Terza B
Energie da fonti rinnovabili ed esauribili
IL PETROLIO -Che cos'è il petrolio? Il petrolio è un’energia esauribile che si è formato in lontane ere geologiche e si trova in fondo ai bacini,lagune,estuari e paludi costiere a causa della decomposizione degli organismi animali e vegetali. -Come cercare del giacimento del petrolio Prima di iniziare uno scavo in un giacimento*1 (o pozzo) di petrolio bisogno avere delle informazioni sulla terra ad esempio, devi estrarre dei diversi strati di terreno detti campioni di rocce di forma cilindrica oppure detti “carote” (carotaggio) e per esserne più certi mandano delle onde sismiche nel sottosuolo per sapere la presenza di idrocarburi.
-Come si estrae il petrolio? Per accumulare il petrolio dal giacimento, devi forare il terreno con una trivella metallica alta circa 50 m chiamata (torre di Derrick*2). Durante la trivellazione del terreno nell'asta della torre viene pompato il fango, a forte pressione per trascinarlo sulla superficie.
-Dal petrolio greggio alla benzina il petrolio greggio il quale estratto dal pozzo è costituito da una miscela di gas e di liquidi
deve subire un primo trattamento di decantazione in appositi serbatoi. In seguito, dopo un lungo tragitto per il trasporto nei paesi lontani ad esempio in Europa importa il 71% del petrolio che consuma, mentre sola l'Italia viene al 95% ,viene trasportato nelle raffinerie (torre di raffinazione*3) in cui diventerà la cosÏ detta benzina. Il petrolio viene trasportato di solito negli oleodotti, che sono dei tubi in acciaio che deportano il petrolio che c'è sulla superficie mente le petroliere che sono delle navi che deportano il petrolio dagli oceani o mari.
L’ENERGIA SOLARE Per energia solare si intende l’energia, termica o elettrica, prodotta sfruttando direttamente l’energia irraggiata dal Sole verso la Terra. L’energia solare è la fonte di energia più diffusa, gratuita e inesauribile di cui disponiamo. Non tutta la superficie terrestre è irraggiata in modo omogeneo dal sole: solo le regioni comprese tra 45° di latitudine nord e sud dell’equatore si trovano nelle condizioni climatiche necessarie per poterla sfruttare.
irraggiamento solare del mondo Questa energia si può sfruttare producendo: -produzione di calore a bassa temperatura(tramite pannelli solari) -produzione di calore ad alta temperatura per fornire energia nelle centrali solari -produzione di energia elettrica con le celle fotovoltaiche Ipannelli solari sono gli impianti più comuni per sfruttare l’energia solare. Sono costituiti da :una piastra metallica nera, per catturare l’energia e le radiazioni al cui interno scorre un liquido che si riscalda. La piastra metallica (o collettore) è circondato da isolante per evitare la dispersione di calore. Un impianto di circolazione del fluido in tubazioni isolate trasferisce il calore a un boiler o serbatoi d’acqua.
disegno con spiegazione del pannello solare
IL CARBONE Il combustibile fossile: il carbone. Un pezzo di carbone:
Il carbone, roccia sedimentaria di origine fossile, è in grado di bruciare in presenza dell’ossigeno. Il carbone è composto da carbonio, un materiale organico che produce calore, da piccole inorganiche come l’azoto e lo zolfo. Il carbone è un minerale derivante dalla decomposizione di antiche foreste. In un ambiente privo di ossigeno il materiale vegetale si è trasformato, aumentando la concentrazione di carbonio, in un processo chiamato carbonizzazione. Il carbone insieme alle altre sostanze che hanno avuto un’origine simile viene definito una fonte di energia esauribile.
Come si estrae?
