Ricavare energia dagli oceani: le enormi potenzialità dell'energia marina

Negli ultimi anni sono in fase di sviluppo molti progetti che hanno l'obiettivo di ricavare energia dall'acqua marina. Il potenziale teorico di questa ulteriore fonte di energia rinnovabile è immenso e, secondo i calcoli, potrebbe soddisfare l'intero fabbisogno energetico umano. Attualmente, però, il ricavato energetico si attesta su soglie molto basse e non si prevedono grandi crescite almeno fino al 2020.

L'energia marina deriva da diverse fonti:

• Onde: il vento, spirando sulla superficie marina, trasferisce parte della sua energia cinetica all'acqua, innescando il moto ondoso. L'energia immagazzinata dalle onde può essere trasformata in energia elettrica. La quantità di energia sfruttabile dipende, naturalmente, dall'ampiezza e dall'intervallo di tempo che intercorre tra un'onda e quella successiva. Questi parametri sono in funzione della velocità del vento e della massa d'acqua sottostante.

• Intervallo di maree: l'attrazione gravitazionale tra Terra, Luna e Sole e la forza centrifuga dovuta alla rotazione terrestre innesca il fenomeno delle maree. Per ricavare energia dalle maree viene sfruttato lo spostamento della massa d'acqua: quando il livello dell'acqua si alza, la massa viene fatta fluire in un bacino, facendola passare attraverso delle turbine collegate ad un generatore. Quando l'acqua si ritira, se le turbine sono reversibili (cioè capaci di azionarsi per entrambi le direzioni del flusso) si azionano nuovamente.

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• Correnti di marea: questa rappresenta la fonte più interessante e attualmente meno esplorata di energia rinnovabile; la prevedibilità e la costanza delle correnti potrebbero rendere più semplice la pianificazione degli impianti. L'energia cinetica delle correnti viene sfruttata mediante un generatore ad asse verticale.

• Correnti oceaniche: il principio è lo stesso utilizzato negli impianti eolici. Anche qui, come per le correnti di maree, viene utilizzato un generatore che catturi l'energia cinetica, ma viene istallato ad asse orizzontale.

• Conversione dell'energia termica dell'oceano (Otec): circa il 15% dell'irraggiamento solare viene trattenuto dalla superficie marina come energia termica. Perché l'investimento sia fruttuoso, c'è bisogno di una differenza di temperatura tra la superficie e la profondità di almeno 20°C, motivo per cui l'Otec è vantaggiosa solo nei mari tropicali. Le temperature superficiali possono arrivare a 25-27°C, mentre sotto il chilometro di profondità la temperatura è di 5-10°C. La temperatura in superficie fa evaporare delle sostanze a basso punto di ebollizione, come ammoniaca e fluoro. I vapori mettono in moto delle turbine collegate ad un generatore. Infine, i vapori passano in un condensatore dove entrano in contatto con l'acqua fredda pompata dal basso, tornano liquidi e ricomincia il ciclo.

• Salinità gradiente: questa tecnologia viene applicata alla foce dei grandi fiumi, dove possono essere utilizzate le reazioni dell'incontro tra acque a diversa concentrazione salina. L'energia ricavabile dalla differenza di salinità deriva dal fatto che gli ioni del sale si spostano dall'acqua salata a quella dolce, distribuendosi omogeneamente. Lo spostamento degli ioni nell'acqua provoca un aumento di disordine dell'ambiente fisico (entropia), rilasciando energia libera sfruttabile.
  Questo metodo utilizza anche il processo dell'osmosi. Il passaggio dell'acqua a basso contenuto salino nell'acqua ad alta concentrazione di sali avviene attraverso una membrana semipermeabile. La differenza di concentrazione salina provoca una pressione sulla membrana (pressione osmotica) che può essere convertita in lavoro meccanico e questo, a sua volta, generare energia elettrica.

Le fonti più sfruttate oggi sono le onde e gli intervalli di marea. Ma molti Paesi stanno cercando di investire nell'energia marina. Anche l'Unione Europea è impegnata in un grande progetto di studio, per permettere ai ricercatori di testare gli strumenti e di mettere a punto nuovi studi in direzione di una nuova forma di energia pulita e potenzialmente inesauribile.