Forza Idraulica e Produzione di Energia: Una Panoramica Completa

L'energia idroelettrica, conosciuta anche come energia idraulica, rappresenta una delle fonti rinnovabili più antiche e pulite a nostra disposizione. Essa trae origine dalle grandi masse d'acqua in movimento, convogliate in dighe, chiuse, canali e ponti.

Cos'è l'Energia Idroelettrica?

L'acqua in caduta o in movimento genera energia cinetica, che viene poi trasformata in energia elettrica grazie a impianti dotati di turbine e alternatori. Si tratta di una forma di energia sostenibile, ad alta efficienza e a basso impatto ambientale, che contribuisce in modo significativo alla produzione di energia elettrica.

In Italia, l'energia idroelettrica rappresenta la prima fonte rinnovabile. Nel 2021, secondo i dati del Gestore Servizi Energetici (GSE), il 39% dell'elettricità prodotta da fonti rinnovabili proveniva dall'idroelettrico.

Un Po' di Storia

L'utilizzo dell'energia dell'acqua ha radici antiche: Greci e Romani furono i primi a sfruttarla per l'azionamento meccanico dei mulini. Nel Medioevo, gli Arabi introdussero la ruota idraulica, un mulino senza pale impiegato per l'irrigazione dei campi e la bonifica delle zone paludose.

In Europa, alla fine del 1800, la realizzazione di una turbina motrice rappresentò un passo avanti nello sfruttamento della forza dell'acqua per generare elettricità. Nel 1891, negli Stati Uniti, fu costruita la prima centrale idroelettrica sulle cascate del Niagara.

Agli inizi del '900, l'energia prodotta con impianti idroelettrici si impose in modo preponderante in Italia, arrivando a rappresentare la maggioranza dell'energia totale prodotta nel Paese fino al primo dopoguerra. Nel 1951 fu costruita la centrale idroelettrica di Belluno, la più grande d'Europa.

Oggi, l'energia idroelettrica rappresenta circa il 90% della produzione mondiale da fonti rinnovabili e contribuisce per il 17% al totale della capacità installata globale.

Come Funziona una Centrale Idroelettrica?

Il funzionamento di una centrale idroelettrica è semplice: sfrutta la forza di gravità per muovere l'acqua e produrre energia cinetica, che viene poi trasformata in elettricità. Tutto parte da un bacino idrico naturale o artificiale, protetto da una diga che blocca il flusso d'acqua.

Una serie di condotte convoglia l'acqua a valle, dove la centrale ospita un sistema di turbine idroelettriche. L'acqua, grazie al dislivello creato dal percorso delle condutture, assume una velocità sempre maggiore e mette in funzione le turbine, che, collegate a un alternatore, trasformano l'energia cinetica in energia elettrica.

Esistono diverse tipologie di centrali idroelettriche:

• Centrali a salto: sfruttano grandi altezze di caduta e sono caratterizzate da un bacino idrico più o meno grande.
• Centrali ad acqua fluente: non utilizzano grandi salti ma piccoli dislivelli e vengono costruite lungo il corso di fiumi.
• Centrali idroelettriche a pompaggio o ad accumulo: utilizzano due serbatoi d'acqua posti a quote differenti.

Impianto Idroelettrico Domestico: Cos'è e Come Funziona

Oggi, il micro idroelettrico offre la possibilità di sfruttare portate d'acqua più contenute. Appartengono a questa categoria gli impianti di potenza inferiore ai 100 kW, ma anche quelli con una potenza fino a 5 kW. Anche in questo caso, il flusso d'acqua fa girare una turbina, che, connessa a un alternatore, trasforma l'energia cinetica dell'acqua in energia elettrica.

L'Energia Idroelettrica in Italia e nel Mondo

Tra le fonti rinnovabili, l'energia idroelettrica costituisce a livello nazionale la principale forma di energia alternativa ai combustibili fossili. Dopo il calo registrato nel 2022 a causa della siccità, la produzione di energia idroelettrica in Italia ha ripreso a crescere.

Secondo gli ultimi dati forniti da Terna, le centrali idroelettriche attive nel nostro Paese sono 4860, la maggior parte delle quali concentrate al Nord, nell’arco alpino tra Lombardia (749), Piemonte (1092), Veneto (408) e Trentino (891). La capacità idroelettrica cresce ovunque anche a livello globale: l’ultimo report dell’International Hydropower Association (IHA) ci dice che la capacità installata totale in tutto il mondo ha raggiunto gli 1,39 milioni di MW. La crescita più significativa ha riguardato l’Asia orientale e il Pacifico che continua a guidare la classifica dei maggiori produttori mondiali di energia idroelettrica, con la Cina in prima linea.

La prima centrale idroelettrica al mondo è quella realizzata nel 1882 negli Stati Uniti, lungo il corso del Fox River nel Wisconsin. L’Italia non fu da meno: la prima centrale è stata inaugurata nel 1895 a Paderno d'Adda, in provincia di Lecco. La centrale più grande del mondo è, dal 2012, quella della diga delle Tre Gole in Cina: ha una capacità di generazione elettrica di 22.500 megawatt, è alta circa 180 metri e lunga circa 2mila, e il bacino che crea copre una superficie di oltre mille chilometri quadrati.

Stando a un rapporto Althesys del 2019 ne abbiamo in tutto il Paese circa 4.300. La centrale idroelettrica più grande d’Italia è la Luigi Einaudi, nel comune piemontese di Entracque (provincia di Cuneo), di proprietà dell’Enel: è il più grande impianto italiano e uno delle più grandi in Europa. La centrale sfrutta due salti, Chiotas-Piastra e Rovina-Piastra.

In Italia è in crescita anche il “mini” idroelettrico, rappresentato da impianti di potenza ridotta, che comporta l'utilizzo di strutture molto più piccole di una diga normale, più sicure e che hanno un basso impatto ambientale e paesaggistico.

Energia Idroelettrica: Pro e Contro

L'energia idroelettrica è l'energia del futuro e rappresenta una delle forme più pulite di approvvigionamento energetico, con un tasso di rinnovabilità potenzialmente infinito: fino a quando ci sarà acqua, ci sarà energia idroelettrica. Significativo è anche il contenimento dei costi legati ad un processo produttivo con spese di manutenzioni e funzionamento molto vantaggiose: esclusi i costi per l’approvvigionamento come la creazione delle dighe e degli impianti, le precipitazioni garantiscono infatti la completa gratuità e disponibilità della materia prima.

I costi di manutenzione sono relativamente bassi, e la tecnologia è affidabile e collaudata. Tra gli svantaggi ci sono gli elevati costi di investimento e, soprattutto il possibile impatto ambientale anche grave.

I danni ambientali, anche se controllati, non possono mai essere del tutto eliminati: creare un bacino lì dove non ce n’era uno porta come prima cosa una modifica degli ecosistemi locali. Secondariamente, deviano i corsi d’acqua da zone molto ampie a canali e invasi circoscritti, sottraendo in alcuni casi l’acqua a intere popolazioni, piante e animali degli ambienti circostanti.

Nel mondo ci sono circa 58 mila dighe che intercettano un sesto dell’acqua dei fiumi prima che vada in mare, e il numero delle dighe e degli impianti idroelettrici non fa che salire. Un esempio impressionante è la Diga delle Tre Gole cinese, che rappresenta una di circa 50mila sul fiume Yangtze (Yang et al., 2010). Possono anche esserci grosse conseguenze se non si realizzano studi adeguati del contesto idrogeologico in cui si creano le dighe, come nel caso del Vajont.

Tabella riassuntiva: Pro e Contro dell'Energia Idroelettrica

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