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 dell’aria di solo lo 0,61 % [9].
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].
Quest’anno, addirittura, sul Piemonte e sulla Lombardia ha piovuto
il 50 % in meno[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.
[1] http://federicopistono.altervista.org/blog/centrali-nucleari-italia-faq-realt%C3%A0-o-follia
%3F
http://www.terna.it/LinkClick.aspx?fileticket=OnkycVUaLqs%3d&tabid=418&mid=2501
http://www.vasonline.it/home/archivio/nucleare/nucleare_le_ragioni_del_no
http://it.wikipedia.org/wiki/Centrale_nucleare
[2] http://it.wikipedia.org/wiki/Centrale_nucleare
[3] http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_power_in_France.
http://www.meteovarese.net/Approfondimenti/Grandezze%20igrometriche.pdf
http://www.krol.it/forum/vapori-e-fumi-dalle-centrali-t109633.html?s=5123f1d511558b0f5fb4619ed3c6b40c&
http://www.tempcoblog.it/152/come-funziona-una-torre-evaporativa-e-quanta-acqua-consuma/
Il
“calore latente” è’ la quantità di calore che viene somministrata (o sottratta) a una sostanza per modificarne lo stato fisico, ma
senza alterarne la temperatura.
Per ottenere la massa m(H2O) che evapora in un secondo basta dividere la potenza “P” della centrale
per il calore latente “lambda”, ovvero m(H2O) = 2.333.333.333 / 2.260.000 = 1032 kg/s
[4] http://www.krol.it/forum/vapori-e-fumi-dalle-centrali-t109633.html?s=5123f1d511558b0
f5fb4619ed3c6b40c&
[5] http://www.centrogalileo.it/nuovaPA/Articoli%20tecnici/Fantoni/caratteristiche%20
dell%27aria%20umida.htm
http://www.meteomonteforte.it/index.php?option=com_content&view=article&id=12:
articolo&Itemid=67
[6] http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_power_in_France.
[7] http://it.answers.yahoo.com/question/index?qid=20090210080327AAFAdK2
http://www.wsi.com/corporate/newsroom/newsletter/md2/CloudWeight.html
[8] http://it.wikipedia.org/wiki/Ciclo_dell%27acqua
[9] http://www.meteorologia.it/didattica/basico/ciclo%20acqua.htm
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.
[10] http://www.enel.it/attivita/ambiente/ecology/impatto139_hp/impatto139/index.asp
http://www.meteogiornale.it/notizia/55-1-situazione-di-blocco-alluvioni-nel-sud-della-
francia-piove-da-tre-giorni-sul-nord-ovest-ditalia
http://www.meteogiornale.it/notizia/16135-1-gli-eventi-di-precipitazioni-estreme-del-
passato-in-francia-prima- parte
[11] http://www.arpa.veneto.it/home/docs/Evoluzione_del_clima_in_Veneto_cinquantennio
_13- 09-2007.pdf
http://meteolive.leonardo.it/meteolive-notizia-27831-
bilanci_e_stato_un_giugno_caldo_sulla_valpadana,_piovoso_al_centro_sud.html
http://www.urbimlombardia.it/documents/relazioneGiuliacci.pdf
http://archiviostorico.corriere.it/2003/gennaio/05/Tra_siccita_inondazioni_2002_stato_co_0_0301051237.shtml
http://www.venetoambiente.net/upload_teolo/agrometeo/fix/Mazzuccato%20.pdf
http://www.meteoabruzzo.com/content/view/22/72/
[12] http://meteolive.leonardo.it/meteolive-notizia-27831-bilanci_e_stato_un_giugno_caldo _sulla_ valpadana,_piovoso_al_centro_sud.html
[13] http://it.wikipedia.org/wiki/Effetto_serra
http://ec.europa.eu/environment/climat/campaign/pdf/gases_it.pdf
Questa
percentuale del 65 % è molto discussa e controversa ma il vapore acqueo viene generalmente considerato come responsabile per i due terzi dell’effetto serra, anche se non manca chi afferma che questa percentuale debba essere spinta fino al 98%.