Energie rinnovabili e corrente continua

Esame di stato 2009/2010

Percorso pluridisciplinare del candidato: Davide Dalla Pria

Nucleo tematico: Energie rinnovabili

Materie coinvolte:

• Inglese
• Storia
• Italiano
• Elettrotecnica
• Sistemi e automazioni
• Educazione fisica

All’interno della tesi il candidato ha inserito un tema di attualità tratto dal giornale online “Milano Finanza” riguardante un discorso di Barack Obama sull’energia rinnovabile.

Percorso: Italiano: Inglese:

Primo Levi: “La coppia conica” tratta The Second Industrial Revolution dall’opera “La chiave a stella”.

Raffronto con Pirandello grazie all’opera “I quaderni di Serafino Gubbio operatore”. Storia:

Cenno sulla situazione politica al termine del Secondo Conflitto Mondiale con particolari cenni alla guerra fredda.

Terza Rivoluzione industriale: Energie rinnovabili e nuovi mezzi di trasporto. Attualità:

Sistemi: Discorso del neopresidente americano Barack Obama riguardo un’economia basata sull’energia verde.

Funzione di trasferimento della macchina in corrente continua come motore. Elettrotecnica:

Funzionamento di una centrale idroelettrica con particolare confronto tra macchina in corrente continua utilizzata come generatore (dinamo) e alternatore.

La tesi è composta anche da foto scattate durante la visita alla centrale idroelettrica di S. Massenza.

Ed. Fisica:

Spiegazione del Sistema Nervoso Centrale.

The Industrial Revolution

The Industrial Revolution took place in England from about 1760 to about 1840 and from there it spread to other parts of the world. It was a process of change from an agrarian handicraft economy to one dominated by industry and machine manufacture.

Fundamental to the Industrial Revolution were some technical innovations like:

• The use of new materials as iron and steel;
• The use of new energy sources;
• The invention of new machines that increased production;
• Important developments in transportation and communication;
• A new organization of work: the factory system.

The fast developing industries also created new conditions of great social unrest. New Machines meant a reduction in the number of people employed, many people had to live they native places to look for work and were reduced to starving.

Masses of workers, worked up to sixteen hours a day in a very bad condition. Women were paid less than man, and children were paid even less. This people lived in over-crowded slums where illnesses are common and the death rate was high.

In 1824, the first Trade Unions were founded. In Britain, the first socialist reform was proposed by an industrialist, Robert Owen, who improved working and living conditions for his workers and their families in his factories in Scotland.

Children were be considerate as undeveloped adults. Child beating and the exploitation of children at work were very common. Now they began to be considered as real human beings.

Later, in the end of the second world war, was born an movement called third industrial revolution.

3° rivoluzione industriale

Alla fine della seconda guerra mondiale, notiamo che l’Europa viene suddivisa tra le due grandi superpotenze presenti al termine del conflitto: gli Stati Uniti e l’Unione Sovietica, assumendo quindi la guida della politica internazionale e il predominio nelle rispettive zone d’influenza: l’Unione Sovietica infatti sulle democrazie socialiste o democrazie popolari dell’Europa orientale, e gli USA sulle democrazie liberali o democrazie parlamentari dell’Europa occidentale.

Questo tipo di suddivisione creò quindi un clima di diffidenza e sospetti tra le due superpotenze, infatti, grazie al presidente americano Harry Truman la politica americana nei confronti dell’URS cambiò radicalmente, infatti lo stesso Truman dichiarò che gli Stati Uniti erano pronti a difendere la propria sicurezza ovunque fosse minacciata e a sostenere i popoli liberi che si opponevano ai tentativi di oppressione da parte di minoranze armate o pressioni esterne.

Il Presidente americano Harry Truman.

Grazie a questa dichiarazione, i dirigenti sovietici ritirarono ogni aiuto ai partigiani comunisti impegnati nei combattimenti nella guerra civile in Grecia scoppiata dopo il ritiro delle truppe alleate.

George Marshall, grazie ad una proposta approvata dal governo americano nel 1948, diede inizio ad un piano di aiuti, chiamato appunto Piano Marshall (operò fino al 1952). Questo, doveva fornire aiuti economici alle nazioni europee per poter rilanciare le economie dopo le distruzioni della Seconda Guerra Mondiale, ma l’Unione Sovietica, e tutti i paesi sottoposti alla sua influenza rifiutarono gli aiuti accusando gli Stati Uniti di voler asservire l’Europa ai propri interessi economici.

