S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

49
S.M.S. “PEYRON- FERMIsez. OIRM - Torino CLASSE A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti

Transcript of S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

Page 2: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

INDICE

     CHE COS'E'

     UN PO' DI STORIA

     FORME DI ENERGIA  

L'ENERGIA SI TRASFORMA             ENERGIE NON RINNOVABILI

     ENERGIE RINNOVABILI

     LA CRISI ENERGETICA

    PROBLEMI AMBIENTALI   

Page 3: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

  Per compiere un esercizio fisico, un uomo ha bisogno della forza muscolare; per permettere ad un’automobile di funzionareè necessaria la benzina; perché una lampadina faccia luce occorre la corrente elettrica; per riscaldare un ambiente è necessario bruciare della legna.     In tutti gli esempi citati si fa riferimento a "qualcosa" che permetterà all’uomo di muoversi, all’auto di funzionare, alla lampadina di produrre luce e alla legna di emettere calore. Quel "qualcosa" che è contenuto nella materia e che fa in modo che un certo fenomeno avvenga è chiamato energia. Scientificamente, l’energia è definita come la capacità di un corpo di compiere un lavoro.

Page 4: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

La prima fonte di energia che l’uomo ha usato è stata quella dei propri muscoli (a sua volta derivante dall’energia chimica del cibo). Poi, diventato agricoltore ed allevatore, ha imparato ad utilizzare anche l’energia muscolare degli animali.

Page 5: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

Per millenni queste furono le uniche fonti di energia utilizzate; solo dopo molto tempo,l'uomo imparò a servirsi anche dei raggi del sole o del fuoco.

Page 6: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

Il fuoco permette nuove scoperte e migliori condizioni di salute.     Nel tardo Paleolitico, a causa dell'aumento della popolazione e delle limitazioni al popolamento dovute ad una economia di raccolta, scoppia la prima crisi energetica: la selvaggina comincia a scarseggiare e le risorse non si rinnovano. L'uomo deve inventare nuove soluzioni:nasce l'agricoltura e poi l'allevamento del bestiame addomesticato, due modi ingegnosi per accumulare l'energia solare sulla terra. Le scoperte si susseguono a ritmo crescente: con la rivoluzione neolitica l'uomo vince la sfida della sopravvivenza, supera la crisi energetica e conquista le prime libertà.

Page 7: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

Ai tempi dei Greci e dei Romani, l’uomo incominciò a sfruttare l’energia idrica, ricavata dall’acqua: essi avevano imparato ad usare la ruota idraulica. I primi mulini ad acqua risalgono al 50 avanti Cristo.

Page 8: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

Notevole importanza ebbe anche lo sfruttamento dell'energia eolica: la prima utilizzazione fu nelle

barche a vela e nei mulini a vento.

Page 9: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

Ma l’invenzione grazie alla quale l’uomo è riuscito a trasformare in lavoro l’energia per mettere in movimento impianti industriali, locomotive, navi è stata la macchina a vapore, realizzata nella seconda metà del XVIII secolo. Del secolo successivo sono i

generatori e i motori elettrici.

Page 10: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

Da allora sono stati fatti passi da gigante, con l’impiego di materie prime, sfruttate

appieno solo nel XX secolo, come il petrolio ed il metano; con la ricerca di nuove fonti di

energia, quali l’energia nucleare; con l’utilizzazione su vasta scala dell’energia

elettrica: tutti fattori di progresso che hanno determinato cambiamenti profondi nella

nostra società.

Page 11: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

L’energia si presenta sotto varie forme e può trasformarsi da una forma ad un’altra. Ad esempio quando si accende la luce, l’energia elettrica si trasforma in energia luminosa ed energia termica, infatti la lampadina si riscalda. Il tram si muove grazie alla trasformazione dell’energia elettrica in energia meccanica.

Page 12: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

L’energia chimica è contenuta in alcune sostanze che hanno la possibilità di liberarla con una reazione chimica

Page 13: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

L’energia termica si manifesta come calore e si sviluppa in una combustione oppure per attrito tra corpi in

movimento

Page 14: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

è propria dei corpi solidi soggetti ad una trasformazione

temporanea

Page 15: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

L’energia cinetica si manifesta quando un corpo, inizialmente fermo, si mette in

movimento

Page 16: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

L’energia potenziale dipende dalla posizione posseduta dai corpi, che possono cadere da un punto più alto ad uno più basso, a causa della forza di gravità

Page 17: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

È l' energia che ci giunge da un corpo caldo; i corpi caldi,

infatti, emettono onde elettromagnetiche, dovute all' agitazione molecolare e

atomica. Il sole ci invia

energia radiante sotto forma di luce e calore.

