Come funziona una turbina idroelettrica? Se ne parla dopo l'esplosione alla centrale di Suviana. Si tratta di un dispositivo in grado di trasformare l'energia cinetica dell'acqua in energia meccanica. Un elemento imprescindibile delle centrali idroelettriche, dal rendimento molto elevato: si stima che le turbine siano in grado di convertire in energia meccanica oltre il 90% dell'energia cinetica dell'acqua che intercettano. I tipi principali di turbina, a seconda della portata dell'acqua o del dislivello, come si vede dall'infografica GEA, sono tre: turbina Francis, turbina Pelton e turbina Kaplan.
Come funziona una centrale idroelettrica?
Stiamo parlando di un impianto che trasforma l'energia cinetica dell'acqua in energia meccanica e infine in elettricita.
Cos'è una turbina
La turbina è un elemento chiave delle centrali idroelettriche. Raccoglie l'energia cinetica dell'acqua e la trasforma in energia meccanica. In base a quanto spiegato da Enel, il rendimento delle turbine è molto elevato: "Si stima che le turbine siano in grado di convertire in energia meccanica oltre il 90% dell'energia cinetica dell'acqua che intercettano".
Com'è fatta una turbina
La turbina serve a convertire l'energia cinetica dell'acqua, ossia la forza legata al movimento. È costituita da due diverse parti: un distributore che serve a regolare il flusso d'acqua che entra nella turbina e una ruota (detta anche girante), installata per trasferire l'energia cinetica sottratta all'acqua all'albero su cui è montata la ruota.
La turbina di Bargi
Sono tre le tipologie di turbina idroelettrica più usate nelle centrali italiane e si tratta dei modelli Francis, Pelton e Kaplan. Al momento non è chiaro quale tipo di turbina fosse quello esploso all'interno della centrale di Bargi: sembra che fosse installata una Pelton 1879, ma sappiamo che gli operai stavano lavorando sull'impianto ed erano prossimi a un collaudo.
La turbina Pelton è stata realizzata nel 1879 dal carpentiere e inventore americano Lester Allan Pelton, da cui appunto deve il nome. Sostanzialmente funziona come una ruota di un vecchio mulino: l'acqua viene spinta nella condotta che, attraverso una strozzatura, ne aumenta la velocità del flusso. Il getto colpisce quindi delle grandi pale fatti come dei grandi cucchiai.
La Pelton è usata nelle centrali realizzate su grandi dislivelli – tra i 300 e i 1400 metri – e con portate di acqua intorno ai 50 metri cubi al secondo, così da ottenere velocità più elevate.
Gli altri tipi di turbine
Tra le altre due tipologie maggiormente diffuse in Italia, ci sono la turbina Francis e la Kaplan. La turbina Francis è stata inventata nel 1848 ed è chiamata così dal nome dell'ingegnere angloamericano che l'ha studiata. È il tipo più usato e funziona a flusso centripeto: l'acqua entra nella turbina, raggiunge la ruota girante attraverso condotto a chiocciola e delle palette che spingono il flusso. Viene usata per i dislivelli di media profondità: dai 10 ai 400 metri. Ha una capacità di portare acqua fino a 100 metri cubi al secondo.
È invece la più 'recente' la turbina Kaplan, in funzione fin dal 1913. Deve il suo nome al professore austriaco Viktor Kaplan e funziona sul principio dell'elica di una nave. La Kaplan è una turbina di tipo assiale, ossia il flusso dell'acqua che entra fa girare le pale dell'elica ed esce dalla turbina in 'direzione assiale' rispetto all'asse di rotazione della ruota girante. La Kaplan è una turbina ad ottimo rendimento in qualsiasi condizione del bacino: sia in presenza di piccoli dislivelli e sia con portate più importanti, a partire dai 200 metri cubi al secondo.