ENERGIA DEGLI OCEANI

                                                                     gli oceani
                                                     (energia)
Gli oceani sono probabilmente il luogo nel quale la natura concentra le piu' grandi quantità di energia.

Gli oceani sono pertanto degli immensi accumulatori naturali di energia solare.  Ma come utilizzarla?
Negli ultimi mesi questa nuova frontiera  sembra aver compiuto passi importanti, con i primi finanziamenti da parte dell'Unione Europea e degliStati Uniti, il crescente interesse di istituti di ricerca e governi di tutto il mondo: (Portogallo,Tanzania, ...).

Tanto che le prime compagnie si sono lanciate, anche grazie a finanziamenti pubblici, nella realizzazione dei primi sistemi per utilizzare l'energia degli oceani.

Il primo impianto a fini commerciali sarà realizzato in Europa, a 5km dalle coste di Povoa de Varzim (Nord del Portogallo) da una compagnia scozzese, la Ocean Power Delivery
L'americana Ocean Power Technologies ha annunciato lo scorso novembre l'avvio di due progetti: uno vicino alle Hawaii ed uno in prossimità delle coste del New Jersey.

Secondo i primi studi e in base alle relazioni di queste compagnie, l'energia dagli oceani sembrerebbe essere  promettente: assenza di emissioni di CO2, assenza di residui radioattivi, risorse di base tendenzialmente inesauribili, ricchezza di zone degli oceani con maree regolari idonee all'installazione degli impianti, scarsa invadenza degli impianti stessi.
L'aspetto ambientale piu' delicato è il possibile impatto sulla vita negli oceani che, secondo le primissime valutazioni, sembrerebbe anch'esso estremamente ridotto.

Per contro, i costi degli impianti paiono al momento molto elevati ed il rischio che gli stessi siano danneggiati dalla forza di alcune maree è tutt'altro che remoto.

Non resta che attendere i risultati di questi primi tentativi, nella speranza che la ricerca possa portare ad un abbassamento dei costi delle installazioni.
Ma senza dimenticare che il futuro dell'approvvigionamento energetico difficilmente potrà basarsi su un'unica "miracolosa fonte", ma dovrà necessariamente fondarsi sul concorso di una pluralità di fonti a basso impatto ambientale.

                              Energia termica degli oceani

L’OTEC (Ocean Thermal Energy Conversion) e’ un sistema di estrazione di energia dal mare che sfrutta la differenza di temperatura tra le acque a diverse profondità.
Il sistema e’ stato proposto addirittura nel 1881 da un fisico francese, provato la prima volta nel 1930 a Cuba, e messo in funzione definitivamente nel 1996 al largo delle isole Hawaii.

L’ OTEC è una tecnologia conveniente solo nei mari tropicali, dove la differenza di temperatura tra le acque di superficie e quelle profonde è di circa 20°, oppure nelle isole vulcaniche, dove si minimizza la lunghezza dei tubi che devono arrivare in profondità (il costo delle condutture ammonta al 75% dell’impianto). In questi casi la sua efficienza e’ del 3% (una centrale a combustibili fossili rende 10 volte di più).

Secondo il NRAL (National Renewable Energy Laboratory USA), gli oceani possono produrre miliardi di Watt di energia elettrica, essendo delle risorse rinnovabili ampie. Inoltre l’acqua di mare fredda e profonda, utilizzata per l’ OTEC, è ricca di sostanza nutrienti, è quindi possibile utilizzarla anche per l’idrocultura (produzione di alghe) e l’agricoltura a suolo freddo, per permettere a piante temperate di crescere ai tropici.

In più questa tecnologia può essere utilizzata per produrre acqua desalinizzata per usi industriali, agricoli o residenziali, può fornire aria condizionata, è una risorsa per la maricultura on-shore e near-shore e ovviamente ha un significativo potenziale di fornire elettricità pulita.

Nelle piccole isole, i benefici possono essere l’autosufficienza, minimi impatti ambientali, miglior nutrizione data dall’acqua desalinizzata e dai prodotti di maricultura.

Insomma questo è un altro dei vari modi di ricavare energia dal mare. Naturalmente ne vanno valutati gli impatti sull’ecosistema. In teoria, trattandosi di tubature installate sui pendii delle piattaforme continentali che devono scendere fino ad un chilometro di profondità, la loro ubicazione dovrebbe dare poco fastidio. Il problema e’ che una centrale da 100 MW scaricherebbe acqua fredda con la stressa portata di un fiume. Che fare di quest’acqua? Oltre agli usi di cui sopra, si pensava di scaricarla di nuovo a mare, alla profondità di 100 m. A quel livello lo scarico dovrebbe essere termicamente isolato dalle acque superficiali, dove si svolgono le attività biologiche più intense.

                                                                 le maree

La marea è il ritmico alzarsi (flusso) ed abbassarsi (riflusso) del livello del mare provocato dall'azione gravitazionale della Luna e del Sole. Si tratta di un fenomeno a carattere universale, persistente e periodico, le cui cause sono prevalentemente astronomiche. La massima elevazione dell'acqua è detta alta marea mentre bassa marea è lo stato di estremo abbassamento. Il dislivello tra un'alta e una bassa marea consecutive è l'ampiezza o escursione della marea. Nell'arco di un giorno avvengono due cicli di alta e bassa marea. Già prima di Newton, e fin dal tempo dei Greci, si conoscevano le dipendenze dei ritmi delle maree dalle posizioni della Luna e dei Sole, ma si ignoravano le cause di tali relazioni. La vera natura delle forze generatrici delle maree apparve chiara solo dopo che fu scoperta la legge di gravitazione universale. Le onde sono causate dal vento. L'azione di pressione e attrito esercitata dal vento produce le onde forzate o marosi. Il moto ondoso però non cessa al calare del vento, ma si attenua lentamente per dispersione di energia cinetica. Si hanno così le onde lunghe, di aspetto più liscio ed arrotondato, che si propagano anche per lunghissime distanze senza mutamenti apparenti, e il cosiddetto mare lungo. Il moto delle onde in mare aperto è in qualche modo analogo a ciò che succede alla superficie di un campo di grano su cui soffia il vento: durante il moto ondoso viene trasmessa solo la forma dell'onda mentre l'acqua rimane praticamente stazionaria.

