Campagna Francesco & Ceccato Tommaso
III B ICL anno scol. 2007/08
INQUINAMENTO
FONTI ENERGETICHE PRODUZIONE
RINNOVABILINON RINNOVABILI
FONTI DI ENERGIA
• ENERGIA NON RINOVABILE petrolio
• RINNOVABILE
gas carbone
naturale
acqua energia nucleare
vento
ecc…
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Petrolio
Si manifesta in energia chimica, è un miscuglio di idrocarburi:
IDROGENO 9-15%
CARBONIO
Liquido denso e oleoso con peso specifico inferiore a quello dell’acqua
ORIGINE: Il petrolio deriva da cumuli di sostanze organiche, plancton:
•Accumulo di masse di plancton e trasformazione in petrolio.
•Nascita di trappole di roccia.
•Riempimento dei giacimenti.
ESTRAZIONE: Si usa la tecnica sismica di riflessione per trovare le trappole, poi quando viene raggiunta si estrae il petrolio con l’albero di natale.
TRASPORTO: Ci sono due modi per trasportare il petrolio:
•Oleodotto, il petrolio viene spinto da varie pompe fino alla raffineria
•Petroliera, grande serbatoio galleggiante
LAVORAZIONE: Il petrolio viene riscaldato e i vari materiali si condensano a varie temperature: 300° gasolio, 250° kerosene, 200° virgin nafta, 120° benzina.
IMPIEGHI: il petrolio raffinato può essere usato come carburante ( gasolio, kerosene), combustibile (riscaldamento abitazioni), lubrificante e per altri scopi.
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Gas naturaleORIGINE: Il gas naturale ha un’origine analoga a quella del petrolioIncolore, inodore,
insapore che pesa metà dell’aria, è il più semplice degli idrocarburi ed è composto da metano (90%), altri idrocarburi (10%).
ESTRAZIONE: Viene estratto da una tubazione che scende 6 – 8km sotto terra.
TRASPORTO: Si trasporta tramite un gasdotto o metanodotto.
IMPIEGHI:
›Usi industriali (forni).
›Usi domestici (cuocere cibi, riscaldamento abitazioni e acqua).
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IL carboneRoccia sedimentaria color nero bruno, costituito da una PARTE ORGANICA (CARBONE OSSIGENO IDROGENO ) e da una PARTE INORGANICA (ELEMENTI MINERALI )..
ORIGINE: Deriva da resti di organismi vegetali che hanno subito un processo di carbonizzazione, ovvero la perdita delle sostanze organiche da parte delle piante e la trasformazione in carbone.
ESTRAZIONE: Avviene nelle miniere che possono essere: SOTTERRANEE o a CIELO APERTO.
IMPIEGHI: In questi anni non è più molto utilizzato, ma rimane uno dei più usati nelle centrali termoelettriche e nelle industrie siderurgiche.
TIPI DI CARBONE:
•TORBA: deriva da piante erbacee.
•LIGNITI: carboni giovani derivanti da alberi.
•CARBONI DURI: carboni veri e propri si dividono in antraciti e litantraci.
•COKE: carboni artificiali derivanti da litantraci.HOME
Energia nucleareÈ l’energia che tiene unita la parte interna
dell’atomo.
Fusione: Si utilizzano elementi leggeri derivanti dall’idrogeno, i cui nuclei devono essere sottoposti a una grande pressione e a una temperatura di 100 milioni di gradi.
Facendo unire i nuclei di deuterio e trizio si ottiene un nucleo di elio di peso leggermente inferiore alla somma degli altri due, la piccola parte di materia che scompare si trasforma in energia.
Fissione: Divisione di in nucleo pesante come quello dell’uranio 235 (i minerali d’uranio contengono solo l’1% di uranio 235, il restante 99% è uranio 238, non fissile).
Un neutrone viene sparato contro dell’uranio 235 e, tramite una reazione a catena produce energia.
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Esistono diversi tipi di inquinamento
RADIOATTIVO
DA COMBUSTIONE
DELL’ATMOSFERA
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INQUINAMENTO DA COMBUSTIONE
I principali combustibili sono:
CARBONE: è il più inquinante
GAS NATURALE:è il meno inquinante
BENZINA E GASOLIO: inquina l’aria nelle città
•Monossido di carbonio (tossico per l’uomo)
•Biossido di carbonio (contribuisce a provocare l’effetto serra)
•Ossidi di zolfo (responsabili delle piogge acide)
•Particolato (contiene metalli pesanti)
GAS NATURALE
•Monossido di carbonio
•Biossido di carbonio
•Biossido di zolfo
•azoto
•Anidride carbonica
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Inquinamento dell’atmosferaL’ATMOSFERA è IL GUSCIO D’ARIA CHE AVVOLGE IL NOSTRO PIANETA. I SUOI STRATI PRINCIPALI SONO TROPOSFERA (0-
12km) E STRATOSFERA (20-50km).