Il carbone si trova in profondità di circa 30 metri viene estratto nelle miniere a cielo aperto. Per profondità superiori si scavano dei pozzi che possono raggiungere 1000 m di profondità. Nelle gallerie si possono infatti formare miscele di polveri infiammabili o sacche di gas esplosivo come il grisù, oppure si possono verificare crolli di pareti e di soffitti delle gallerie. Il carbone estratto dalle miniere subisce alcune prime lavorazioni perché sia commerciabile: viene macinato, selezionato e lavorato per togliere le impurità. Dove il carbone viene estratto viene trasportato agli impianti di combustine con navi e treni e se le distanze sono elevate o su strada tramite camion se le distanze sono brevi. Profondità del carbone e dove si trova.
L’ENERGIA NUCLEARE A FISSIONE
La prima persona che intuì la possibilità di ricavare energia dal nucleo di un atomo fu lo scienziato Albert Einstein nel 1905. L’energia nucleare è la forma di energia posseduta dagli atomi. È una fonte di energia primaria cioè è presente in natura e non è antropica. Sono presenti due modi per ricavare l’energia dall’atomo cioè quella a fissione (rottura di un nucleo ) e a fusione (unione di due nuclei). La fissione nucleare è una reazione in cui il nucleo di un atomo viene bombardato da un neutrone. Questo determina la divisione in due nuclei e la liberazione di tre neutroni che vanno a colpire altri nuclei originando una reazione a catena .La somma delle masse dei due nuclei è inferiore a quella di partenza perché parte della materia viene trasformata in energia. Questa energia viene liberata sotto forma di calore e può essere sfruttata per produrre elettricità. La centrale a fissione funzione come termoelettrica a differenza che l’acqua viene riscaldata da un reattore nucleare al cui interno avviene la fissione. Il calore fa evaporare l’acqua; il vapore viene mandato nelle turbine che danno la propria energia meccanica all’alternatore che genera correte elettrica. Il problema del nucleare sono le scorie radioattive: dopo l’utilizzo mantengono proprietà radioattive e devono stare isolate per migliaia di anni. La radioattività è un elemento radioattivo che presenta un nucleo instabile che per stabilirsi emette radiazioni.
FUSIONE NUCLEARE CALDA E FREDDA Esistono due tipi di fusioni nucleari la fusione "calda" perché utilizza temperature elevatissime nell'ordine dei milioni di Kelvin, e una fusione fredda ad una temperatura molto più bassa. La fusione calda è il processo di reazione nucleare attraverso il quale i nuclei di due o più atomi (generalmente deuterio e trizio) vengono compressi tanto da far prevalere l'Interazione forte essa rende possibile l'esistenza del nucleo atomico quindi elimina la repulsione magnetica dei nuclei positivi, unendosi tra loro ed andando così a generare un nucleo di massa maggiore dei nuclei reagenti nonché, talvolta, uno o più neutroni liberi; la fusione di elementi fino ai numeri atomici 26 e 28 (ferro e nichel) è esoenergetica, ossia emette più energia di quanta ne richieda il processo di compressione, oltre è endoenergetica, cioè assorbe energia (per la costituzione di nuclei atomici più pesanti). Il processo di fusione è il meccanismo che alimenta il Sole e le altre stelle; all'interno di esse - tramite la nucleosintesi - si generano tutti gli elementi che costituiscono l'universo dall'elio fino all'uranio ed è stata riprodotta dall'uomo con la realizzazione della bomba H. Studi sono in corso per riprodurre a fini energetici e a scala industriale fenomeni di fusione nucleare controllata. In questo tipo di reazione il nuovo nucleo costituito ed il neutrone liberato hanno una massa totale minore della somma delle masse dei nuclei reagenti, con conseguente liberazione di un'elevata quantità di energia, principalmente energia cinetica dei prodotti della fusione. Affinché avvenga una fusione, i nuclei devono essere sufficientemente vicini, in modo che la forza nucleare forte predomini sulla repulsione coulombiana (i due nuclei hanno carica elettrica positiva, si respingono): ciò avviene a distanze molto piccole, dell'ordine di qualche femtometro (10−15 metri). L'energia necessaria per superare la repulsione coulombiana può essere fornita ai nuclei portandoli ad altissima pressione (altissima temperatura, circa 10⁷ kelvin, e/o altissima densità). La fusione nucleare controllata potrebbe risolvere la maggior parte dei problemi energetici sulla terra, perché potrebbe produrre quantità pressoché illimitate di energia senza emissioni di gas nocivi o gas serra e con la produzione di limitate quantità scorie radioattive fra cui il trizio; una piccola quantità di radioattività residua interesserebbe solo alcuni componenti del reattore a fusione sottoposti a bombardamento neutronico durante i processi di fusione. Queste componenti sarebbero peraltro facilmente rimpiazzabili; i tempi di dimezzamento della radioattività residua sarebbero confrontabili con la vita media della centrale (decine d'anni). La quantità di deuterio e trizio ricavabile da tre bicchieri di acqua di mare e due sassi di medie dimensioni potrebbe supplire al consumo medio di energia di una famiglia di 4 persone per molto tempo.