Page 18: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

È fornita dai generatori di corrente e si ottiene trasformando altre

forme di energia

Page 19: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

Si libera in seguito a reazioni di fusione e fissione nucleare.

Page 20: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

La fonte di energia non sempre può essere utilizzata direttamente: spesso bisogna trasformarla dalla forma in cui si trova in un’altra, più adatta a compiere il lavoro richiesto.    Le trasformazioni sono operate dai CONVERTITORI.Qui sono rappresentati i principali convertitori realizzati dall’uomo:

Funzione di alcuni convertitori energia in entrata energia in uscita

motore elettrico ENERGIA ELETTRICA ENERGIA MECCANICA

pila ENERGIA CHIMICA ENERGIA ELETTRICA

motore a vapore ENERGIA TERMICA ENERGIA MECCANICA

resistenza elettrica ENERGIA ELETTRICA ENERGIA TERMICA

motore a combustione interna ENERGIA CHIMICA ENERGIA MECCANICA

dinamo ENERGIA MECCANICA ENERGIA ELETTRICA

accumulatore ENERGIA ELETTRICA ENERGIA CHIMICA

bruciatore ENERGIA CHIMICA ENERGIA TERMICA

  L’irradiamento solare sulla Terra è la fonte energetica più abbondante, sicura ed inesauribile; eppure è anche una delle meno utilizzate dall’uomo, perchè allo stato attuale si dispone di convertitori di energia solare scarsamente pratici, come i collettori solari ad acqua e le cellule fotovoltaiche.

Page 21: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.
Page 22: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

Le radiazioni provenienti dal Sole vengono attualmente sfruttate in due modi:

1) ENERGIA SOLARE           ENERGIA TERMICA con * i collettori o pannelli solari                                                                                        * cilindri parabolici                                                                                         * gli eliostati2) ENERGIA SOLARE           ENERGIA ELETTRICA con le celle fotovoltaiche

Page 23: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

COLLETTORI SOLARI

    I pannelli solari sono utilizzati soprattutto per riscaldare l’acqua ad uso domestico e sono in genere posti sul tetto della casa. Sono formati da un assorbitore (metallico, di colore scuro) che deve assorbire le radiazioni solari, protetto da una lastra trasparente, che sfruttando l’effetto serra,

aiuta a non disperdere il calore. L’energia termica passa dall’assorbitore ad una serie di tubi in cui circola

l’acqua che, riscaldata, è raccolta in un recipiente (circuito diretto) o, attraverso uno scambiatore di calore, cede il suo calore ad altra acqua,

contenuta in un serbatoio (circuito indiretto).

Page 24: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

CILINDRI PARABOLICI

   Per ottenere temperature superiori ai 100°C bisogna concentrare i raggi su una caldaia tubolare per mezzo di specchi curvi: il sistema più

semplice è costituito dal cilindro parabolico. Il fluido contenuto nella caldaia (aria o acqua), riscaldato dal calore dei raggi riflessi fino a 200-

300°C, serve ad azionare i "motori solari", che a loro volta sono collegati a pompe, compressori, ecc.

Page 25: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

ELIOSTATI

    Sono grandi specchi piani, che concentrano la luce del sole su una caldaia, posta su una torre.

Ogni eliostato ha un meccanismo di puntamento, comandato da un calcolatore, per seguire gli spostamenti del sole nell'arco della giornata.

L'alta temperatura fa evaporare l'acqua della caldaia ed il vapore prodotto è convogliato in una tubazione fino alla turbina, che aziona un generatore.

Page 26: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

CELLE FOTOVOLTAICHE

    Una cella fotovoltaica o pila solare trasforma l'energia luminosa dei raggi solari in energia elettrica.

E' formata da due strati sottili di materiale semiconduttore (ad es. il silicio) con la proprietà di emettere cariche elettriche quando è esposto a

radiazioni luminose. La tensione fornita da una cella è piccolissima (circa 0,5 V), quindi bisogna

collegarne un certo numero per avere una tensione utile. Dati i costi elevati, attualmente le celle fotovoltaiche sono impiegate solo

in particolari settori, come quello spaziale e militare.

