NON RINNOVABILI

LE RISORSE

RINNOVABILI

Noi utilizziamo queste risorse naturali per produrre energia e si distinguono in rinnovabili e non rinnovabili, per il loro tempo di riproduzione.

• Le fonti di energia utilizzate attualmente nei processi industriali e nella vita quotidiana sono in gran parte le risorse non rinnovabili.

Queste risorse si possono esaurire in un giro di poche decine di anni, ha differenza del loro tempo di riproduzione che è molto più lungo.

Le risorse non rinnovabili si trovano in natura in forma liquida,gassosa e solida, cioè: PETROLIO (con i suoi derivati), CARBONE, GAS NATURALE. Noi ricaviamo energia anche con l’ energia nucleare .Tutte queste sostanze vengono bruciate in delle Centrali termoelettriche.

Risorse non rinnovabili

• Le risorse rinnovabili si riformano in tempi molto brevi o sono abbondanti da risultare sempre disponibili per l’uomo.

• Le risorse rinnovabili sono: l’energia del vento,l’energia del SOLE, dell’ACQUA, dalla terra, o

quella ricavata dai combustibili vegetali cioè gli oli vegetali.

Rinnovabili

PETROLIO

Il petrolio è situato in giacimenti petroliferi, che si sono venuti a formare dall’ accumulo di plancton e resti di organismi marini, sotto processi di trasformazione avvenuti sotto l’opera di batteri, in ambienti privi di ossigeno. Dalla formazione del petrolio si vengono a formare anche i suoi derivati, come il metano (sotto forma gassosa), il petrolio (sotto forma liquida) e il bitume (sotto forma solida). I giacimenti di petrolio si formano solo in determinate situazioni e condizioni, perché il petrolio tende a risalire in superficie, quindi si accumulano solo quando incontrano strutture geologiche in grado di trattenerli.

L’estrazione del petrolioIl petrolio era già conosciuto è sfruttato dai romani, ma furono solo utilizzati

soltanto i depositi che affioravano in superficie. In seguito con l’evoluzione della tecnologia furono scoperti anche i giacimenti più profondi, più ricchi e più redditizi. Molti di questi depositi si trovano in mare e sono sfruttati mediante piattaforme, fisse o galleggianti, grazie a trivellazioni che hanno raggiunto vari livelli di profondità. Per essere utilizzato, il petrolio greggio dopo l’estrazione deve subire una serie di processi chimici e fisici detti Raffinazione, che permettono di ottenere numerosi prodotti: cherosene, benzine, gasolio e oli lubrificanti.

Le conseguenze del petrolioDurante l’estrazione o durante il trasporto del petrolio via mare, attraverso le petroliere o dalle piattaforme. Si vengono a formare delle perdite o dei incidenti durante il trasporto, ed ecco il risultato dell’inquinamento , dove tutto il mare e gli animali e le vegetazioni muoiono. Anche il petrolio essendo molto utile all’umanità, è anche molto dannoso.

CARBONE• Ha origine dall’ accumulo di resti di organismi vegetali vissuti nel

passato, rimasti sepolti per moltissimi anni, che hanno subito particolari processi di decomposizione in ambienti privi di ossigeno.

• Inizialmente, il processo di carbonizzazione trasforma i resti vegetali in Torba (un deposito soffice, con carbonio inferiore al 50%). Se la torba è sottoposta ad un aumento di pressione e temperatura, la torba si trasforma in Lignite (costituita per il 50-60% di carbonio). Se il processo di carbonizzazione continua, la lignite si trasforma in Litantrace (costituita dal 60-90% di carbonio), sarebbe il carbone più utilizzato. Alla fine del processo si forma l’ Antracite, un carbone molto pregiato ( con carbonio superiore al 90%). L’ antracite brucia lentamente, senza produrre fumo, e ha un elevato rendimento calorico.

