Energia dal moto ondoso

La Gazzetta del Mezzogiorno, martedì 13 maggio 2008, SM 2923

Giorgio Nebbia nebbia@quipo.it

Il mare è il più grande collettore di energia solare: la quantità di energia solare che raggiunge ogni anno la superficie dei mari e degli oceani è circa 4000 volte superiore alla quantità di energia utilizzata dagli esseri umani, in questo 2008, sotto forma di petrolio, carbone, energia idroelettrica, geotermica, nucleare. L’intensità della radiazione solare che raggiunge la superficie degli oceani è molto diversa nei vari mesi dell’anno e nelle diverse parti del pianeta e il mare può restituire agli esseri umani, in varie forme economiche, almeno una parte dell’energia che riceve continuamente dal Sole.

Tale energia scalda l’acqua degli strati superficiali degli oceani e in molte zone della Terra si viene a creare una differenza di temperatura abbastanza costante, anche di 20 gradi centigradi, fra gli strati superficiali e quelli profondi, più freddi. Con adatte macchine termiche è possibile ricavare, dal contatto fra le  masse d’acqua a differente temperatura, energia meccanica ed elettrica, anche se con rendimenti che non superano lo 0,5 % . E’ vero che l'acqua calda e quella fredda degli oceani costano poco, ma le macchine capaci di estrarre energia meccanica dal calore marino devono essere molto grandi e una parte dell’energia meccanica ottenuta viene consumata per sollevare l’acqua fredda profonda.

La prima macchina che utilizzava la differenza di temperatura degli oceani fu costruita dal francese Georges Claude (1870-1960) a Cuba nel 1926; vari altri esperimenti sono stati fatti nel corso degli anni e in varie parti del mondo c'è un certo fervore di ricerche e anche qualche ottimismo sulle prospettive di ottenere elettricità da questa particolare forma in cui si manifesta l'energia solare. Anche il vento è una delle forze con cui si manifesta la differenza di temperatura fra i mari scaldati dal Sole e le zone fredde degli oceani e dei continenti; le masse d'aria che sovrastano zone a differenti temperature scorrono da una parte all’altra del pianeta e in certe zone il flusso di aria del vento è abbastanza intenso e costante da azionare generatori eolici che  producono elettricità. Ormai si costruiscono centrali eoliche lungo le coste, dalla California, alle coste atlantiche, al Mare del Nord, anche con piloni immersi nel mare.

Il vento che scorre sulla superficie del mare provoca anche il moto di grandi masse d'acqua superficiali, generando le onde. Basta guardare la forza con cui le onde colpiscono le coste per rendersi conto della grandissima quantità di energia che le muove. L'energia del moto ondoso potrebbe essere la vera nuova grande frontiera delle energie rinnovabili, utilizzabili su migliaia di chilometri delle coste che si affacciano sui grandi oceani della Terra: dalle coste del Nord e del Sud America e delle isole dell’Oceania, che si affacciano sull’Oceano Pacifico, alle coste africane che si affacciano sull’Atlantico a quelle africane e asiatiche che si affacciano sull’Oceano Indiano.

L’energia del moto ondoso può essere recuperata sotto forma di energia meccanica con adatte macchine, ma solo nelle zone in cui le onde sono abbastanza alte e regolari; la quantità di energia recuperabile dipende dalla differenza di altezza fra la cresta e l'avvallamento dell'onda e dalla frequenza delle onde e può variare da qualche chilowatt a poche diecine di chilowatt per ogni metro lineare del fronte di onda. Una macchina capace di catturare l’energia presente in un metro lineare di onda che avanza può produrre perciò da poche diecine a molte centinaia di migliaia di chilowattore di elettricità all’anno. Nel Mediterraneo in genere non ci sono condizioni geografiche che incoraggino la costruzione delle costose opere per la cattura dell'energia del moto ondoso, ma lungo molte coste dei grandi oceani il moto ondoso è regolare.

Non a caso proprio la settimana scorsa (maggio 2008) il governo degli Stati Uniti ha stanziato 7,5 milioni di dollari, circa 5 milioni di euro, per studi, progettazione e costruzione di prototipi per lo sfruttamento del moto ondoso, per la misura della frequenza e dell’intensità delle onde nei circa mille chilometri di coste che si affacciano sul Pacifico, dalla California a sud, all’Oregon a nord, e per studi sull’eventuale impatto che gli impianti alimentati a moto ondoso possono avere sull’ambiente. Si, perché anche le più attraenti fonti di energia rinnovabili, destinate a liberarci dalla schiavitù del petrolio, possono provocare alterazioni sulla vita e sul paesaggio.

La cattura di energia dal moto ondoso ha sempre stimolato i sogni e le invenzioni per le quali sono stati depositati circa duemila brevetti; la maggior parte delle invenzioni riguarda dei pontoni o delle boe galleggianti che si sollevano e si abbassano seguendo il moto ondoso, collegati a qualche meccanismo che faccia girare le ruote delle dinamo che generano elettricità. Altri brevetti propongono di predisporre, lungo le coste, delle barriere di cemento nelle quali, a intervalli regolari, sono predisposte delle "porte" che vanno restringendosi verso l'interno in modo che l'acqua delle onde che arrivano sulla costa, nell’addentrarsi in questa specie di estuario artificiale, è costretta a sollevarsi e va a raccogliersi in grandi vasche interne, raggiungendo un livello superiore a quello medio del mare; da tali vasche l’acqua marina torna continuamente al livello medio del mare attraverso delle turbine abbinate a delle dinamo per la produzione di elettricità. Le proposte più recenti e, finora, più efficienti consistono nella costruzione di grandi tubi verticali aperti sul fondo, con l'apertura immersa nel mare, e chiusi in alto con una valvola: il livello dell'acqua dentro il tubo oscilla a seconda del moto ondoso e comprime l'aria interna che viene spinta verso l’alto, dove incontra, nell’uscire, la valvola e una turbina, generando così elettricità.

Sono stati realizzati vari modelli, alcuni con i tubi appoggiati ad una roccia verticale, e funzionano. Non bisogna farsi eccessive illusioni, ma non bisogna neanche scartare la possibilità di recuperare almeno una parte della sterminata energia delle onde, continuamente disponibile. Se dal moto ondoso è difficile prevedere di ottenere elettricità per l’Italia, ricerche e sperimentazioni nelle nostre Università potrebbero offrire soluzioni da esportare e applicare nei paesi in cui le onde ci sono e in cui manca elettricità, un impegno di ingegneria al servizio dello sviluppo umano.

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