Page 27: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

Le centrali eoliche  sviluppano poca potenza sufficiente per dare energia a piccoli centri isolati

o a piccole isole.    Inoltre devono trovarsi in una zona battuta da

venti regolari e di una certa intensità.    In Italia, l’ENEL ha costruito una centrale eolica

sperimentale in Sardegna, con dieci aero–generatori.

Secoli fa la forza del vento era sfruttata per azionare pompe e mulini. Oggi invece si costruiscono centrali eoliche per produrre energia elettrica.

    Una centrale di questo tipo è formata essenzialmente da un’elica che mette in moto un generatore di corrente elettrica.

Page 28: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

    Il mare rappresenta un'altra importante fonte energetica da utilizzare nel futuro.

    In alcuni Paesi sono state realizzate delle centrali che sfruttano l'alternarsi delle maree (Francia) oppure la forza delle onde (Giappone). Naturalmente l'installazione di queste centrali può avvenire solo dove il

dislivello tra alta e bassa marea, o il moto ondoso sono di un certo rilievo.

Page 29: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

MAREE

    La centrale è costituita da una diga, che delimita un grande bacino: le acque del mare, con la loro

periodica variazione di livello, riempiono e svuotano alternativamente il bacino, all'interno del quale si trovano le turbine, collegate ai generatori

per la produzione di energia elettrica.

Page 30: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

ONDE

    Una serie di lunghi tubi verticali, aperti in basso, sono ancorati al fondale marino: quando passa l'onda, l'acqua che si

trova nei tubi sale e scende come un pistone, aspirando ed emettendo aria alla sommità. L'aria mette in movimento una turbina e questa un generatore

per produrre elettricità.

Page 31: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

Questa energia sfrutta il calore interno della terra, ad esempio di origine vulcanica, per la produzione di energia elettrica.

Infatti è possibile utilizzare sorgenti di acque calde o il vapore emesso dal terreno, convogliandolo in apposite turbine.

In Italia esistono centrali geotermiche a Larderello in Toscana, nel Lazio e in Campania.

Sono in via di sperimentazione delle centrali elettriche che sfruttano il calore

delle rocce calde e secche.Ciò avviene ad esempio negli Stati Uniti, a Los

Alamos: la roccia viene frantumata, si inietta acqua fredda che, a contatto con la roccia calda, evapora e

risale in superficie attraverso una condotta che mette in movimento un turboalternatore.

Page 32: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

E' possibile ottenere energia elettrica anche dai rifiuti.

CENTRALINE a BIOGAS 

    Dai rifiuti di origine animale (letame) e vegetale (scarti dei prodotti agricoli), fatti fermentare in

contenitori ermetici, si ricava un biogas, contenente il 65% di metano.

La fermentazione è opera di batteri anaerobi. I fanghi residui sono impiegati come fertilizzanti.

Il gas che si forma viene inviato al gruppo generatore per la produzione di elettricità.

Impianti di questo tipo possono servire a rifornire di energia elettrica fattorie isolate. 

Page 33: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

CENTRALI TERMOELETTRICHE A RIFIUTI

SOLIDI URBANI

    Anche i rifiuti urbani possono essere utilizzati per produrre energia elettrica.

Trattati nel modo opportuno, possono essere bruciati nelle caldaie delle grandi centrali termoelettriche a carbone e

mescolati al normale combustibile.    L'ENEL ha già effettuato degli esperimenti nella centrale

termoelettrica di Santa Barbara, Arezzo, funzionante a lignite.

Page 34: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

Le centrali idroelettriche utilizzano la caduta delle acque dei fiumi e dei torrenti, raccolte in grandi bacini artificiali, creati sbarrando le valli con le dighe. L’acqua raccolta nel bacino artificiale viene convogliata, attraverso un canale deviatore, alle condotte forzate. Il getto violentissimo dell’acqua, che esce sotto pressione dalle condotte, colpisce le pale di una turbina, mettendola in rotazione. A sua volta, la turbina è collegata ad un generatore di corrente elettrica: l’alternatore. Infine un trasformatore aumenta i valori di tensione della corrente prodotta prima di inviarla alle linee di trasporto.

 Le condizioni ideali per lo sfruttamento dell’energia dell’acqua richiedono grandi altezze di caduta o grandi volumi di acqua: si possono così sfruttare sia le acque dei bacini delle regioni montane, che precipitano per centinaia di metri, sia le enormi masse d’acqua dei grandi fiumi che "cadono" da pochi metri.

