Conoscere l’idroelettrica

Energia Energia idroelettrica

Il ciclo dell'acqua, determinato dall'evaporazione dell'acqua terrestre, dalla formazione di nubi e dalle conseguenti precipitazioni piovose, mette a disposizione dell'uomo una straordinaria fonte energetica rinnovabile, la seconda dopo le biomasse. Alla sua origine c'è ancora una volta il Sole, le cui radiazioni provocano l'evaporazione. Pur calcolando che solo lo 0,33% dell'energia solare ricevuta dalla Terra si traduce in precipitazioni atmosferiche, si tratta comunque di una cospicua quantità di energia. Nell'acqua sono presenti due tipi di energia: potenziale e cinetica.

Energia potenziale. L'acqua sia quando è sotto forma di pioggia, sia quando sgorga da una sorgente è costretta ad andare verso il "basso" a causa della presenza della forza di gravità. Tutti possiamo notare l'energia dell'acqua in una cascata; più il salto, ovvero la distanza tra il punto di inizio della caduta e il punto di arrivo, è alto, maggiore è l'energia che l'acqua cadendo sprigiona; quindi, più l'acqua si trova in alto rispetto al punto di arrivo e maggiore è l'energia che potenzialmente l'acqua può sviluppare. L'energia potenziale è quindi l'energia della massa d'acqua in quiete, in funzione della posizione iniziale dell'acqua e del suo punto di arrivo. Essa corrisponde quindi all'energia contenuta nei ghiacciai e nei bacini naturali o artificiali situati ad altezze elevate.

Energia cinetica. L'energia cinetica dell'acqua è l'energia posseduta da una massa di acqua in movimento e corrisponde quindi all’energia contenuta nell’acqua dei fiumi, dei torrenti e del mare; dipende dalla velocità e dalla massa dell'acqua in movimento. Le macchine idrauliche trasformano in energia meccanica il movimento dell'acqua. Da questa energia meccanica è poi semplice ottenere energia elettrica.

Come ricavare energia

Due sono i meccanismi per ricavare energia dall'acqua dolce: le ruote idrauliche e le centrali idroelettriche. Le prime producono energia meccanica, le seconde elettricità. L'acqua è una fonte energetica con numerosi vantaggi che l'uomo conosce.

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Dove si trova

Divenuta energia idroelettrica da poco più di un secolo, l’energia idraulica ha conosciuto uno sviluppo molto rapido che prosegue oggi nei Paesi industrializzati e in quelli in via di sviluppo di Asia e America Latina che potenzialmente dispongono di risorse considerevoli. In termini di sfruttamento delle risorse idroelettriche disponibili, Europa Occidentale e Stati Uniti sono leader mondiali con un utilizzo vicino al massimo della possibilità di sfruttamento di questa fonte.

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Idroelettrico in Italia

Il 40,7% dell’energia elettrica prodotta da fonti rinnovabili in Italia nel 2020 è stata ottenuta dall’idroelettrico. Secondo i dati del Gestore dei Servizi Elettrici (GSE), a fine 2020 l’energia idroelettrica prodotta in Italia ammontava a 47.552 GWh

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Potenziali sviluppi

L'idroelettrico è, rispetto alle altre fonti rinnovabili, già arrivato ad un valore molto elevato di utilizzo delle risorse. I grandi impianti idroelettrici sono, infatti, oramai quasi tutti realizzati. Le strade da percorrere nel futuro sono quelle dell'idroelettrico minore (mini e micro-idroelettrico) con piccoli impianti a servizio di utenze isolate, che hanno la possibilità di sfruttare la risorsa idrica presente nelle loro vicinanze.

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Un po’ di storia

Migliaia di anni fa l'uomo ha imparato a sfruttare l'energia meccanica prodotta dalla caduta dell'acqua. Già Greci e Romani usavano dei mulini ad acqua per macinare il grano. A Barbegal, in Francia, nei pressi di Arles, importante porto che riforniva Roma di grano, sono stati trovati dei mulini idraulici a otto ruote che sfruttavano contemporaneamente lo stesso corso d'acqua (310 d.C.).

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L’acqua dei torrenti in montagna percorre dislivelli elevati che determinano un potenziale energetico ottimale, ma generalmente le portate sono troppo variabili per essere sfruttate con continuità. Le acque di fusione glaciali garantiscono un apporto di grandi quantità di acqua durante la stagione estiva, quando gli altri corsi sono in secca: basta confrontare, a parità di piovosità, le portate estive dei corsi d'acqua alpini e del Centro e Sud Italia per rendersi conto dell'importanza dell'esistenza di apparati glaciali sul regime delle acque superficiali.

Per questo motivo, moltissimi impianti idroelettrici in zone montuose sono alimentati da acque di fusione glaciale e in moltissimi casi la captazione avviene direttamente sui torrenti che escono dai ghiacciai. Paesi come la Svizzera, l'Austria, l'Italia o la Nuova Zelanda, furono tra i primi a sfruttare la potenzialità produttiva delle acque glaciali: all'inizio degli anni '70, il 64% del fabbisogno energetico della Svizzera era coperto dalla produzione delle centrali idroelettriche, per la maggior parte alimentate direttamente o indirettamente da acqua di fusione glaciale. Sulle Alpi italiane, moltissimi

esempi si osservano nelle regioni montuose del Nord, come Piemonte, Valle d’Aosta, Trentino-Alto Adige, Lombardia, dove la presenza dei ghiacciai permette un utilizzo intensivo della risorsa idrica come fonte di energia.

Lo stato dei ghiacciai

Con soltanto pochissime eccezioni, i ghiacciai di tutto il mondo stanno subendo una fase di ritiro, cominciata all'inizio del secolo scorso e interrotta brevemente da una piccola avanzata per l’area alpina intorno agli anni '80. Questo pone in pericolo non solo l'esistenza dei ghiacciai, ma anche un'importante risorsa energetica rinnovabile.

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Vantaggi dell’energia dai ghiacciai

Molti sono i vantaggi dell'uso delle acque di fusione dei ghiacciai per la produzione di energia idroelettrica. I ghiacciai sono una fonte di acqua che nei mesi estivi è costante e sicura, a differenza dell'acqua di fiumi e torrenti, la cui portata è soggetta a variazioni notevoli in funzione delle precipitazioni.

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Problemi e soluzioni

A parte il già citato problema del raggiungimento del limite massimo di sfruttamento di questa risorsa, l'utilizzo di acque di fusione dei ghiacciai per la produzione di energia idroelettrica presenta alcuni problemi di natura tecnica con importanti risvolti economici.

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