La fusione fredda invece è un nome generico attribuito a presunte reazioni di natura nucleare, che si produrrebbero a pressioni e a temperature molto minori di quelle necessarie per ottenere la fusione nucleare "calda". La stessa possibilità teorica di reazioni di fusione nucleare fredda è controversa. Secondo i sostenitori delle teorie che permetterebbero tale fenomeno, analogamente ad ogni fenomeno di fusione nucleare, anche per ottenere la fusione nucleare fredda è necessario avvicinare i nuclei atomici di deuterio e trizio a distanze tali da vincere la reciproca forza coulombiana di repulsione dei nuclei carichi positivamente. Tuttavia, diversamente dalle reazioni di fusione termonucleare "calda", essi affermano che si può raggiungere lo stesso risultato spendendo molta meno energia, grazie allo sfruttamento di una poco chiarita azione da parte di un catalizzatore, quale ad esempio il palladio. Esistono molti modi per avere la fusione fredda. Catalizzatore a mouni: il muone è una particella che ha la possibilità di sostituirsi all'elettrone dell'atomo. Se all'atto della sostituzione si dispone di una massa assai maggiore di quella dell'elettrone (circa 200 volte), per il principio di conservazione del momento angolare i muoni dovranno orbitare a distanze molto più prossime al nucleo, schermando quindi maggiormente la repulsione elettrica. Questo permetterà l'avvicinamento tra quei nuclei che hanno sostituito i propri elettroni con muoni, alla distanza necessaria ad innescare una reazione di fusione nucleare, con conseguente emissione di energia. O a confinamento chimico che si basa sulla possibilità di utilizzare la proprietà del palladio (o di altri catalizzatori) di caricare all'interno del proprio reticolo cristallino atomi di idrogeno (o dei suoi isotopi come il deuterio), formando così deuterio oppure idruro di palladio. Una condizione necessaria, ma non sufficiente, è che tale caricamento deve essere assai elevato e deve raggiungere una percentuale di H/Pd o D/Pd, detta anche di caricamento che abbia un valore di almeno il 95%. In altri termini, per ogni atomo di palladio ci deve essere quasi un atomo di idrogeno o deuterio.
Principio della fusione nucleare calda
Modello di reattore a fusione calda
L’ENERGIA IDROELETTRICA Che cos’è l’energia idroelettrica? Definizione: l’energia idroelettrica, chiamata anche energia idraulica o energia idrica, è quel tipo di energia che si origina sfruttando il movimento di grandi masse di acqua in caduta. La massa di acqua, cadendo, produce energia cinetica che, grazie a una turbina e a un alternatore, viene poi trasformata in energia elettrica. Etimologia: il termine idroelettrico è composto dalle due parole fondamentali: idro, cioè acqua, ed elettrico cioè energia.
Energia Idroelettrica L’energia idroelettrica è quella fonte di energia alternativa che sfrutta la trasformazione in energia cinetica dell’energia potenziale gravitazionale posseduta da masse d’acqua in quota. La trasformazione avviene grazie al superamento di un dislivello o di un salto. Dal salto si ottiene la trasformazione dell’energia potenziale in cinetica e, successivamente, l’energia cinetica viene trasformata, grazie ad un alternatore accoppiato ad una turbina, in energia elettrica.