Page 35: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

Alcune moderne centrali hanno un impianto di pompaggio dell’acqua: due serbatoi, posti ad altezze diverse, sono collegati da una condotta forzata. Quando la richiesta di energia è minore (ad es. di notte), il generatore può funzionare da motore e pompare l’acqua dal bacino inferiore a quello superiore. Nei momenti di maggior richiesta di energia (di giorno), l’acqua immagazzinata nel serbatoio superiore può fluire verso il basso, azionando la turbina e quindi il generatore.

La centrale ad acqua fluente è una centrale senza serbatoio, che sfrutta direttamente la portata d'acqua di un fiume: si trova sui grandi fiumi di pianura, come il Volga, il Danubio ed il Mississippi. In Italia è poco diffusa. Una diga crea un dislivello di 8 -15 metritra l'acqua a monte e l'acqua a valle, ha molte paratoie aperte quando il fiume è in piena. L'acqua, dopo aver fatto girare le pale della turbina Kaplan e con essa l'alternatore, passa nel collettore di scarico e defluisce a valle, dove riprende il suo corso normale.

Page 36: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

Sono quelle che tendono ad esaurirsi

Page 37: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

IL CARBONE

   I carboni fossili sono sostanze di colore bruno o nero, che si sono formate secoli fa dalla decomposizione di foreste, rimaste sommerse dalle acque e poi sepolte sotto la crosta terrestre. La decomposizione è avvenuta tramite batteri anaerobi (vivono in assenza di ossigeno); durante il processo, i tessuti formati da cellulosa (sostanza composta da carbonio, ossigeno, idrogeno) hanno perso ossigeno e idrogeno e si sono trasformati in carbone.    La classificazione dei carboni fossili comprende: torba, ligniti, litantrace e antracite.

TORBESono i carboni più giovani; derivano dalla decomposizione di piante erbacee e palustri, e contengono il 55% di carbonio; hanno un basso potere calorifico.

LIGNITISono di formazione più recente, non  ancora completamente fossilizzate e contengono circa il 70% di carbonio.

LITANTRACISi sono formati in tempi più recenti e sono i carboni fossili più abbondanti nel sottosuolo. Contengono meno carbonio rispetto alle antraciti e hanno un potere calorifico inferiore.

ANTRACITISono i carboni di più antica formazione e risalgono a circa trecento milioni di anni fa. Contengono oltre il 90% di carbonio e hanno il più elevato potere calorifico.     

Page 38: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

  Il carbone è estratto dalle miniere a cielo aperto, con giacimenti in superficie o a pozzi, che raggiungono

anche 3-4 km di profondità. E' usato come combustibile per alimentare le centrali

termoelettriche, per usi civili e industriali. Nell' industria chimica serve a produrre coloranti,

plastica, medicinali,... Nell' industria è impiegato il COKE, cioè un carbone

artificiale che si ricava dalla distillazione del litantrace economico, ma molto inquinante.

Page 39: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

È una miscela di idrocarburi, composti chimici formati da carbonio e idrogeno, di colore verdastro o bruno scuro e di odore sgradevole.

Si trova negli strati profondi del sottosuolo, ma a volte affiora in superficie.

COME SI FORMA UN GIACIMENTO DI PETROLIO?

Alghe, plancton, animali e vegetali marini si sono depositati sul fondo del mare insieme a finissimi sedimenti minerali, come argilla e sabbia.

  Questo ammasso di sedimenti forma il "sapropel" (fango putrefatto). In condizioni particolari, come sul fondo dei golfi, dei mari interni e delle

lagune, esso non viene in contatto con l'ossigeno e batteri e microbi possono così innescare quelle reazioni chimiche che daranno origine al

petrolio.

Page 40: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

Nuovi sedimenti hanno continuato a depositarsi sul sapropel, ricoprendolo di uno strato di roccia sedimentaria sempre più pesante.

La pressione, unita al calore del sottosuolo, ha favorito le reazioni chimiche all'interno del sapropel, provocando la sua lentissima trasformazione,

durata centinaia di milioni di anni, nel petrolio greggio che noi conosciamo.

Il petrolio solo di rado è rimasto nella roccia in cui si è formato, chiamata roccia madre.

