Campagna Francesco & Ceccato Tommaso

III B ICL anno scol. 2007/08

INQUINAMENTO

FONTI ENERGETICHE PRODUZIONE

RINNOVABILINON RINNOVABILI

FONTI DI ENERGIA

• ENERGIA NON RINOVABILE petrolio

• RINNOVABILE

gas carbone

naturale

acqua energia nucleare

vento

ecc…

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Petrolio

Si manifesta in energia chimica, è un miscuglio di idrocarburi:

IDROGENO 9-15%

CARBONIO

Liquido denso e oleoso con peso specifico inferiore a quello dell’acqua

ORIGINE: Il petrolio deriva da cumuli di sostanze organiche, plancton:

•Accumulo di masse di plancton e trasformazione in petrolio.

•Nascita di trappole di roccia.

•Riempimento dei giacimenti.

ESTRAZIONE: Si usa la tecnica sismica di riflessione per trovare le trappole, poi quando viene raggiunta si estrae il petrolio con l’albero di natale.

TRASPORTO: Ci sono due modi per trasportare il petrolio:

•Oleodotto, il petrolio viene spinto da varie pompe fino alla raffineria

•Petroliera, grande serbatoio galleggiante

LAVORAZIONE: Il petrolio viene riscaldato e i vari materiali si condensano a varie temperature: 300° gasolio, 250° kerosene, 200° virgin nafta, 120° benzina.

IMPIEGHI: il petrolio raffinato può essere usato come carburante ( gasolio, kerosene), combustibile (riscaldamento abitazioni), lubrificante e per altri scopi.

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Gas naturaleORIGINE: Il gas naturale ha un’origine analoga a quella del petrolioIncolore, inodore,

insapore che pesa metà dell’aria, è il più semplice degli idrocarburi ed è composto da metano (90%), altri idrocarburi (10%).

ESTRAZIONE: Viene estratto da una tubazione che scende 6 – 8km sotto terra.

TRASPORTO: Si trasporta tramite un gasdotto o metanodotto.

IMPIEGHI:

›Usi industriali (forni).

›Usi domestici (cuocere cibi, riscaldamento abitazioni e acqua).

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IL carboneRoccia sedimentaria color nero bruno, costituito da una PARTE ORGANICA (CARBONE OSSIGENO IDROGENO ) e da una PARTE INORGANICA (ELEMENTI MINERALI )..

ORIGINE: Deriva da resti di organismi vegetali che hanno subito un processo di carbonizzazione, ovvero la perdita delle sostanze organiche da parte delle piante e la trasformazione in carbone.

ESTRAZIONE: Avviene nelle miniere che possono essere: SOTTERRANEE o a CIELO APERTO.

IMPIEGHI: In questi anni non è più molto utilizzato, ma rimane uno dei più usati nelle centrali termoelettriche e nelle industrie siderurgiche.

TIPI DI CARBONE:

•TORBA: deriva da piante erbacee.

•LIGNITI: carboni giovani derivanti da alberi.

•CARBONI DURI: carboni veri e propri si dividono in antraciti e litantraci.

•COKE: carboni artificiali derivanti da litantraci.HOME

Energia nucleareÈ l’energia che tiene unita la parte interna

dell’atomo.

Fusione: Si utilizzano elementi leggeri derivanti dall’idrogeno, i cui nuclei devono essere sottoposti a una grande pressione e a una temperatura di 100 milioni di gradi.

Facendo unire i nuclei di deuterio e trizio si ottiene un nucleo di elio di peso leggermente inferiore alla somma degli altri due, la piccola parte di materia che scompare si trasforma in energia.

Fissione: Divisione di in nucleo pesante come quello dell’uranio 235 (i minerali d’uranio contengono solo l’1% di uranio 235, il restante 99% è uranio 238, non fissile).

Un neutrone viene sparato contro dell’uranio 235 e, tramite una reazione a catena produce energia.

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Esistono diversi tipi di inquinamento

RADIOATTIVO

DA COMBUSTIONE

DELL’ATMOSFERA

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INQUINAMENTO DA COMBUSTIONE

I principali combustibili sono:

CARBONE: è il più inquinante

GAS NATURALE:è il meno inquinante

BENZINA E GASOLIO: inquina l’aria nelle città

•Monossido di carbonio (tossico per l’uomo)

•Biossido di carbonio (contribuisce a provocare l’effetto serra)

•Ossidi di zolfo (responsabili delle piogge acide)

•Particolato (contiene metalli pesanti)

GAS NATURALE

•Monossido di carbonio

•Biossido di carbonio

•Biossido di zolfo

•azoto

•Anidride carbonica

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Inquinamento dell’atmosferaL’ATMOSFERA è IL GUSCIO D’ARIA CHE AVVOLGE IL NOSTRO PIANETA. I SUOI STRATI PRINCIPALI SONO TROPOSFERA (0-

12km) E STRATOSFERA (20-50km).

