Le centrali nucleari hanno un rendimento di circa il 30 %. (1)

Di conseguenza il 70 % dell'energia termica generata dai reattori nucleari deve essere smaltito nell'ambiente circostante mediante appositi circuiti di raffreddamento.

 In genere il circuito di raffreddamento è formato da una gigantesca serpentina, che rappresenta il "condensatore" nel quale circola l'acqua prelevata dai fiumi, dai laghi o direttamente dal mare, mediante potentissime pompe di qualche MW.

Il condensatore è immerso nel serbatoio in cui confluisce il caldissimo liquido proveniente dalla turbina, con lo scopo di raffreddarlo mediante l’acqua che ritorna riscaldata nei posti di prelievo o che confluisce nell’ambiente esterno sotto forma di vapore acqueo. (2)

In questo secondo caso stiamo alla presenza di centrali nucleari di tipo PWR, caratterizzate dall’avere quelle gigantesche torri con i pennacchi sempre fumanti.

Un reattore PWR da 1 GW, per smaltire il calore relativo alla potenza di 2,3 GW, fa’ evaporare ogni secondo 1.000 kg d’acqua, ogni ora 3.700.000 kg, ogni giorno 89.200.000 kg, ogni anno 32.600.000.000 kg. (3)

La temperatura nelle torri ha un valore intorno ai 55°C e l’umidità è praticamente al 100 %. (4)

All’uscita delle torri la temperatura è intorno ai 40 °C.

Alla temperatura di circa 30°C un metro cubo di aria satura di vapore acqueo a pressione di 1 atm contiene circa 30 g d’acqua. Perciò a questa temperatura, un reattore da 1 GW produce circa 34.000  m³ di aria satura di vapore acqueo al secondo, 124 x 10⁶  m³ all’ora, 2.973 x 10⁶ m³ ogni giorno, 1.085 x 10⁹ m³ all’anno. (5)

In Francia ci sono 59 reattori nucleari distribuiti su 19 centrali e, ad eccezione di quelli di Phénix, sono tutti realizzati con tecnologia PWR. (6)

La potenza complessiva dei reattori PWR francesi è di circa 63 GW e perciò essi immettono giornalmente nell’atmosfera 5.620 x 10⁶ kg d’acqua corrispondenti a 187 x 10⁹ m³ d’aria satura di vapore acqueo in ambiente a 30° C.

Quando il tempo è instabile, la temperatura scende di molto in quota. A valori prossimi allo zero il vapore acqueo contenuto in un metro cubo di aria contiene non più 30 ma circa 5 g d’acqua.  In queste condizioni gli 11 milioni di kg di acqua fatti evaporare in una sola ora dai reattori di una centrale da 3 GW produrrebbero una nube dallo spessore di 400 m e dal diametro di oltre 2,5 km.

Sin qui abbiamo calcolato con buona approssimazione la quantità d’acqua e il volume di vapore acqueo che le centrali nucleari immettono nell’atmosfera nei vari intervalli di tempo.

Comunque, per farsi un’idea di questi numeri, basta sapere che un grande temporale scarica circa 1.000.000.000 di kg di acqua, che equivale alla quantità di acqua immessa in atmosfera da una centrale nucleare da 3 GW in quattro giorni, capace, da sola, di scaricare 10-20 mm di pioggia su una città di 7-10 km². (7)

Ora vale la pena chiedersi se quest’aggiunta antropica di vapore acqueo nell’atmosfera è ininfluente, benefica o dannosa all’ambiente e alla vita in genere.

ll ciclo dell’acqua nell’atmosfera è un ciclo chiuso.

Il volume d’acqua contenuto nell’atmosfera terrestre è di 15.500 x 10⁹ m³. Il flusso di evaporazione e precipitazione è di circa 505.000 x 10⁹ m³/anno (di cui 434.000 x 10⁹ di evaporazione oceanica). Ne consegue che il periodo medio di permanenza dell’acqua nell’atmosfera è di circa 11 giorni. (8)

In 11 giorni le centrali nucleari francesi immettono nell’aria circa 63 x 10⁹ kg d'acqua, che, se rapportati alla quantità di vapore acqueo mediamente presente nell’atmosfera, farebbero aumentare l'umidità media dell’aria soltanto dello 0,61 %. (9)

Questa percentuale è diversa da quella da me stesso erroneamente determinata, per un banale errore, nella precedente relazione, la quale s’intende ovviamente corretta e integrata ed è ovvio che il suo valore vero debba essere considerato compreso in un intervallo abbastanza ampio, dovuto soprattutto alle approssimazioni dei dati e alla loro propagazione nei calcoli.

Viste così le cose dal lato dei valori medi, la situazione non sembrerebbe per niente allarmante, anche perché il vapore acqueo nel suo ciclo medio di permanenza nell’aria tende normalmente a disperdersi ben oltre i confini francesi, se non altro per effetto del vento.

Sennonché mi è lecito ipotizzare che, in certe condizioni di vento, temperatura, nuvolosità, umidità, pressione e presenza di polveri in atmosfera, possa non eccezionalmente accadere che l’ingente vapore acqueo prodotto dalle centrali si concentri anche solo parzialmente da qualche parte, fino a innalzare il livello di umidità relativa naturale e innescare precipitazioni non sempre benefiche, ovvero inaspettati, improvvisi e dannosi temporali o nubifragi, di carattere anche alluvionale.

Queste ipotesi mi sembrano confermate dai dati statistici dei disastri alluvionali che negli ultimi decenni si stanno verificando nel Centro Europa. Il Sud della Francia, zona classificata storicamente come a bassa piovosità, sta paradossalmente soffrendo di fenomeni di auto-generazione temporalesca. (10)

Mi è lecito ancora ritenere che l'intensificarsi di queste precipitazioni nel Centro Europa, scaricando oltralpi la nuvolosità delle correnti provenienti dal Nord, riducano sensibilmente la piovosità in Val Padana, dove, nonostante i vari episodi di disastrose inondazioni, negli ultimi decenni si registra una siccità generalizzata dell’ordine del 20 %, soprattutto nel Veneto. (11)

Nel 2009, addirittura, sul Piemonte e sulla Lombardia ha piovuto il 50 % in meno con scarti negativi anche in Val D'Aosta. (12)

Per quanto poi riguarda la ripercussione di quest’aumento di umidità sull'effetto serra, non tutti sanno che il principale responsabile di quest’effetto è proprio il vapore acqueo, che incide per circa il 65% su tutte le altre componenti. (13)

   Per quest’ultima ragione, anche se il protocollo di Kyoto rivolge giustamente l'attenzione alle altre componenti meno incidenti percentualmente sull'effetto serra ma con un ciclo di permanenza molto più lungo nell’atmosfera, non temo di ritenere che i disastri alluvionali, l'aumento della temperatura e le variazioni del clima sul nostro globo ed in particolare sulla nostra Europa, siano, seppur anche parzialmente, dovuti alle attività delle centrali nucleari, per l'effetto dell’ingente quantità di vapore acqueo che esse immettono "innocuamente" nell'atmosfera.   

Tutti i calcoli sono stati eseguiti con il  foglio elettronico collegato, nel quale chi lo desiderasse potrebbe divertirsi a sostituire i parametri secondo quanto gli sembrerà più giusto.

Riferimenti