Spesso è migrato nelle rocce vicine, per due motivi: i numerosi sconvolgimenti subiti dalla crosta terrestre; l'enorme pressione che gli

idrocarburi gassosi, formatisi assieme al petrolio, esercitavano su tutto ciò che li circondava.

Ha smesso di spostarsi solo dove ha incontrato una roccia impermeabile a impedirgli il cammino.

Page 41: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

LA RICERCA

    Le tecniche di ricerca sono numerose: il rilevamento sismico consiste nel provocare piccoli terremoti nel terreno, facendo scoppiare delle cariche di esplosivo: studiando la propagazione

delle onde sismiche, si scopre la struttura delle rocce e l'eventuale presenza di giacimenti petroliferi; il carotaggio consiste nel prelevare dal

terreno dei campioni di roccia per esaminarne la struttura, l'età e la composizione;

il metodo elettrico studia il comportamento della corrente nel terreno, che è diverso a seconda della resistenza offerta dalle rocce;

il metodo magnetico studia le variazioni del campo magnetico terrestre; il metodo gravimetrico studia le variazioni del campo gravitazionale

terrestre.

Page 42: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

L'ESTRAZIONE

Una volta individuato il giacimento, il petrolio è estratto perforando il terreno con una trivella. Per evitare che il

terreno frani, le pareti del pozzo vengono rivestite con un tubo di acciaio, cementato alla roccia, mentre la punta

della trivella, che tende a surriscaldarsi, viene raffreddata continuamente.

Quando la trivella raggiunge il giacimento, il petrolio fuoriesce all'esterno, spinto dalla pressione del gas e

dell'acqua in esso contenuti. A questo punto la trivella viene sostituita da un tubo di

acciaio e da un sistema di valvole e manometri, che controllano la fuoriuscita. Il petrolio viene immesso in serbatoi di decantazione per separarlo dal fango e dai

detriti.

Page 44: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

LAVORAZIONE

    La lavorazione del petrolio avviene nelle raffinerie, e precisamente nelle colonne di frazionamento: qui, tramite un processo di distillazione frazionata, si riescono a separare i diversi componenti del greggio, sfruttando le loro differenti temperature di ebollizione:

tra i 350° e i 300° condensano le nafte a 300° condensa il gasolio a 250° condensa il cherosene a 120° condensa la benzina a 60° condensano i gas (propano, butano). Nella parte più alta del distillatore si raccolgono i gas leggeri (metano, etano).

Dal fondo della colonna esce il residuo, da cui si ottengono bitumi e asfalti, per la pavimentazione stradale, e coke di petrolio.

Page 45: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

                                                                                                                                                  

                    Il metano è un gas naturale, incolore e inodore. Si trova nel sottosuolo a profondità

variabile (8000-6000 m). Si suppone che la sua formazione sia dovuta alla decomposizione delle sostanze organiche in assenza d’aria e in condizioni di elevata temperatura e pressione. Spesso è presente nei giacimenti di carbone e di petrolio.

    Il metano viene cercato con gli stessi sistemi usati per il petrolio. Estratto dai giacimenti, può essere impiegato quasi puro o unito ad altri idrocarburi.

    L’Italia possiede vari giacimenti, ma la produzione di metano non è sufficiente a coprire il fabbisogno nazionale; così ne viene importato dall’Olanda, dall’Algeria,

dalla Libia e dalla Russia.

Una rete di metanodotti, lunga circa 14.000 km, lo distribuisce in gran parte delle città italiane, dove viene impiegato come combustibile nel

riscaldamento delle case, nelle cucine a gas, nelle industrie chimiche, nelle centrali termoelettriche

Page 46: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

   

Le centrali nucleari utilizzano come combustibile l’uranio, un materiale radioattivo che si trova in giacimenti naturali in superficie o nel sottosuolo.   L’uranio 235 è un elemento radioattivo: se viene bombardato con neutroni, il suo nucleo si spacca in due parti, liberando una notevole quantità di energia termica. Questa reazione è detta fissione nucleare.Dalla fissione di un nucleo si liberano altri neutroni che, a loro volta, provocano fissioni dei nuclei vicini, dando origine ad una "reazione a catena".

Page 47: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

Nelle centrali nucleari i reattori, costruiti in cemento armato e acciaio di grande spessore, per impedire la fuoriuscita delle radiazioni, sono

provvisti di numerosi sistemi che servono a controllare la reazione a catena e ad evitare l’esplosione del reattore.

