante, ma responsabile del surriscaldamento globale.  FONTI DI ENERGIA RINNOVABILI Sono da considerarsi fonti di energie rinnovabili quelle forme di energia che si rigenerano e per questo non sono esauribili. Per la produzione di energia elettrica rientrerebbero in questo campo l’energia: eolica, solare, geotermica, idroelettrica e delle biomasse. VANTAGGI  Sono largamente disponibili.  Non influiscono negativamente sull’ambiente, a eccezione delle biomasse in cui occorre ardere alcuni materiali (quali legno o il pellet) producendo così particelle gassose che si disperdono nell’ambiente e contribuiscono all’inquinamento. SVANTAGGI  Hanno intensità piuttosto bassa. Per esempio, la quantità di energia proveniente dal Sole si espande su tutta la superficie terrestre, di conseguenza raggiunge luoghi là dove nessuno la utilizza e non può raggiungere in quantità sufficiente luoghi dove vi è il bisogno.  Non possiamo essere certi della loro disponibilità. Se abbiamo bisogno urgentemente di energia durante la notte, o quando piove, o nei mesi invernali, non possiamo far conto sul sole.  L’energia del Sole, così come si presenta, non può essere conservata, occorre prima trasformarla in altre forme più adatte. Tutto ciò comporta costi aggiuntivi e un notevole impatto ambientale. ESEMPI DI FONTI RINNOVABILI  ENERGIA SOLARE La terra riceve dal sole una quantità enorme di energia, all’incirca 170 miliardi di mega joule. Di questi solo il 45% giunge al suolo e soltanto una minima parte di questa energia è utilizzata dall’uomo. Una minima parte viene usata in modo indiretto, ad esempio, da tutto ciò che cresce sulla terra. I dispositivi più comuni che permettono di sfruttare in modo diretto l’energia del sole sono i pannelli solari e le celle fotovoltaiche. I pannelli utilizzano il calore del sole per scaldare nel caso più comune l’acqua o comunque anche altri liquidi. Il tipo più semplice di pannello è il collettore piano. All’interno è contenuto un tubo a serpentina in cui scorre l’acqua, che viene scaldata a una temperatura di circa 50 °C. Successivamente questa acqua può essere sfruttata per impieghi domestici ed è sufficiente per il fabbisogno di una famiglia media. Le celle fotovoltaiche, dispositivi a semiconduttore, permettono di ricavare energia dalla luce solare. Al momento le celle hanno un rendimento del 15%; questo vuol dire che l’energia erogata è soltanto il 15% dell’energia del sole che giunge sulla cella. L’unico svantaggio che si presenta è il loro costo che non permette il loro utilizzo a larga scala. Diventano invece economiche nei luoghi in cui non sono presenti linee elettriche normali.  ENERGIA EOLICA A partire dal 1100 in tutta Europa l’energia del vento è stata utilizzata per macinare il grano o per sollevare l’acqua per mezzo dei mulini a vento. Oggigiorno l’uso più diffuso dell’energia eolica consiste nella generazione di energia elettrica per mezzo di opportuni generatori. Un generatore eolico contiene un alternatore, che trasforma energia cinetica in energia elettrica. L’utilizzo del vento per la produzione di energia elettrica comporta alcuni inconvenienti. Il primo consiste nell’inquinamento acustico, causato sia dal vento che soffia contro i piloni e le pale dei generatori, sia dal rumore delle parti in movimento dei generatori stessi. Il secondo consiste nel fatto che le pale metalliche in movimento creano interferenze con le onde elettromagnetiche, disturbando le trasmissioni radio e televisive.  ENERGIA GEOTERMICA Un’altra fonte di energia rinnovabile la ricaviamo sfruttando il calore che si trova all’interno della Terra. Scendendo all’interno della Terra la temperatura aumenta, all’incirca di 1°C ogni 33m. Vi sono però delle zone in cui il calore geotermico si presenta anche a basse profondità, causando così fenomeni naturali come i geyser, sorgenti termali, soffioni boraciferi e fenomeni vulcanici. Se in queste zone vi è una quantità d’acqua, che a contatto con le rocce viene scaldata, è possibile per l’uomo estrarla in modo da poi utilizzarla per i riscaldamenti domestici o per produrre energia elettrica. Nello sfruttamento dell’energia geotermica però, si incontrano due problemi rilevanti: