Le energie rinnovabili si stanno adattando sempre di più alla possibilità di essere utilizzate a livello domestico. A partire dai pannelli solari, per arrivare alle turbine eoliche. Sfruttando l’energia da biomassa o quella geotermica. Perché non considerare anche l’energia idraulica?
Quando una massa d’acqua si sposta, trascina con sé un’enorme quantità di energia. Questo principio l’abbiamo fatto nostro da tempo.
Un esempio elementare. L’acqua di un qualsiasi fiume scorre verso il mare, immergendo per metà una pala, vedremo che questa inizia a girare spinta dal moto dei liquidi.
L’energia idraulica è la forza del movimento dell’acqua.
È stata studiata dall’uomo fin dall’antichità, soprattutto per la sua importanza nella produzione agricola. La prima esigenza, quindi, fu quella di convogliare l’acqua in bacini, pozzi, oppure in sistemi di canali per l’irrigazione.
I primi a utilizzarla furono i greci e i romani. Impiegavano l’energia cinetica generata dall’acqua in movimento, per far funzionare il mulino ad acqua, per macinare il grano.
Verso la fine del medioevo, gli arabi fecero un passo avanti e inventarono la ruota idraulica. Una specie di mulino, privo di pale, usato per irrigare i campi e bonificare le aree paludose.
In Europa, durante la seconda Rivoluzione Industriale, la ruota idraulica lasciò il posto alla turbina motrice. Fu questa invenzione a dare vita ad un enorme progresso tecnologico.
Nella prima metà del 1900, la turbina motrice venne perfezionata e la conseguenza fu un sensibile aumento della sua funzionalità.
In Italia, infatti a partire dai primi anni del 1900 e fino al primo dopoguerra, l’energia idroelettrica raggiunse quasi il 100% della produzione totale di energia del nostro Paese. Proprio così, l’energia idraulica si trasforma in energia idroelettrica.
Una fonte di energia sostenibile che, a quanto pare, ha radici molto antiche nella storia.
Come si forma l’energia idraulica?
L’energia idraulica (o idroelettrica) rientra fra le energie rinnovabili, per questo la consideriamo un tipo di energia verde.
Questa forma di energia, come accennato, si ottiene sfruttando il potenziale delle masse d’acqua. Movimentate dalla gravità o convogliate in apposite opere costruite dall’uomo.
La ricaviamo dall’acqua di laghi e fiumi, creando chiuse, canali e ponti. Dighe, condotte forzate…che sfruttano la caduta dell’acqua da grandi altezze oppure le grandi masse di acqua dei fiumi.
Gli impianti ad accumulo attingono acqua da specifici bacini appositamente realizzati.
Gli impianti ad acqua fluente, invece, per creare energia utilizzano il naturale moto dei corsi d’acqua e dei fiumi.
In genere, il compito di trasformare l’energia idraulica in elettrica è affidato alle centrali idroelettriche.
Ma che si tratti di centrali idroelettriche o di piccoli sistemi domestici il principio è lo stesso. L’acqua viene diretta ad azionare il movimento delle turbine. La meccanica rotatoria di queste ultime aziona gli alternatori.
In questo modo l’energia potenziale dell’acqua (in caduta o in movimento) convertita in energia meccanica, diventa energia elettrica.
Nello specifico, gli impianti idroelettrici costruiti per agire attraverso meccanismi che inducono lo “spostamento” delle acque (dighe e canali) funzionano attraverso tre passaggi fondamentali:
- L’acqua viene raccolta in conche artificiali, presenti nelle dighe, dette anche bacini idroelettrici;
- Partendo dai bacini, l’acqua viene direzionata a valle attraverso delle condutture apposite, così raggiunge velocità molto elevate;
- Un sistema di turbine viene messo in moto dall’acqua proveniente dalle condutture. Gli alternatori, ad esse collegati, trasformano l’energia cinetica dovuta al movimento delle turbine in energia elettrica.
La relativa semplicità di costruzione delle centrali idroelettriche spiega la loro enorme diffusione su tutto il pianeta.
In Italia, l’idroelettrico rappresenta circa il 15% della produzione nazionale di energia.
Energia idraulica per uso domestico
È veramente possibile utilizzare l’energia idraulica in casa?
Sono stati studiati diversi metodi per usufruirne senza affidarsi a delle vere e proprie centrali idroelettriche. Un metodo è il cosiddetto “salto di pressione”.
Utilizzabile principalmente a livello condominiale.
L’energia viene raccolta attraverso delle valvole particolari, che servono a diminuire la pressione nei tubi in cui circola l’acqua.
Il salto di pressione tra valle e monte, soprattutto negli edifici abbastanza alti, può raggiungere valori importanti. Ciò può essere sfruttato dalle microturbine per produrre energia.
L’energia viene prodotta solo quando c’è necessità di acqua. Condizione che nei condomini coincide col fatto che è presente una certa quantità di persone.
Un altro metodo, applicabile a tutte le realtà domestiche, sfrutta il movimento dell’acqua nelle tubature. Quindi, è il movimento cinetico dell’acqua ad essere trasformato, attraverso microturbine, in elettricità.
Ciò è reso possibile sempre grazie ad un alternatore collegato alla turbina, che trasforma il movimento delle pale in tensione elettrica.
Si tratta di piccoli impianti dotati di un accumulatore (batteria) che immagazzina l’energia prodotta e la rende disponibile per le lampade collegate.
Permettendo un’illuminazione autonoma e a costo zero.
La potenza è modesta (all’attuale stato dell’arte) ma questi sistemi sono perfetti per lavorare in sintonia con l’illuminazione a led. Perché richiede una potenza molto bassa.
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Vantaggi e svantaggi dell’energia idraulica
Abbiamo visto che l’energia idraulica (oggi idroelettrica) rientra fra le fonti di energia rinnovabili. Quindi a basso impatto ambientale.
Il vantaggio offerto non è da poco. L’idroelettrica potrebbe essere disponibile fino a quando ci sarà acqua dolce o salata. Tra l’altro, la produzione di energia tramite l’idroelettrico è, almeno per il momento, il sistema più economico.
Una volta effettuati gli investimenti per la creazione delle dighe, degli impianti e delle opere di manutenzione, le precipitazioni di pioggia e di neve assicurano la completa gratuità.
Ed anche la continua disponibilità della materia prima.
In più questa disponibilità, grazie alle tecnologie utilizzate per le turbine, è praticamente immediata. Ma anche questo tipo di energia ha i suoi lati negativi.
La variabilità delle condizioni meteorologiche, dovuta in molti casi al riscaldamento globale porta a lunghi periodi di siccità.
Inoltre, la costruzione di dighe, condotte forzate e centrali, nella maggior parte dei casi comporta una deturpazione degli ecosistemi. Per esempio, i disboscamenti in paesaggi montani e il conseguente incredibile impatto su flora e fauna.
Comunque, grazie alle politiche green per la transizione ecologica, l’attenzione verso questi temi è sempre più focalizzata a determinare il minor impatto possibile. A ciascuno, poi, spetta il diritto di scegliere riguardo alla personale impronta ecologica.