    Il calore sviluppato dalle reazioni riscalda l’acqua e produce vapore che, opportunamente convogliato, fa ruotare le pale delle turbine per la

produzione di energia elettrica.    Un grave inconveniente legato alle centrali nucleari è rappresentato

dall’eliminazione delle scorie , cioè di quello che rimane del combustibile dopo la fissione: le scorie infatti sono molto radioattive e quindi

pericolose. Attualmente esse vengono raccolte in bidoni e interrate in pozzi sul fondale marino, ricoperte da calcestruzzo. Ma sono allo studio

nuove tecniche di stoccaggio.

Page 48: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

   LA CRISI ENERGETICA

    Fino a qualche tempo fa, le fonti energetiche non rinnovabili venivano sfruttate in modo incontrollato dai Paesi industrializzati. Nel 1973 scoppiò la crisi petrolifera e i Paesi consumatori furono costretti a prendere provvedimenti, adottando misure di contenimento energetico: si cercarono allora metodi per utilizzare le fonti energetiche rinnovabili e per sfruttare meglio quelle non rinnovabili.    Molti Paesi industrializzati producono gran parte dell’energia attraverso le centrali nucleari; gli Italiani, invece, con un referendum popolare nel 1987, hanno scelto di non utilizzare questa fonte energetica.    Gli argomenti a favore dell'utilizzo dell'energia nucleare sono:• le centrali nucleari costituiscono la soluzione più valida per produrre a buon mercato l'energia necessaria a soddisfare le richieste;• rinunciare al nucleare significherebbe tornare indietro e voltare le spalle al progresso tecnologico e scientifico;• costruire centrali nucleari significa tenere il passo degli altri Paesi industrializzati; se i Paesi produttori decidessero di non vendere più petrolio all'Italia, il nostro Paese cadrebbe in una grave crisi economica;• anche le centrali non nucleari, considerate pulite, sono pericolose, inquinano e deturpano l'ambiente.     Gli argomenti contrari all'utilizzo dell'energia nucleare sono:• le centrali sono pericolose e inquinano l'ambiente circostante;• un Paese montuoso, sismico e ad alta densità di popolazione non può avere centrali nucleari;• invece di costruire centrali nucleari, si possono sfruttare meglio tutte le altre fonti energetiche.     Il problema della scelta nucleare non è facile da risolvere: da un lato la nostra organizzazione sociale richiede grandi consumi di energia, dall'altro incidenti come quello avvenuto nel 1986, nella centrale di Chernobyl, fanno riflettere sui rischi che si corrono seguendo questa strada.

Page 49: S.M.S. PEYRON-FERMI sez. OIRM - Torino CLASSE 3° A.s. 2006/07 Insegnante: M.Aliberti.

    La produzione di energia non è mai del tutto sicura; anzi, tutti i procedimenti usati per produrre grandi quantità di energia sono pericolosi per l'uomo e per l'ambiente.

    Rischi che presentano le varie centrali:

METODORISCHI PER L'AMBIENTE RISCHI PER FLORA E FAUNA RISCHI PER L'UOMO

Centrale nucleare

Elementi radioattivi nell'aria, suolo e acqua. Smaltimento delle scorie radioattive e invecchiamento delle installazioni.

Distruzione della fauna a causa delle radiazioni che sfuggono accidentalmente. Rischi a lungo termine per le scorie radioattive.

Malattie cancerogene,alterazioni al corredo genetico, inquinamento termico dell’aria e dell’acquaRischi imprevedibili.

Centrale a gasolio Effetto serra,piogge acide, smog

Distruzione della fauna acquatica (plancton, pesci, uccelli) a causa del petrolio riversato in acqua.

Esplosioni di gasolio nei silos. Inquinamento atmosferico.Malattie respiratorie

Centrale a carbone

Degrado dei luoghi, soprattutto nei casi di miniere a cielo aperto. Inquinamento atmosferico e acidificazione dell'aria a causa dei residui.

Avvelenamento della vegetazione a causa delle polveri residue. Inquinamento delle acque.

Pericoli indiretti attraverso l'inquinamento atmosferico. Malattie professionali, soprattutto polmonari.

Centrale a gas Inquinamento atmosferico. Distruzione degli ambienti. Esplosioni.

Centrale idroelettricaRischi minimi di smottamento del terreno. Nessuno

Disturbo della vita acquatica, a causa dell'impoverimento di acqua dei corsi.

Rottura di dighe e sbarramenti