217 - Le fonti di energia

LE FONTI DI ENERGIA

Per millenni l’uomo ha avuto a disposizione per la sua vita solo la sua energia muscolare o quella degli animali e l’energia naturale che poteva ricavare dalla legna da ardere, o dall’acqua e dal vento: con queste fonti di energia ha fatto funzionare macchine come i mulini.

Vecchio mulino ad acqua nel nord della Francia

Con la rivoluzione industriale ha avuto bisogno di grandi quantità di energia, che ha prodotto prima utilizzando il carbone, poi il petrolio e i minerali radioattivi. Nel XIX secolo ha scoperto l’energia elettrica e il consumo di energia è aumentato ancora di più.

L’energia elettrica oggi viene prodotta in quattro principali tipi di centrali:

1-      le centrali idroelettriche, che sfruttano la caduta delle acque dei fiumi o dei laghi

2-      le centrali termoelettriche, che producono elettricità bruciando carbone, gas o petrolio

3-      le centrali geotermiche, che sfruttano il calore proveniente dal sottosuolo, attraverso fenomeni naturali di tipo vulcanico, come i soffioni boraciferi o i geyser, ampiamente utilizzati in uno Stato che ne è ricco come l’Islanda

La centrale geotermica Reykjanes in Islanda

4-      le centrali termonucleari, che utilizzano come combustibile alcuni minerali radioattivi, tra cui l’uranio.

Che cos’è l’energia nucleare?

L’energia nucleare è un’energia che si ottiene bombardando con particelle il nucleo dell’atomo (questo processo si chiama fissione); essa fu utilizzata per la prima volta a scopi militari durante la Seconda guerra mondiale, quando gli U.S.A. sganciarono una bomba atomica sulla città di Hiroshima il 6 agosto 1945. Dopo la guerra la fissione dell’atomo cominciò ad essere utilizzata anche a scopi pacifici per la produzione di energia elettrica; vennero create centrali nucleari in tutti i Paesi industrializzati, Italia compresa.

La centrale nucleare di Doel (Belgio) costruita attorno agli anni Settanta del XX secolo

Per produrre energia elettrica mediante una centrale termonucleare è necessario utilizzare l’uranio, un elemento che emette una particolare specie di raggi ed è perciò detto radioattivo. Dell’uranio viene utilizzata solo una minima parte (circa l’1%), cioè l’isotopo 235. Da anni si sta studiando il metodo di utilizzare interamente l’uranio, o la possibilità di creare energia nucleare non attraverso la fissione, bensì attraverso la fusione, cioè la formazione di un unico nucleo dall’unione di più nuclei; però finora si sono fatti solo degli esperimenti.

Negli anni Sessanta del secolo scorso l’energia nucleare era considerata ottima: era una fonte inesauribile (cioè che non finisce) e costava poco, perciò si pensava che avrebbe sostituito le altre fonti di energia. Però poi si capì che questa fonte di energia è piuttosto pericolosa e l’opinione pubblica (cioè la gente) si è divisa in due parti: chi è favorevole e chi è contrario al nucleare.

Una recente manifestazione antinucleare a Taipei (Taiwan)

La radioattività (l’emissione di raggi) è pericolosa, perché, se si viene a contatto con materiale radioattivo, come l’uranio, si può morire immediatamente, se la dose è molto forte, oppure a distanza di anni, in seguito a un tumore. Il pericolo c’è anche per i bambini e per le generazioni future: infatti i genitori colpiti da radiazioni rischiano di far nascere bambini deformi o già malati, destinati a morire in breve tempo.

A una mostra nelle Filippine organizzata da Greenpeace sulle conseguenze delle radiazioni sugli esseri umani

Le centrali nucleari, inoltre, sono pericolose, perché possono subire degli incidenti; nel 1986 un grave incidente accadde nella centrale di Chernobyl, in Ucraina. Morirono 65 persone e si dice che negli 80 anni successivi all’incidente moriranno in tutto per tumori altre 4.000 persone; ma secondo numerose associazioni antinucleariste internazionali, come Greenpeace, i morti saranno almeno 6 milioni. Nei giorni successivi all’incidente la radioattività si diffuse in tutta Europa, contaminando vegetali e animali, per cui divenne pericoloso mangiare verdure fresche e bere latte; la zona attorno alla centrale venne evacuata ed è stata completamente abbandonata.

Pryp'jat', a 3 km dalla centrale di Chernobyl è oggi una città fantasma

Coloro che sono favorevoli al nucleare dicono che il disastro di Chernobyl è unico e non si ripeterà più un altro incidente simile, perché le centrali nucleari sono sempre più sicure; nel mondo oggi ce ne sono in funzione più di 440, di cui la metà in Europa, e per molti anni non ci sono più stati gravi incidenti. Almeno fino al 2011, quando la centrale di Fukushima Dai-ichi, in Giappone, non ha subito quattro distinti incidenti, in seguito a un terremoto-maremoto; la zona in cui sorge la centrale è stata evacuata per chilometri e non sappiamo il numero di persone che sono state contaminate e che moriranno nei prossimi anni, ma l’incidente ha sicuramente convinto molte persone che l’energia nucleare continua ad essere pericolosa.