NELL’ATMOSFERA SONO PRESENTI PARECCHI GAS CHE SI POSSONO DIVIDERE IN
GAS PRINCIPALI (ossigeno 21%, azoto 78% e gas nobili (0,9%)
GAS IN TRACCIA (anidride carbonica)
Le fonti del suo
inquinamento sono:
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Per i processi di combustione si possono usare combustibili a minor potenziale inquinanteSistemi di depurazione nei processi industrialiGasolio di buona qualità, controllo e revisioni degli autoveicoli, nei centri storici diminuzione dei veicoli circolanti incentivando i trasporti pubblici
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Uno stop decisivo all’immissione nell’atmosfera delle sostanze dannose, ma anche iniziative individuali come: verificare l’efficienza dei frigoriferi e dei climatizzatori periodicamente; sostituire lampadine a incandescenza con quelle a basso consumo e lavare gli abiti a basse temperature; organizzare sistemi di trasporto collettivo o rinunciare all’automobile a favore della bicicletta o della camminata; evitare l’uso di polistirolo espanso e di isolanti contenenti CFC.
Con il protocollo di Kyoto nel 1997, le nazioni industrializzate si sono impegnate a ridurre le emissioni di gas di almeno il 5% entro il 2008/12
Inquinamento radioattivoNegli anni 70-80 vennero costruite numerose centrali
nucleari che utilizzavano la fissione dell’uranio.
Dopo l’incidente di Cernobyl molte centrali
nucleari come quelle italiane vennero chiuse …
Una centrale nucleare infatti, ogni anno produce tonnellate di
materiale radioattivo che è molto nocivo perché emana RAGGI
GAMMA. Dalle scorie si ricava il plutonio che viene usato come
materiale fissile, mentre il resto viene gettato nei fondali oceanici o
in miniere abbandonate.
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La produzione di energiaIl ciclo produttivo
dell’energia elettrica comprende tre fasi tra
loro collegate
PRODUZIONE:In una qualsiasi centrale
l’energia elettrica viene prodotta dalla rotazione
di una turbina che fa girare l’alternatore,
entra nei trasformatori che ne aumentano la
tensione.
TRASPORTO: la corrente si sposta sugli
elettrodotti (cavi in alluminio dell’alta
tensione). La corrente viaggia a 300.000km\s.
DISTRIBUZIONE: nelle periferie delle città
c’è una centrale di distribuzione con i trasformatori che
abbassa la tensione della corrente, da qui partono i cavi che si
diramano per le varie utenza (380v industrie,
220v altre utenze).HOME
Le centrali che producono energia elettrica sono:
Centrale termoelettrica
Centrale geotermica Centrale idro
elettrica a serbatoio
Centrale eolica
Centrale fotovoltaica
Centrale nucleare
Centrale fluviale
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La centrale termoelettrica è un impianto in cui si usa un combustibile fossile per produrre
vapore che fa girare una turbina. L’unità funzionale è detta sezione ed è formata
da quattro elementi:
DEPOSITO COMBUSTIBILI
CALDAIA CON CIMINIERA
EDIFICIO SALA MACCHINE
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Centrale termoelettrica
PIAZZALE TRASFORMATORI
Centrale termoelettricaSchema di una sezione:• CISTERNA COMBUSTIBILE: grande cisterna contenete nafta
o cumuli di carbone;• CALDAIA: edificio metallico di 50 m con tubi di piccolo
diametro snodati a serpentine;• CIMINIERA: torre alta 200m colorata con anelli bianchi e
rossi, al suo interno quattro canne, una per ogni caldaia;• SALA MACCHINE: edificio chiuso in cui sono presenti due
macchine: turbina e alternatore;• TRASFORMATORE: nel piazzale davanti sono collocati i
trasformatori collegati ai cavi dell’alta tensione.
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Centrale termoelettricaschema di una sezione
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Centrale termoelettricaFunzionamento:
L’olio combustibile viene pompato alla caldaia
Qui i bruciatori producono fiammate che scaldano i tubi, e
l’acqua diventa vapore con una pressione notevole
Il vapore surriscaldato entra nelle turbine e fa girare le pareti del rotore che trascina l’albero dell’alternatore e
genera energia elettrica. Questa esce dai morsetti e passa sui cavi dell’alta tensione.