L’ estrazione del carbone L'insieme delle operazioni che portano a localizzare giacimenti carboniferi e

a valutarne l'interesse minerario si definisce prospezione mineraria. Come nel caso del petrolio, si inizia dallo studio delle foto aeree per individuare zone geologicamente interessanti, fino allo studio di campioni di terreno da cui trarre informazioni più dettagliate. Una volta individuato un giacimento, la sua posizione e conformazione, si procede alla costruzione del cantiere-miniera. Se il carbone si trova a profondità non superiori ai 30 metri, viene estratto in miniere a cielo aperto, dove il giacimento è reso accessibile dopo l'eliminazione degli strati di suolo e roccia sovrastanti con l'aiuto di cariche esplosive. Per filoni di carbone a profondità maggiori di 30 metri, l'accesso al giacimento si ottiene scavando miniere sotterranee, formate da almeno due gallerie, per il passaggio di minatori e macchinari fino al giacimento. Nelle miniere a cielo aperto, il carbone viene estratto dopo essere stato liberato dalle rocce sovrastanti. Nel caso di miniere sotterranee, l'estrazione si esegue con due modi: quello "dei pilastri abbandonati" e quello "delle lunghe fronti".

Le conseguenze del uso del carbone La letteratura scientifica che documenta come l’inquinamento causato dai

combustibili fossili sia causa di gravi patologie umane è ormai sterminata. Le centrali a carbone emettono sostanze pericolosissime in grado di minacciare la salute. Inoltre, è dimostrato altrettanto bene come l’inquinamento atmosferico non sia un problema solo locale, ma in grado di diffondersi su aree molto più ampie e come alcuni contaminanti resistano nel tempo per un periodo molto lungo. Dalle ciminiere delle centrali a carbone escono le più svariate sostanze tossiche: metalli pesanti come arsenico e mercurio, polveri sottili e ultrasottili, anidride solforosa e biossido di azoto, per citarne solo qualcuno. Analizziamo qui sotto le principali.

GAS NATURALE Il gas naturale rispetto al petrolio è formato principalmente dal

metano, è meno dannoso per l’ambiente perché contiene piccole quantità di zolfo. Il metano inoltre subisce meno lavorazione dopo il processo di estrazione. A sfavore del gas però ci sono gli elevati costi di trasporti, che impongono la realizzazione di complesse reti di metanodotti. Una soluzione a questo problema è quello del trasporto del metano liquido. Portato allo stato liquido attraverso un procedimento di raffreddamento (-160°C), il metano occupa un volume molto inferiore: il trasporto quindi risulta più economico. Una volta giunto a destinazione, il metano è riportato allo stato gassoso nei rigassificatori, e quindi immesso nella rete di distribuzione. I rigassificatori sono impianti con un impatto ambientale piuttosto basso; trattando un gas altamente infiammabile, presentando concreti rischi per la sicurezza. Per quanto riguarda le riserve di petrolio e gas naturale, la situazione è decisamente peggiore rispetto a quella del carbone: se il ritmo di sfruttamento attuale verrà mantenuto, tutte le riserve di idrocarburi del pianeta potrebbero esaurirsi entro qualche decina di anni.

Il percorso del gas

Le conseguenze del gas naturale

Le centrali termoelettriche• Le centrali termoelettriche, sono delle centrali che producono

energia, bruciando dei combustibili. Queste centrali sono formati da un bruciatore con un grosso serbatoio ( che contiene il combustibile) , dove questi combustibili vengono bruciati e producono calore. Questo calore arrivando ad alte temperature, riscalda un circuito di acqua, dove , essendo riscaldato questo circuito va in ebollizione, producendo una pressione enorme. A sua volta questa pressione spinge le pale di una turbina, quindi producendo energia meccanica che a sua volta viene trasferita ad un generatore, dove trasforma l’energia meccanica in energia elettrica a bassa tensione, questa a bassa tensione viene trasformata ad alta tensione ,perché durante il viaggio che effettua, ci sono delle dispersioni, e per evitare questo fenomeno aumenta la tensione. Ma prima di arrivare nelle nostre case viene ritrasformata a bassa tensione. Il circuito dell’acqua che è in pressione , viene raffreddato, e inizia di nuovo il suo giro.