NELL’ATMOSFERA SONO PRESENTI PARECCHI GAS CHE SI POSSONO DIVIDERE IN

GAS PRINCIPALI (ossigeno 21%, azoto 78% e gas nobili (0,9%)

GAS IN TRACCIA (anidride carbonica)

Le fonti del suo

inquinamento sono:

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Per i processi di combustione si possono usare combustibili a minor potenziale inquinanteSistemi di depurazione nei processi industrialiGasolio di buona qualità, controllo e revisioni degli autoveicoli, nei centri storici diminuzione dei veicoli circolanti incentivando i trasporti pubblici

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Uno stop decisivo all’immissione nell’atmosfera delle sostanze dannose, ma anche iniziative individuali come: verificare l’efficienza dei frigoriferi e dei climatizzatori periodicamente; sostituire lampadine a incandescenza con quelle a basso consumo e lavare gli abiti a basse temperature; organizzare sistemi di trasporto collettivo o rinunciare all’automobile a favore della bicicletta o della camminata; evitare l’uso di polistirolo espanso e di isolanti contenenti CFC.

Con il protocollo di Kyoto nel 1997, le nazioni industrializzate si sono impegnate a ridurre le emissioni di gas di almeno il 5% entro il 2008/12

Inquinamento radioattivoNegli anni 70-80 vennero costruite numerose centrali

nucleari che utilizzavano la fissione dell’uranio.

Dopo l’incidente di Cernobyl molte centrali

nucleari come quelle italiane vennero chiuse …

Una centrale nucleare infatti, ogni anno produce tonnellate di

materiale radioattivo che è molto nocivo perché emana RAGGI

GAMMA. Dalle scorie si ricava il plutonio che viene usato come

materiale fissile, mentre il resto viene gettato nei fondali oceanici o

in miniere abbandonate.

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La produzione di energiaIl ciclo produttivo

dell’energia elettrica comprende tre fasi tra

loro collegate

PRODUZIONE:In una qualsiasi centrale

l’energia elettrica viene prodotta dalla rotazione

di una turbina che fa girare l’alternatore,

entra nei trasformatori che ne aumentano la

tensione.

TRASPORTO: la corrente si sposta sugli

elettrodotti (cavi in alluminio dell’alta

tensione). La corrente viaggia a 300.000km\s.

DISTRIBUZIONE: nelle periferie delle città

c’è una centrale di distribuzione con i trasformatori che

abbassa la tensione della corrente, da qui partono i cavi che si

diramano per le varie utenza (380v industrie,

220v altre utenze).HOME

Le centrali che producono energia elettrica sono:

Centrale termoelettrica

Centrale geotermica Centrale idro

elettrica a serbatoio

Centrale eolica

Centrale fotovoltaica

Centrale nucleare

Centrale fluviale

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La centrale termoelettrica è un impianto in cui si usa un combustibile fossile per produrre

vapore che fa girare una turbina. L’unità funzionale è detta sezione ed è formata

da quattro elementi:

DEPOSITO COMBUSTIBILI

CALDAIA CON CIMINIERA

EDIFICIO SALA MACCHINE

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Centrale termoelettrica

PIAZZALE TRASFORMATORI

Centrale termoelettricaSchema di una sezione:• CISTERNA COMBUSTIBILE: grande cisterna contenete nafta

o cumuli di carbone;• CALDAIA: edificio metallico di 50 m con tubi di piccolo

diametro snodati a serpentine;• CIMINIERA: torre alta 200m colorata con anelli bianchi e

rossi, al suo interno quattro canne, una per ogni caldaia;• SALA MACCHINE: edificio chiuso in cui sono presenti due

macchine: turbina e alternatore;• TRASFORMATORE: nel piazzale davanti sono collocati i

trasformatori collegati ai cavi dell’alta tensione.

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Centrale termoelettricaschema di una sezione

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Centrale termoelettricaFunzionamento:

L’olio combustibile viene pompato alla caldaia

Qui i bruciatori producono fiammate che scaldano i tubi, e

l’acqua diventa vapore con una pressione notevole

Il vapore surriscaldato entra nelle turbine e fa girare le pareti del rotore che trascina l’albero dell’alternatore e

genera energia elettrica. Questa esce dai morsetti e passa sui cavi dell’alta tensione.