Iniziò così una fase di grande tensione tra le due superpotenze, alla quale fu dato il nome di Guerra Fredda, cioè una guerra non combattuta con armi, ma con paure e timori anche dal punto di vista politico.

Manifesto del Piano Marshall occidentale per la Germania.

Stalin era preoccupato per la superiorità militare ed economica degli USA, che, come visto nella seconda guerra mondiale, disponevano della Bomba Atomica. Questa situazione di inferiorità rispetto agli americani spinse Stalin a convogliare il massimo delle risorse nella produzione di armamenti e nella ricerca nucleare.

Questo scatenò una corsa degli armamenti anche da parte delle forze Statunitensi che, insieme agli Alleati Occidentali decisero nel 1949 di costituire il Patto Atlantico o NATO, cioè un’alleanza militare a carattere difensivo. L’Unione Sovietica rispose 6 anni dopo, nel 1955, con paesi amici il Patto di Varsavia, anch’esso a scopi difensivi.

Questi continui studi da parte delle superpotenze per produrre bombe atomiche sempre più potenti, portò gli ingegneri del tempo, in seguito ad un crescente fabbisogno di energia e della progressiva scomparsa delle fonti tradizionali di combustibile, pensarono alla possibilità di impiegare questa nuova fonte di energia per usi civili.

Infatti, a partire dagli anni Cinquanta, sono entrate in funzione in Europa, Stati Uniti e Unione Sovietica, numerose centrali nucleari per la produzione di energia elettrica.

Una centrale nucleare in funzione, dalle ciminiere esce il vapore acqueo già sfruttato.

In questi impianti si produce una reazione di fissione nucleare a catena controllata, che grazie al suo calore prodotto e trasformato in vapore, muove una turbina in grado di generare energia elettrica.

Purtroppo però, il processo di fissione comporta la produzione di un certo numero di scorie con rischi di inquinamento radioattivo.

La soluzione al problema dell’inquinamento ambientale provocato dallo smaltimento delle scorie radioattive potrebbe essere risolto grazie a centrali bastate su fonti di energia alternative per esempio:

• L’energia solare
• La geotermia
• L’energia eolica
• La biomassa
• L’energia idroelettrica

Energia solare

La crisi petrolifera del 1973-1974 portò alla scoperta dell’utilizzo dell’energia solare. I tentativi di convertire direttamente l’energia del sole in energia elettrica vennero effettuati già agli inizi del Novecento grazie al sistema dei Forni Solari, cioè centrali dotate di specchi parabolici che concentravano i raggi del sole in modo da mandare in ebollizione l’acqua che poi, grazie al vapore, azionava le turbine, ma questo tipo di procedimento si rivelò assai costoso e poco redditizio, infatti fu sostituito dall’utilizzo di celle fotovoltaiche.

Questo tipo di celle sono realizzate con materiali che, se investiti da raggi luminosi, producono una differenza di potenziale generando energia elettrica a basso voltaggio, questo tipo di tecnologia viene adottata maggiormente ai nostri tempi.

Geotermia

Questo metodo era già sfruttato nel 1890, ed ha origine dall’energia termica presente nel sottosuolo. Infatti essa è sfruttata nelle zone geologicamente attive per produrre energia elettrica e per il riscaldamento dell’acqua. Il calore imprigionato nel sottosuolo può generare potenti getti di vapore, in grado di far funzionare le turbine poste al di sopra delle cavità terrene dalle quali escono.

Questi getti non sono solamente fenomeni naturali, ma possono essere provocati anche dall’uomo mediante iniezioni d’acqua nel sottosuolo a profondità rilevanti, determinando così una violenta risalita di vapore in superficie.

Eolica

L’energia eolica si ottiene sfruttando l’energia meccanica del vento tramite i cosiddetti aerogeneratori: moderni mulini a vento con pale montate su torri di circa 30 metri di altezza. Si tratta però di un metodo che non eroga energia costante, inoltre, per ottenere un buon rendimento occorre installare aerogeneratori su un’ampia superficie.