                                                              le correnti

Le correnti possono essere paragonate ad immensi fiumi che scorrono in seno al mare. Costituiti da masse d'acqua di densità diversa, questi fiumi marini non si mescolano tra loro ma scorrono a lungo l'uno accanto all'altro, sopra e sotto, seguendo una direzione quasi costante e con una caratteristica velocità. Le correnti marine si distinguono dalle acque circostanti sia per la temperatura che per la salinità, ed a volte anche per il colore e le concentrazioni di materiali sospesi. Esistono molti tipi di correnti marine: costiere, di mare aperto, superficiali e di profondità, stabili o stagionali, ecc.

                                                gli oceani tropicali       

    Gli oceani tropicali si godono il Sole durante tutte le stagioni. La luce solare non penetra molto in profondità, la maggior parte viene assorbita dalla superficie in pochi metri d'acqua, riscaldandola. L'acqua calda è più leggera dell'acqua fredda che si trova sotto, per cui sta sopra. Gradualmente, vaporizza e diventa più salata. Questi due effetti influenzano la densità in direzioni opposte. Il calore diminuisce la densità, mentre l'aumento di salinità incrementa la densità. L'acqua superficiale calda è gradualmente trasportata verso il polo per la combinazione dei venti e del gradiente di densità termo-salino. Nelle regioni Artiche ed Antartiche, l'acqua è raffreddata e si deposita sul fondo. Poi si distende verso l'equatore, sollevandosi lentamente, completando il ciclo. Il risultato globale della previsione è che gli oceani tropicali consistono di uno strato superficiale caldo che copre un vasto serbatoio di acqua molto più fredda. La temperatura superficiale tipica è nel range di 22-27° C, mentre la tipica temperatura dell'acqua profonda è di circa 4° C. Ciò comporta una differenza di temperatura di 18-23° C. La termodinamica ci dice che se c'è una differenza di temperatura, c'è “energia libera”, cioè energia disponibile per ottenere lavoro. E' così possibile ottenere energia da maree, moto ondoso e correnti utilizzando adeguate macchine idrauliche e termodinamiche.

                                                       l'energia delle maree

l'energia delle maree sfrutta la potenza delle maree per trasformare un rotore o generare energia elettrica. L'umanità è stata sfruttare questo potere, almeno dal tempo dei Romani, quando mulini a marea sono state fatte per macinare il grano. Tidal lavoro da mulini in fase di creazione accanto a una piccola diga nei pressi di una piccola insenatura di marea o estuario. Mentre la marea sale, la diga viene lasciata aperta, e l'acqua sale attraverso di essa, costruire sul lato opposto. Poi, quando la marea raggiunge la sua massima estensione, la porta della diga è portato giù e l'acqua è intrappolato. La marea scende, e quando si raggiunge un livello adeguato, un piccolo canale nella diga si apre e l'acqua scorre fuori, attraverso una ruota idraulica, che possono poi essere utilizzati per macinare il grano.

dispositivi di potenza Moderna di marea operare su scala molto più vasta, anche se hanno trovato solo un uso limitato nella produzione di elettricità fino ad ora. Eppure, l'energia delle maree è molto più affidabile di energia eolica e solare, e più recentemente vi sono stati diversi nuovo design e l'implementazione di iniziative di generatori di energia delle maree.

l'energia delle maree ottiene la sua energia dall'influenza gravitazionale della luna sugli oceani della Terra. Poiché la Luna orbita intorno alla Terra, gli oceani si tira verso di esso un po ', portando a maree con intervalli tra pochi metri (~ 10 ft) a 16 metri (53 ft), in casi estremi, come la Baia di Fundy sulla costa orientale della Canada. Questa energia può essere sfruttata da gruppi elettrogeni di marea in vari modi.

Ci sono due tipi principali di generatori di energia delle maree: sistemi di flusso di marea, che sfruttano l'energia cinetica delle maree, utilizzando l'acqua per alimentare le turbine in modo simile i mulini a vento che utilizza aria per alimentare le turbine. L'altro tipo principale sono sbarramenti e che operano secondo un principio simile a molini di marea, che opera come una diga larga attraverso un ingresso o di estuario. Sbarramenti soffrono di alti costi, le questioni ambientali, e un limite di siti in tutto il mondo vitale, mentre i sistemi di flusso di marea evitare questi problemi. Una variante a basso impatto sul sbarramento è una laguna di marea, che copre solo una porzione di un ingresso. Un altro vantaggio è che le lagune di marea può essere configurato per produrre energia in modo continuo durante sbarramenti non possono.

generatori di corrente di marea, il più basso costo-per-entry e più vantaggiose tecnologie l'energia delle maree, è stato sviluppato solo di recente, quindi ha senso dire che questo nuovo metodo di generazione di energia ha appena cominciato a essere sfruttate, e può avere un bel futuro davanti a esso.