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La centrale geotermica

funziona come quella

termoelettrica. L’unica differenza

è la fonte di energia

Dai vaporodotti viene trasportato il vapore che mette in rotazione una turbina. Poi si produrrà elettricità nello stesso modo di una centrale termoelettrica

Il vapore viene poi fatto condensare nella TORRE DI CONDENSAZIONE

Essa deve sorgere in una particolare area detta area geotermica

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Centrale nucleareIl suo funzionamento è simile a quello di una centrale termoelettrica, con la differenza che l’acqua viene fatta bollire in un contenitore a

pressione. La centrale è composta da tre parti:

EDIFICIO CON IL REATTORE: cilindro di cemento armato con il reattore che si trova al centro (cilindro di acciaio inox rivestito da 1,2m di cemento). All’interno di esso si trova il nocciolo che contiene l’uranio e le barre di controllo.

SALA MACCHINE: simile a quella di una centrale termica tradizionale con turbina e alternatore.

EDIFICI AUSILIARI: piscine schermate piene d’acqua per contenere i combustibili esauriti.

Nel reattore viene pompata l’acqua dal basso che filtra negli elementi combustibili, assorbe il calore emesso dalla fissione dell’uranio e si trasforma in vapore vapore.HOME

Le centrali idroelettriche sfruttano l’energia cinetica dell’acqua per produrre energia elettrica

CENTRALE FLUVIALE: è situata lungo il corso di un fiume. Qui viene costruita una diga per ottenere un dislivello di circa 10 metri

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CENTRALE A SERBATOIO: è situata in alta montagna e la sua potenza dipende dalla capacità del serbatoio e dal dislivello tra il serbatoio e la centrale. In questa centrale è presente una condotta forzata,cioè un tubo in forte pendenza che collega il serbatoio alla centrale

CENTRALE A MAREA: è una centrale che sfrutta il dislivello della marea. Ne esiste solo una in Francia sul fiume rance dove esiste un dislivello di marea pari a 12 metri

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Centrale idroelettrica a serbatoio

L’acqua defluisce nel CANALE DI DERIVAZIONE e arriva alla condotta

forzata;

L’acqua scende lentamente a una quota sempre più bassa e schiacciata

dall’acqua sovrastante acquista pressione

Il getto d’acqua colpisce le pale della turbina PELTON con forza che gira e

trascina l’alternatore che gira e genera corrente elettrica.Alla fine l’acqua viene fatta defluire in un

fiume.

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Centrale fluvialeL’acqua del fiume entra in

una condotta forzata a spirale che termina con

ugelli.

I getti d’acqua spingono LA TURBINA KAPLAN che

gira con l’alternatore producendo energia

L’acqua viene fatta defluire a valle dove riprende il suo corso

normale-

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Un impianto eolico è costituito da un gruppo di aerogeneratori collegati tra loro attraverso un cavidotto interrato che trasformano l’energia cinetica del vento in energia elettrica. All’impianto eolico è associata una cabina-stazione di consegna che, a sua volta, è connessa alla rete elettrica nazionale

Vantaggi: utilizza una fonte inesauribile, non ci sono emissioni inquinanti per l’atmosfera, può produrre quote significative di energiaSvantaggi: l’impianto occupa grandi spazi con conseguente variazione del paesaggio, provoca emissioni acustiche ed interferenze elettromagnetiche

Torre: sostegno verticale che spesso ha una sezione cilindrica con una scala interna

Navicella: guscio affusolato che contiene il generatore di corrente

Rotore: formato da pale fissate sul mozzo che ruotano al soffiare del vento trasformando l’energia cinetica in energia meccanica; il rotore gira e aziona un moltiplicatore di giri che è collegato al generatore elettrico, che ha la funzione di trasformare l’energia meccanica in energia elettrica

Moltiplicatore di giri: meccanismo che trasforma la rotazione lenta delle pale in una rotazione veloce (15500 giri), in grado di azionare il generatore di corrente

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Il sistema fotovoltaico è un insieme di componenti meccanici, elettrici ed elettronici che concorrono a captare e trasformare l’energia solare in energia elettrica. Ciò avviene sfruttando l’effetto fotovoltaico

Effetto fotovoltaico: capacità che hanno alcuni materiali semiconduttori, come il silicio, di generare elettricità se esposti alla radiazione luminosa

Vantaggi: utilizza una fonte inesauribile, gratuita e pulitaSvantaggi: discontinuità della fonte e costo dei componenti ancora elevato

Cella fotovoltaica: lastrina trasparente di materiale semiconduttore con inseriti dei sottili fili conduttori. Quando la luce colpisce la lastrina, nel materiale nasce una debole corrente elettrica che viene “raccolta dai fili” e portata all’esterno per l’utilizzazione

Una cella di silicio di 10x10 ha la potenza di 1,5 W circa

Modulo: è ottenuto dalla connessione elettrica delle diverse celle fotovoltaiche (36 o 72 celle); con 1m2 si ottiene una potenza di circa 100 W, sufficiente per accendere una lampadina

Pannello: è un gruppo di moduli montati su un’unica struttura di sostegno

Stringa: è l’insieme di moduli collegati in modo da fornire la potenza richiesta

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