Energia del vento L’energia del vento è pulita, economica, inesauribile e ben distribuita. E’ già stata utilizzata in passato per la navigazione, per i mulini e per essiccare i prodotti agricoli. La forza del vento può essere utilizzata per produrre energia attraverso aerogeneratori, dispositivi che sfruttano l’energia cinetica eolica. Il vento, che può avere anche una velocità di 10 chilometri fa muovere la pale dell’aerogeneratore, quest’ ultimo collegato a un generatore trasforma l’energia meccanica in energia elettrica. Gli aerogeneratori possono avere una, due o pale di varie lunghezze. La maggior parte di questi aerogeneratori sono presenti sui crinali delle montagne o in aperta campagna.
tre
Vendite
Germania Usa Spagna
I terremoti
I terremoti
I terremoti , detti anche sismi o scosse telluriche , sono vibrazioni o oscillazioni improvvise, rapide e più o meno potenti, della croste terrestri, provocate dallo spostamento improvviso di una massa rocciosa nel sottosuolo. Tale spostamento è generato dalle forze di natura tettonica che agiscono costantemente all’interno della crosta terrestre provocando la liberazione di energie in un punto interno della Terra detto ipocentro; a partire dalla frattura creata, una serie di onde elastiche, dette “onde sismiche “, si propagano in tutte le direzioni dall’ipocentro, dando vita al fenomeno osservato in superficie; il luogo della superficie terrestre posto sulla verticale dell’ipocentro si chiama epicentro ed è generalmente quello più interessato dal fenomeno. La branca della geofisica che studia questi fenomeni è la sismologia.
Le faglie I terremoti si verificano su fratture o spaccature della crosta terrestre note come faglie sismiche laddove cioè si accumula lo stress meccanico indotto dai movimenti tettonici. I confini tra placche tettoniche non sono infatti definiti da una semplice rottura o discontinuità, ma questa spesso si manifesta attraverso un sistema di più fratture, spesso indipendenti tra loro ed anche parallele per alcuni tratti, che rappresentano appunto le faglie. Esistono diversi tipi di faglie suddivise a seconda del movimento relativo delle porzioni tettoniche adiacenti alla frattura stessa e dell’angolo del piano di faglia. Il processo di formazione e sviluppo della faglia nonché dei terremoti stessi è noto come fagliazione e può essere studiato attraverso tecniche di analisi proprie della meccanica della frattura. Zona 1: sismicità elevata-catastrofica È la zona più pericolosa, dove si possono verificare forti terremoti e dove nel passato alcuni comuni sono stati distrutti durante eventi sismici. In Italia 716 comuni sono in questa zona e si trovano nel nord-est del Friuli Venezia Giulia, lungo l’Appennino Centrale e Meridionale (dall’Umbria alla Basilicata); nel sud-ovest della Calabria, in Sicilia, nella zona di Sciacca e Mazara del Vallo. Zona 2: sismicità medio-alta In questi comuni si possono verificare terremoti abbastanza forti. Sono presenti 2.324 comuni e si trovano in gran parte del Centro-Sud Italia, in Sicilia, nei luoghi limitrofi alla Zona 1 del Friuli Venezia Giulia e in una piccola parte a est del Piemonte.
Zona 3: sismicità bassa I comuni presenti in questa zona possono essere soggetti a moderati terremoti. Sono presenti 1.634 comuni e si trovano in una minima parte del Piemonte, Lombardia, Veneto, Trentino, Toscana. Lazio, Umbria, Abruzzo e Puglia e in gran parte dell’Emilia Romagna. Zona 4: sismicità irrilevante I comuni presenti in questa zona sono a basso rischio di terremoto, ma gli edifici pubblici, come scuole, ospedali e caserme devono essere costruiti con criteri antisismici e devono essere messi a norma quelli già esistenti. In questa zona sono compresi 3.427 comuni presenti in Val d’Aosta, Piemonte, Alto Adige, basso Veneto, la Penisola Salentina in Puglia e tutta la Sardegna. INGV: Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia
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