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La centrale geotermica
funziona come quella
termoelettrica. L’unica differenza
è la fonte di energia
Dai vaporodotti viene trasportato il vapore che mette in rotazione una turbina. Poi si produrrà elettricità nello stesso modo di una centrale termoelettrica
Il vapore viene poi fatto condensare nella TORRE DI CONDENSAZIONE
Essa deve sorgere in una particolare area detta area geotermica
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Centrale nucleareIl suo funzionamento è simile a quello di una centrale termoelettrica, con la differenza che l’acqua viene fatta bollire in un contenitore a
pressione. La centrale è composta da tre parti:
EDIFICIO CON IL REATTORE: cilindro di cemento armato con il reattore che si trova al centro (cilindro di acciaio inox rivestito da 1,2m di cemento). All’interno di esso si trova il nocciolo che contiene l’uranio e le barre di controllo.
SALA MACCHINE: simile a quella di una centrale termica tradizionale con turbina e alternatore.
EDIFICI AUSILIARI: piscine schermate piene d’acqua per contenere i combustibili esauriti.
Nel reattore viene pompata l’acqua dal basso che filtra negli elementi combustibili, assorbe il calore emesso dalla fissione dell’uranio e si trasforma in vapore vapore.HOME
Le centrali idroelettriche sfruttano l’energia cinetica dell’acqua per produrre energia elettrica
CENTRALE FLUVIALE: è situata lungo il corso di un fiume. Qui viene costruita una diga per ottenere un dislivello di circa 10 metri
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CENTRALE A SERBATOIO: è situata in alta montagna e la sua potenza dipende dalla capacità del serbatoio e dal dislivello tra il serbatoio e la centrale. In questa centrale è presente una condotta forzata,cioè un tubo in forte pendenza che collega il serbatoio alla centrale
CENTRALE A MAREA: è una centrale che sfrutta il dislivello della marea. Ne esiste solo una in Francia sul fiume rance dove esiste un dislivello di marea pari a 12 metri
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Centrale idroelettrica a serbatoio
L’acqua defluisce nel CANALE DI DERIVAZIONE e arriva alla condotta
forzata;
L’acqua scende lentamente a una quota sempre più bassa e schiacciata
dall’acqua sovrastante acquista pressione
Il getto d’acqua colpisce le pale della turbina PELTON con forza che gira e
trascina l’alternatore che gira e genera corrente elettrica.Alla fine l’acqua viene fatta defluire in un
fiume.
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Centrale fluvialeL’acqua del fiume entra in
una condotta forzata a spirale che termina con
ugelli.
I getti d’acqua spingono LA TURBINA KAPLAN che
gira con l’alternatore producendo energia
L’acqua viene fatta defluire a valle dove riprende il suo corso
normale-
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Un impianto eolico è costituito da un gruppo di aerogeneratori collegati tra loro attraverso un cavidotto interrato che trasformano l’energia cinetica del vento in energia elettrica. All’impianto eolico è associata una cabina-stazione di consegna che, a sua volta, è connessa alla rete elettrica nazionale
Vantaggi: utilizza una fonte inesauribile, non ci sono emissioni inquinanti per l’atmosfera, può produrre quote significative di energiaSvantaggi: l’impianto occupa grandi spazi con conseguente variazione del paesaggio, provoca emissioni acustiche ed interferenze elettromagnetiche
Torre: sostegno verticale che spesso ha una sezione cilindrica con una scala interna
Navicella: guscio affusolato che contiene il generatore di corrente
Rotore: formato da pale fissate sul mozzo che ruotano al soffiare del vento trasformando l’energia cinetica in energia meccanica; il rotore gira e aziona un moltiplicatore di giri che è collegato al generatore elettrico, che ha la funzione di trasformare l’energia meccanica in energia elettrica
Moltiplicatore di giri: meccanismo che trasforma la rotazione lenta delle pale in una rotazione veloce (15500 giri), in grado di azionare il generatore di corrente
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Il sistema fotovoltaico è un insieme di componenti meccanici, elettrici ed elettronici che concorrono a captare e trasformare l’energia solare in energia elettrica. Ciò avviene sfruttando l’effetto fotovoltaico
Effetto fotovoltaico: capacità che hanno alcuni materiali semiconduttori, come il silicio, di generare elettricità se esposti alla radiazione luminosa
Vantaggi: utilizza una fonte inesauribile, gratuita e pulitaSvantaggi: discontinuità della fonte e costo dei componenti ancora elevato
Cella fotovoltaica: lastrina trasparente di materiale semiconduttore con inseriti dei sottili fili conduttori. Quando la luce colpisce la lastrina, nel materiale nasce una debole corrente elettrica che viene “raccolta dai fili” e portata all’esterno per l’utilizzazione
Una cella di silicio di 10x10 ha la potenza di 1,5 W circa
Modulo: è ottenuto dalla connessione elettrica delle diverse celle fotovoltaiche (36 o 72 celle); con 1m2 si ottiene una potenza di circa 100 W, sufficiente per accendere una lampadina
Pannello: è un gruppo di moduli montati su un’unica struttura di sostegno
Stringa: è l’insieme di moduli collegati in modo da fornire la potenza richiesta
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