I rischi dell'uomo

Nel 1946 in Virginia negli Stati Uniti, precisamente al Langley Research Center, sono stati compiuti degli esperimenti dalla Nasa riguardo la forza umana sottoposta ad una impressionante corrente di aria prodotta artificialmente mediante una galleria del vento.

Viene testata la reazione di un viso umano di un soggetto ad un vento di 735 chilometri orari, per studiare la resistenza dei paracadutisti lanciati ad alta quota durante la guerra.

Uomo sottoposto a forti correnti d'aria

Grazie a questo esperimento si è potuta confermare l'importanza di un attento ed efficace allenamento che i paracadutisti sono obbligati a svolgere per resistere alle forti pressioni. Il corpo umano è infatti costretto a sopportare innumerevoli sforzi quando è colpito da una fortissima corrente d'aria. Un soggetto non allenato, non sarebbe in grado di resistere e il rischio fisico è molto elevato e potrebbe compromettere la vita stessa dell'individuo.


Il video dell'esperimento si può trovare qui sotto:
http://www.lastampa.it/2015/12/22/multimedia/scienza/nella-galleria-del-vento-a-kmh-leffetto-dellaria-sul-volto-umano-ilXj5q2rwW7c1fDrZAZcOI/pagina.html

I Simboli del vento

I simboli stampati sulle mappe meteorologiche usano un ardiglione per mostrare sia la direzione sia la velocità del vento, quest'ultima deducibile dal numero di bandiere attaccate all'ardiglione stesso.

La direzione del vento è data dalla direzione verso cui è rivolto l'ardiglione. Quindi, un vento nord-orientale sarebbe illustrato da una linea che si estende verso nord-est, con il numero di bandiere a indicare la velocità del vento situate sull'estremità nord-orientale dell'ardiglione.

Questi simboli permettono di fare un'analisi delle linee della velocità del vento (linee che uniscono punti con la medesima velocità del vento); queste ultime sono particolarmente utili nell'individuare la posizione delle correnti a getto nelle mappe.

              tabella 1- Simboli e classificazione del vento 

Le specifiche

CASO STUDIO: PREVISIONE DELLA PRODUCIBILITÀ DI UN IMPIANTO EOLICO IN SICILIA

Per evidenziare le specifiche di una produzione artificiale, analizzeremo il caso studio di un'installazione eolica in Sicilia.

Il presente lavoro è stato svolto utilizzando i dati di produzione anemoelettrica di una wind farm nella provincia di Trapani. L’impianto (il cui layout è rappresentato in figura 1) è costituito da 11 aerogeneratori da 850 kW ciascuno per una potenza totale di 9,25 MW.

In questo studio sono stati inoltre utilizzati parametri di vento rilevati dalla stazione anemometrica del CNMCA di Trapani Birgi e da quelle del SIAS di Mazara del Vallo, Trapani Fulgatore e Castelvetrano ricadenti nell’area del parco eolico o al più nei territori contermini il cui posizionamento è visibile in figura 2.

Al fine di realizzare un modello di previsione per il parco eolico oggetto di questo lavoro si è fatto uso di reti neurali artificiali.

I dati sono stati rilevati in loco dal gestore del sito e consistono in:
· velocità del vento in m/s rilevate da due sensori posti a 50 m campionati dal 04/2005al 7/3/2008), da due sensori a 30 m e da un sensore a 10 m ciascuno dei quali campionati dall’ 8//7/2002 al 15/6/2006
· direzione del vento rilevate da un sensore posto alla quota di 30 m e da due sensori a 50 m; per un periodo complessivo compreso tra luglio 2002 e marzo 2008;
· dati di potenza prodotta (10’) da ogni turbina a partire dal 28 aprile 2005 fino a marzo 2008;

Nella tabella che segue viene riportato un prospetto riepilogativo dei dati anemometrici disponibili per il caso studio con le principali caratteristiche.

Verranno in seguito studiati due modelli di impianti, precisamente il modello "NARX" e il modello "NARMAX", i quali risultati sono esposti nelle tabelle seguenti:

                                              Tabella NNARX

                                             Tabella NNARMAX

Conclusioni:

utilizzando reti neurali con 100 neuroni, si è osservata una migliore risposta del modello NNARMAX1 rispetto al NNARX mentre in fase di validazione si è avuto il risultato opposto. Tuttavia la differenza fra i due modelli non permette di distinguere univocamente quale risulti più performante.
Riducendo il numero di neuroni, e quindi la complessità della rete neurale, ci si è accorti che il modello NNARX è sicuramente quello che meglio riesce a descrivere gli eventi presentando per tutti i casi, confrontati con le reti a 100 neuroni di pari input, un errore assoluto medio inferiore(variabile da 2,34 a 13,85).
Non si è avuto lo stesso risultato, invece, per reti del tipo NARMAX1, cioè non è verificato sempre che al diminuire della complessità della rete, con questo modello, si riduca l’errore assoluto medio (variabile da 3,54 a 34,06).

I valori riscontrati, non su base comparativa ma assoluta, non permettono di annoverare fino a questa fase del lavoro le reti.

I grafici

Secondo questo interessante studio pubblicato da IRENA (International Renewable Energy Agency), l’agenzia internazionale che promuove la transizione dai combustibili fossili alle fonti rinnovabili, i costi sono in continua diminuzione dell’eolico e del solare FV.