La struttura delle centrali termoelettriche

LE CONSEGUENZE DELLE CENTRALI TERMOELETTRICHE

Le centrali termoelettriche sono molto utili alla produzione di energia, ma ha sua volta producendo energia producono anche emissioni di fumi molto dannosi. Questi fumi si formano dalla combustione del combustibile che serve per far funzionare la centrale. Questi fumi sono molto dannosi per il nostro pianeta, perche allargano il buco nell’azoto, producendo un effetto serra maggiore . Quindi queste centrali sono molto utili per la produzione di energia, ma sono anche molto dannose per il nostro pianeta e per la nostra salute.

ENERGIA NUCLEARE• Le reazioni che coinvolgono l'energia nucleare sono principalmente quelle di

fissione nucleare, di fusione nucleare e quelle legate alla radioattività:• Nelle reazioni di fissione nucleare (sia spontanea, sia indotta) nuclei di atomi con alto

numero atomico (pesanti) come, ad esempio, l'uranio 235 o il plutonio 239, 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. Le prime bombe atomiche, del tipo di quelle sganciate su Hiroshima e Nagasaki, erano basate sul principio della fissione. Si deve notare che in questo contesto il termine atomico è inesatto o almeno inappropriato in quanto i processi coinvolti sono viceversa di tipo nucleare, coinvolgendo i nuclei degli atomi e non gli atomi stessi.

• Nelle reazioni di fusione nucleare 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. Finora, malgrado decenni di sforzi da parte dei ricercatori di tutto il mondo, non è ancora stato possibile realizzare, in modo stabile, reazioni di fusione controllata sul nostro pianeta anche se è in sviluppo il progetto ITER, un progetto che con il successore DEMO darà vita alla prima centrale nucleare a fusione del mondo. È invece attualmente possibile ottenere grandi quantità di energia attraverso reazioni di fusione incontrollate come, ad esempio, nella bomba all'idrogeno.

• Attualmente il dibattito tecnico e mediatico sull'energia nucleare verte in gran parte sulla fissione nucleare, l'unica reazione nucleare ad avere un'applicazione energetica a scopo civile funzionante e matura a livello commerciale tramite le omonime centrali nucleari a fissione, mentre l'energia prodotta da fusione nucleare è ancora in uno stato sperimentale-prototipale di ricerca.

Centrale nucleare

Conseguenze dell’energia nucleare• Poche, probabilmente nessuna, fra le stime sui costi dell’energia nucleare

tengono conto degli oneri in termini di salute dell’umanità. Anche quando le centrali nucleari operano a regime, si tratta di oneri non insignificanti. Minatori, lavoratori e residenti nei pressi delle miniere e delle raffinerie, nonchè i lavoratori coinvolti nei processi di arricchimento necessari per creare il combustibile nucleare, rischiano tutti l’esposizione a quantità dannose di radiazioni, a cui consegue un aumento dell’incidenza del cancro e delle malattie connesse. La fuoriuscita ordinaria o accidentale di radiazioni dalle centrali nucleari, così come l’inevitabile dispersione di scorie nucleari, sono eventi in grado di inquinare l’acqua e la catena alimentare, esponendo a rischio contaminazione uomini e animali, oggi e per le generazioni a venire. Incidenti come quelli accaduti a Three Mile Islande a Chernobyl condannano migliaia, se non milioni, di persone a pagare il costo dell’energia nucleare con la propria salute. La comprensione della natura delle radiazioni è un fattore chiave per avere un’idea precisa degli impatti dell’energia nucleare sulla salute.

L’energia del soleDal sole noi ricaviamo diversi tipi di energia, ma

quelli che stiamo trattando ora sono l’energia ricavata dal sole attraverso i pannelli fotovoltaici e quella attraverso i pannelli solari.

