Le fonti di energia rinnovabile si adattano progressivamente all’uso domestico, dai pannelli solari alle turbine eoliche, passando per l’energia da biomassa e quella geotermica. Ma perché non considerare l’energia idraulica?
Ogni volta che un corpo d’acqua si muove, trascina con sé una grande quantità di energia. Questo concetto è radicato nella nostra storia. Ad esempio, se immergiamo una pala nell’acqua corrente di un fiume, vedremo che questa comincia a ruotare sotto l’azione del flusso.
L’energia idraulica è essenzialmente la potenza del movimento dell’acqua.
Utilizzata fin dall’antichità, soprattutto nell’agricoltura, il primo obiettivo era deviare l’acqua in serbatoi, pozzi o canali per l’irrigazione. Greci e Romani furono tra i primi a sfruttarla, usando l’energia cinetica dell’acqua per alimentare mulini ad acqua per macinare il grano.
Durante la seconda Rivoluzione Industriale in Europa, la ruota idraulica fu sostituita dalla turbina motrice, innescando un notevole progresso tecnologico.
Nella prima metà del XX secolo, le turbine furono perfezionate, aumentando notevolmente la loro efficienza.
In Italia, l’energia idroelettrica rappresentava quasi il 100% della produzione energetica nazionale nei primi decenni del 1900. Un’energia sostenibile con radici profonde nella storia.
Come si forma l’energia idraulica?
L’energia idraulica, una forma di energia verde, si ottiene sfruttando il potenziale delle masse d’acqua, mosse dalla gravità o canalizzate in strutture create dall’uomo.
Si trae da laghi e fiumi, mediante chiuse, canali e ponti, utilizzando dighe e condotte forzate per sfruttare la caduta d’acqua da altezze significative o le grandi masse d’acqua dei fiumi.
Gli impianti ad accumulo prelevano acqua da bacini specifici, mentre gli impianti ad acqua fluente sfruttano il flusso naturale di corsi d’acqua e fiumi.
Le centrali idroelettriche hanno il compito di trasformare l’energia idraulica in elettrica, utilizzando turbine e alternatori. L’energia potenziale dell’acqua, convertita in energia meccanica dalle turbine, diventa energia elettrica.
Gli impianti idroelettrici funzionano attraverso tre fasi chiave:
- raccolta dell’acqua nei bacini,
- conduzione dell’acqua a valle attraverso condotte,
- e azionamento di turbine che, tramite gli alternatori, trasformano l’energia cinetica in elettrica.
Le centrali idroelettriche sono relativamente semplici da costruire, contribuendo alla loro vasta diffusione a livello globale. In Italia, l’idroelettrico costituisce circa il 15% della produzione energetica nazionale.
Approfondimento
Energia idraulica per uso domestico
È possibile sfruttare l’energia idraulica anche in ambito domestico? Vari metodi sono stati studiati per utilizzare questa energia senza ricorrere a grandi centrali idroelettriche. Una tecnica è il “salto di pressione”, soprattutto in contesti condominiali.
L’energia viene raccolta attraverso valvole speciali che riducono la pressione nei tubi dell’acqua. Il salto di pressione, particolarmente efficace in edifici alti, può essere sfruttato da microturbine per generare energia. Questa energia viene prodotta solo quando c’è richiesta di acqua, una condizione comune nei condomini con molti residenti.
Un altro sistema, applicabile a tutte le abitazioni, utilizza il movimento dell’acqua nelle tubature, convertendo il movimento cinetico dell’acqua in elettricità attraverso microturbine.
L’alternatore collegato alla turbina trasforma il movimento delle pale in energia elettrica, immagazzinata in un accumulatore (batteria) per l’illuminazione.
Questi sistemi, sebbene di potenza modesta, sono ideali per l’illuminazione a LED, che richiede bassi livelli di potenza.
Vantaggi e svantaggi dell’energia idraulica
L’energia idraulica, o idroelettrica, è una fonte rinnovabile con basso impatto ambientale.
Il vantaggio principale è la sua disponibilità a lungo termine, fintanto che esiste acqua dolce o salata. Inoltre, è attualmente il sistema di produzione energetica più economico. Una volta realizzate le infrastrutture necessarie, le precipitazioni assicurano una fonte di energia gratuita e continua.
Tuttavia, questa fonte energetica presenta anche degli svantaggi, come la variabilità meteorologica e il rischio di lunghi periodi di siccità.
La costruzione di dighe e centrali spesso modifica gli ecosistemi, con un impatto significativo su flora e fauna.
Fortunatamente, le politiche ambientali attuali tendono a minimizzare questi impatti, permettendo a ciascuno di fare scelte consapevoli sulla propria impronta ecologica.