Un’immagine dell’incidente alla centrale di Fukushima Dai-ichi

Oltre al problema degli incidenti, c’è quello delle scorie, cioè del materiale di rifiuto prodotto quando si lavora l’uranio. Queste scorie rimangono radioattive per un lunghissimo periodo di tempo (oltre un milione di anni) e, anche se vengono chiuse in bidoni particolari, non si sa dove metterle, perché se venissero a contatto con l’ambiente, magari in seguito a un terremoto, si verificherebbe una contaminazione radioattiva, con gravi conseguenze.

Problemi di sicurezza ci sono anche nell’estrazione dell’uranio, poiché è un’attività altamente pericolosa e molti di coloro che lavorano nelle miniere di uranio muoiono, perché sono esposti a dosi letali di radiazioni.  Oggi il problema interessa gli Stati che sono i maggiori produttori di uranio, cioè l’Australia, il Kazakistan, il Canada, la Russia, il Sudafrica, la Namibia, il Niger e il Brasile.

La Miniera Rössing vicino a Arandis, in Namibia, è una delle più grandi miniere di uranio a cielo aperto del mondo

Tutte questi problemi hanno limitato in alcuni Stati la costruzione di centrali nucleari; per esempio in Italia dopo il disastro di Chernobyl un referendum (votazione) nel 1987 ha stabilito di non costruire più centrali nucleari e quelle che già c’erano sono ora inutilizzate.

Ma che cosa fare, visto che il mondo ha sempre più bisogno di energia?

Ricordiamo che i combustibili fossili (carbone, petrolio) sono destinati ad esaurirsi nel giro di circa un secolo (o anche meno) e che il loro uso sta creando gravi conseguenze ambientali, a cominciare dall’aumento della temperatura terrestre.

Da molti anni sono state individuate nuove fonti di energia, che sono chiamate “fonti di energia alternativa”.

La prima è quella solare, cioè quella che si può ricavare dal calore del Sole; essa è presente in tutto il pianeta ed è maggiore nelle regioni più vicine all’equatore, dove l’irraggiamento solare è più forte. Essa però non è facilmente sfruttabile su larga scala: le centrali solari hanno ancora basse rese, perché la quantità di energia solare utilizzabile è ridotta. È molto più produttiva se viene usata per il riscaldamento delle case o dell’acqua, attraverso i pannelli solari collocati, per esempio, sui tetti delle case; l’applicazione di questi pannelli permette di ridurre tutti i consumi energetici domestici e perciò il loro uso si sta diffondendo in molti Stati europei.

Andasol 1, la prima centrale ad energia solare prodotta in Spagna, nella provincia di Granada

Un’altra energia alternativa è quella eolica, cioè del vento, sfruttata da tempi molto antichi attraverso i mulini a vento. Attualmente generatori di elettricità azionati dal vento (le cosiddette pale eoliche) sono in funzione in diversi Stati europei; il paesaggio di questi Stati, soprattutto quelli dell’Europa settentrionale, è pieno di pale eoliche.

Pale eoliche nei pressi di Copenaghen (Danimarca)

Si può ottenere energia anche sfruttando le maree, cioè il costante innalzamento e abbassamento del mare (questo avviene soprattutto sulle coste dell’oceano Atlantico, dove le maree sono notevoli), oppure sfruttando il movimento delle onde del mare, o utilizzando il calore di scarico delle industrie e delle centrali elettriche, o recuperando i rifiuti urbani, o ancora sfruttando biomasse, quali grano, mais, canna da zucchero, eccetera. Complessivamente, però, tutte queste fonti alternative forniscono oggi solo una piccola parte dell’energia necessaria, soprattutto di quella utilizzata dalle industrie.

Per questo la ricerca delle fonti alternative è in continuo sviluppo e si accompagna anche agli studi sul risparmio energetico, cioè per evitare gli sprechi della società attuale, non solo nelle industrie, ma anche negli usi domestici più comuni; in fondo è molto semplice spegnere la luce in una stanza, quando non viene usata.

Universe of Energy, un padiglione nel Walt Disney World Resort a Bay Lake, Florida (USA):

il futuro sarà davvero pieno di energia?

SCHEDE SEMPLIFICATE (per alunni NAI):

Le fonti di energia sono i sistemi usati per avere una forza che fa un lavoro. Sono fonti di energia:

i muscoli dell’uomo, usati per spaccare le pietre, per uccidere gli animali, per trasportare un oggetto, eccetera
la forza degli animali, usata per tirare un carro, un aratro, eccetera
il calore del fuoco, usato per riscaldare, cucinare, illuminare, tenere lontano gli animali, eccetera
la forza dell’acqua, usata per far girare la ruota di un mulino, per navigare su un fiume, per trasportare i tronchi degli alberi, eccetera
la forza del vento, usata per muovere una nave con le vele, per far girare le pale di un mulino a vento, per far volare un aquilone, eccetera
l’energia termica generata bruciando carbone, usata per le macchine a vapore, per far muovere i treni e i battelli a vapore, eccetera
l’energia termica ottenuta bruciando petrolio (e suoi derivati), per far muovere le automobili, riscaldare le case, far funzionare le fabbriche, eccetera
l’energia nucleare ottenuta spaccando il nucleo di un atomo, usata per produrre energia elettrica per le industrie e tanti altri scopi
l’energia solare ottenuta dal calore del Sole, usata per riscaldare le case e l’acqua, per avere energia elettrica, eccetera
l’energia eolica ottenuta dal vento, usata per produrre energia elettrica da utilizzare in casa, nelle industrie, eccetera