Pannelli fotovoltaici I pannelli fotovoltaici sono formati dalle celle

fotovoltaiche, dove assemblati in pannelli, a loro volta collegati fra loro per produrre più energia possibile. Queste celle assorbono i raggi del sole e ha loro volta li trasformano in energia elettrica. La corrente che viene acquisita dal sole può essere utilizzata oppure immagazzinata durante il giorno attraverso dei accumulatori per poi essere usata durante la notte, cioè quando non ricaviamo più energia dal sole. Questi pannelli possono essere situati: sui tetti delle case o in appezzamenti di terreno inutilizzati.

Le conseguenze dei pannelli fotovoltaici

Sembrerebbe che noi ricavassimo energia completamente pulita da questi pannelli, cioè senza produrre inquinamento. Invece non è così, perché non si produce inquinamento durante la produzione di energia, ma si viene ha produrre quando queste cellule si esauriscono, quindi vanno sostituite. Per sostituire questi pannelli, bisogna prima trovare un metodo di smaltimento per i materiali esauriti. Questi materiali ancora per l’uomo non possono essere smaltiti, quindi si viene a produrre un problema molto grave, anche perché queste sostanze sono altamente inquinanti e dannosi per la salute. Un altro problema è quello dell’acquisto, perché hanno costi molto elevati.

Applicazione dei pannelli fotovoltaici

Pannelli solariQuesti pannelli si basano sull’uso dei collettori, pannelli

in grado di immagazzinare il calore prodotto dalle radiazioni solari e di trasferirlo all’acqua. I collettori solari termici possono essere collocati sul tetto degli edifici per produrre acqua calda per uso sanitario, con temperatura fino a 70°C, o anche per integrare o sostituire i sistemi per il riscaldamento domestico.

Struttura dei pannelli solari

ENERGIA DALL’ACQUA

L’energia ricavata dall’acqua è chiamata energia idrica. Questa energia viene ricavata attraverso delle centrali dette centrali idroelettriche.

Centrali idroelettriche

Le centrali idroelettriche sfruttano l’energia cinetica e potenziale prodotta dall’acqua da una cascata o da una diga. Questa acqua viene incanalata (quindi acquista una pressione maggiore) e viene portata a spingere le pale di una turbina che trasforma l’energia cinetica in energia meccanica dove a sua volta viene trasferita ad un alternatore attraverso un albero di trasmissione, questo alternatore trasforma l’energia meccanica ad energia elettrica a bassa tensione che poi viene trasformata ad alta tensione attraverso un trasformatore, ma prima di arrivare nelle nostre case viene ritrasformata a bassa tensione. Un problema di queste centrali è che da un impatto brutale visivo anche perché molti corsi dei fiumi vengono deviati o raccolti in bacini attraverso dighe, quindi contribuisce anche a un cambiamento della fauna.

L’energia ricavata dalla terra

L’energia della terra viene chiamata energia geotermica, che viene utilizzata attraverso le centrali geotermiche . Queste centrali sfruttano il calore interno della terra.

Centrali geotermiche

Gli oli vegetali

Dagli oli vegetali ricaviamo energia attraverso le centrali termoelettriche, però invece di bruciare oli derivanti dal petrolio vengono bruciati oli derivanti da vegetali. A differenza dagli altri combustibili producono meno emissioni di CO2 e hanno tempi di riproduzione meno lunghi da quelli derivanti dal petrolio. Può essere anche usata al posto del diesel, ma ancora oggi questa sostituzione è lontana per vari motivi.

L’energia del vento

• L’energia eolica è prodotta dal movimento del vento sulla superficie terrestre. Oggi l’energia eolica è trasformata in energia elettrica attraverso gli aerogenatori, costituiti da un sostegno alla cui sommità è fissata una navicella che contiene il rotore. Al rotore è collegata un elica di derivazione aereonatuca che è realizzata con leghe metalliche molto leggere. Il grande vantaggio è l’emissione nulla di gas. I principali problemi sono la disponibilità costante del vento è l’impatto paeseaggistico che hanno gli aerogeneratori sull’ambiente circostante.