A cura di Federico Di Matteo
“Nulla si crea, nulla si distrugge, tutto si trasforma”.
La legge della conservazione della massa di Lavoisier è una frase che abbiamo sentito almeno una volta durante le lezioni di fisica liceali e che, di recente, abbiamo potuto leggere anche sui cestini dell’Amsa a Milano. Vale anche per l’energia, e la generazione di elettricità si basa su questo concetto; basti pensare alla dinamo che sfrutta la rotazione della ruota della bicicletta (energia cinetica) per accendere il fanale (energia elettrica) grazie ad un semplice magnete che traforma l’una in l’altra.
Se, sempre in bicicletta, scendiamo il pendio di una collina acquisiamo velocità anche senza pedalare; sembra una magia – creare moto senza faticare o bruciare benzina – ma il “responsabile” è la gravità, una forza che tende a spingere più in basso possibile qualunque corpo sulla Terra. Un oggetto che si trova in alto, dunque, ha la possibilità di muoversi semplicemente cadendo, acquisendo velocità. L’energia gravitazionale si tramuta in cinetica, che potrà essere trasformata in elettrica.
Su questo concetto si basa l’energia idroelettrica.
Sfrutta il salto di una massa di acqua (salto che può essere naturale nelle zone montuose o artificiale, grazie alle dighe, in prossimità di laghi e fiumi) per generare energia elettrica. Il processo è considerato rinnovabile: grazie al ciclo atmosferico, l’acqua caduta evaporerà, e ritornerà in cima sotto forma di pioggia; oltretutto è anche a basso impatto ambientale, poiché critici sono solo le emissioni durante la costruzione dell’impianto e l’impatto della diga sull’habitat.
L’energia idroelettrica è la prima di tutte le energie rinnovabili in senso cronologico ma anche, e soprattutto, quantitativo: a livello globale ha una potenza installata e una produzione di gran lunga superiori a quelle di qualsiasi altra fonte rinnovabile. Gli Egizi sono stati tra i primi a utilizzare l’acqua come fonte di energia; a loro si deve la costruzione della prima diga e l’invenzione del mulino, che nel Medioevo divenne sempre più diffuso e comune; ma la rivoluzione nel campo dell’energia idrica arriva nel 1832, con l’invenzione della turbina idraulica capace di convertire l’energia cinetica dell’acqua in energia elettrica; durante la seconda rivoluzione industriale si ha la nascita dell’energia idroelettrica e con essa le prime centrali. Nel 2009 venne ultimata la Centrale delle Tre Gole in Cina, la più grande al mondo con una potenza di 22.500.000 kW (il vostro appartamento regge un massimo di 3-4 kW, per dare un paragone), pari da sola ad un terzo della potenza di picco italiana.
L’idroelettrico è, tra quelli sostenibili, il modo più economico di produrre energia, e concede oltretutto la possibilità di immagazzinare l’elettricità come se fosse una batteria: durante il giorno, quando vi è richiesta, l’acqua scende da un bacino più alto ad uno più basso per produrre energia; durante la notte, quando la richiesta è minore, può esserci un surplus di elettricità nella rete, che viene utilizzata da una pompa per far ritornare l’acqua al bacino più in alto (se questa elettricità non fosse utilizzata verrebbe sprecata), in modo da essere disponibile il giorno successivo quando vi sarà nuovamente richiesta.
Ma ha degli aspetti negativi. Il primo grosso ostacolo è la dipendenza dagli agenti atmosferici, poiché il suo essere rinnovabile dipende dai bacini, che sono a rischio a causa sia dello scioglimento dei ghiaccia sia della siccità dovuti ai cambiamenti climatici. In secondo luogo, la loro costruzione va a deturpare i paesaggi, occupando buona parte del letto del fiume e creando così un danno per la fauna.
Ad oggi l’energia ottenuta dalle centrali idroelettriche italiane copre il 15% dell’intera produzione nazionale e costituisce il 40% di quella pulita, ma avendo già sfruttato la maggior parte dei corsi d’acqua principali presenti sul suolo nazionale, il suo futuro difficilmente sarà caratterizzato da grandi impianti, quanto invece dal mini idroelettrico, rappresentato da impianti di taglia piccola (fino a 100 kW, l’equivalente del consumo di circa 40 appartamenti) che hanno un minore impatto ambientalistico e possono sfruttare anche piccoli ruscelli.
