“Energia per l’astronave Terra” – L’energia solare è la fonte più sicura e duratura
Più volte abbiamo detto che l’energia erogata dal Sole potrebbe
sopperire alle esigenze dell’umanità. Senza pretese di accuratezza
eccessiva, quant’è l’energia erogata dal Sole?
Partiamo dai dati disponibili. Sappiamo che sul nostro pianeta,
giungono mediamente (all’equatore di più ai poli di meno) 1.400 J
(Joule) a metro quadrato ogni secondo e poiché juole per secondo è una
potenza che si misura in watt sul nostro pianeta, giunge mediamente
una potenza di 1.400 W/m2detta costante solare.
Nonostante la nostra distanza di 150 milioni di km dal Sole ogni metro
quadrato di superficie riceve 1.400 W cioè 1,4 kW?
Sì e poiché una famiglia in genere stipula col fornitore di energia
elettrica un contratto di 3 kW, teoricamente basterebbe sfruttare al
48%, 4,5 m2del proprio giardino o del proprio tetto per ottenere
l’energia elettrica necessaria alle esigenze della famiglia. Ma le
tecnologie attuali raggiungono appena il 15%. E quindi per una
famiglia occorrono almeno 15 m2 di tetto o di giardino.
Ritorniamo alla distanza della Terra dal Sole e per semplificare
consideriamo l’orbita della Terra una circonferenza e non un’ellissi.
La distanza media della Terra dal Sole è in cifra tonda 150 milioni di
km. Essa viene chiamata Unità Astronomica (UA). Calcolando la
superficie della sfera avente tale raggio e moltiplicandola per la
costante solare otterremo la potenza totale erogata. Per fare ciò
trasformiamo 150 milioni di km in metri
1,5 x 108 km = 1,5 x 1011 m
Sapendo il raggio calcoliamo la superficie della sfera con a centro il Sole.
S = 4π R2 = 4 x 3,14 x (1,5 x 1011)2 = 28,26 x 1022m2
Quindi la potenza totale erogata dal Sole sarà pari alla superficie
della sfera per 1,4 kW/m2 e cioè
PTotale = S x 1,4 kW/ m2 = 28,26 x 1022 m2 x 1,4 kW/m2 = 39,564 x 1022
kW. Cioè 395,6 x 1024 W.
Quasi 400 quatrilioni di watt.
Sono sufficienti a coprire l’esigenze dell’intera umanità?
Dobbiamo sapere quanta energia richiede l’intera umanità. Nel libro di
Nicola Armaroli e Vincenzo Balzani, Energia per l’astronave Terra,
Zanichelli Editore 2008, nel 2005 l’umanità ha consumato circa 5 x
1020 J/anno che sono mezzo triliardo di joule nel 2005;
E quindi l’energia erogata dal Sole è sufficiente?
Dobbiamo calcolare la quota di energia che riceve la Terra.
Considerando la Terra una sfera, la superficie che riceve la luce del
Sole è data dal raggio al quadrato per 3,14. Essendo il raggio della
Terra paria 6,378 x 106 m, si ha:
ATerra = πR2 = 3,14 x (6,378 x 106)2 = 3,14 x 40,678884 x 1012 =
127,73169 x 1012 m2
Moltiplicando questo risultato per 1400 W/ m2otterremo la potenza
inviata sulla Terra dal Sole
127,73169 x 1012 m2x 1400 W/ m2 = 178.824 1012 W = 178,824 1015 W
Cioè 178,824 1015 J/s (joule ogni secondo)
Essendo un anno costituito da 31.536.000 secondi pari a 315 x 105, si ha
178,824 1015 W x 315 x 105 s = 56.330 1020 J/anno
È una quantità grande?
La quantità di energia che raggiunge la Terra è uguale a quella
prodotta da 1788 milioni (quasi 2 miliardi) di centrali nucleari da
100 megawatt. È 11.266 volte maggiore di quella richiesta dall’intera
umanità.
Dopo tutti questi numeri siamo giunti ad una conclusione importante.
Una conclusione che però non entra nella mente di un homo sapiens che
purtroppo cerca l’energia scavando e succhiando le fonti fossili che
il pianeta ha nascosto nelle sue viscere per creare una biosfera
adatta alle attuali forme di vita.
Allora per risolvere il problema energetico dell’umanità basterebbe
sfruttare meglio l’energia inviata dal Sole.
Il Sole è una centrale nucleare naturale che ci invia una quantità di
energia 11.000 volte quella richiesta da tutta l’umanità. E tale
energia durerà ancora per miliardi di anni (5 secondo le più recenti
stime). E invece ancora una volta l’homo sapiens cerca l’energia
nucleare nella fissione dell’atomo quando già ce l’ha sulla testa. Ma
non dentro, purtroppo.
Michele Zarrella – zarmic@gmail.com
(Fonte: http://digilander.libero.it/prolocogesualdo/indice.html)
(Fonte secondaria:
http://www.ildialogo.org/cEv.php?f=http://www.ildialogo.org/ambiente/riflessioni_1344405627.htm)