Aste sempre più competitive in tutto il mondo, innovazione tecnologica per l’accumulo elettrico: così le fonti pulite continuano a guadagnare terreno sui combustibili fossili secondo IRENA, accelerando la transizione energetica globale.

Grazie a questo studio sarà interessante analizzare il rapporto della produzione artificiale del vento con le arie varie tipologie di fonti rinnovabili.

Gli investimenti globali nelle tecnologie pulite sono calati nel 2016 in confronto ai dodici mesi precedenti, dopo il picco registrato nel 2015, a causa soprattutto del rallentamento in Cina e Giappone.

Il sorpasso delle seconde sulle prime, quanto a nuova potenza installata ogni anno, è avvenuto già nel 2012 e da allora il divario è continuamente aumentato.

Tra l’altro, se allarghiamo lo sguardo ai consumi energetici finali, includendo riscaldamento-raffrescamento e trasporti, il contributo totale delle rinnovabili è inferiore al 20%, a causa della persistente dipendenza dai carburanti fossili in quei settori.

Secondo l’agenzia internazionale, è possibile portare tutte le fonti pulite al 36% del mix energetico entro il 2030, a patto ovviamente di soddisfare una serie di condizioni, tra cui un’accelerazione degli investimenti, a loro volta supportati da regole di mercato favorevoli.

Il grafico sotto mostra chiaramente quanto le risorse verdi siano diventate competitive nei valori medi LCOE (levelized cost of electricity) nel paragone con il costo “tutto compreso” dell’energia prodotta nell'intero ciclo di vita dalle fonti convenzionali.

Nel 2016 si sono osservati i prezzi più bassi di sempre per l’eolico e il solare un po’ in tutto il mondo, con punte particolarmente concorrenziali in Medio Oriente e Sudamerica. Il successivo grafico sintetizza l’evoluzione dei prezzi nelle aste per i grandi impianti solari FV

Che cosa possiamo aspettarci per il futuro? Sempre in tema di costi, l’agenzia ritiene che la media LCOE del fotovoltaico nel 2025 si sarà dimezzata rispetto al 2015, grazie a una costante riduzione di tutti i fattori di costo, passando così da 0,13 $/kWh a circa 0,06 $/kWh nel volgere di dieci anni, come mostra l’ultimo grafico che proponiamo.

Le statistiche

La statistica è una disciplina che ha come fine lo studio quantitativo e qualitativo di un particolare fenomeno. Si avvale della matematica e del metodo sperimentale per studiare i modi in cui un fenomeno collettivo può essere sintetizzato e compreso.
Ciò avviene attraverso la raccolta e l'analisi delle informazioni relative al fenomeno studiato.
Con il termine statistica, si indicano anche semplicemente i risultati numerici.

In seguito viene presentata l'evoluzione degli impianti eolici in Italia, come possiamo notare sono stati indicati i numeri di impianti installati durante gli anni, ma soprattutto la potenza utilizzata.

Installazione di impianti eolici in Italia

Classificazione del vento e scala Beaufort

A tutti noi è capitato di trovarsi in una giornata all'aperto con un vento molto forte, talmente forte da ritrovarsi con i capelli in faccia, con il cappello che scappa via e i fogli che volano. Ammettiamolo, è successo a tutti, al mare o in montagna, durante una visita in una città o portando a spasso il proprio cane.

In genere, se si è in compagnia, la prima cosa che viene da dire è :"Che vento che c'è oggi!", ma in realtà, come si misura veramente il vento?

foto di capelli scompigliati dal vento

Il vento viene classificato in base alla sua intensità (leggero, forte,teso, ecc.), sul suo comportamento nel tempo (regolare o irregolare) ed anche sulla direzione da cui proviene.

L’intensità del vento viene misura dalla sua velocità che è espressa in m/sec, Km/h o nodi, e viene misurata da uno strumento chiamato anemometro.

In base alla velocità, i venti vengono classificati in dodici gradi di intensità, secondo una scala di misura detta di Beaufort.
La scala di Beaufort fu proposta nel 1806 da Sir Francio Beaufort ed adottata dal Comitato Meteorologico Internazionale nel 1874 e successivamente rivista dallo stesso Comitato nel 1826.

Nella tabella che segue, vengono riportate le dodici condizioni della scala, indicando la tipologia del vento, la velocità nelle tre grandezze utilizzate e le condizioni climatiche, anche del mare.

Grado	Velocità (Km/h)	Tipo di vento	Velocità (nodi)	Condizioni ambientali e del mare	Velocità (m/s)
0	0 – 1	calma	0 – 1	Il fumo ascende verticalmente; il mare è uno specchio. Mare forza  zero.	< 0.3
1	1 – 5	bava di vento	1 – 3	Il vento devia il fumo; increspature dell’acqua. Mare forza uno.	0.3 – 1.5
2	6 – 11	brezza leggere	4 – 6	Le foglie si muovono: onde piccole ma evidenti. Mare forza due.	1.6 – 3.3
3	12 -  19	brezza	7 – 10	Foglie e rametti costantemente agitati; piccole onde, creste che cominciano ad infrangersi. Mare forza due.	3.4 – 5.4
4	20 -  28	brezza vivace	11 – 16	Il vento solleva polvere, foglie secche, i rami sono agitati: piccole onde che diventano più lunghe. Mare forza tre.	5.5 – 7.9
5	29 – 38	brezza tesa	17 – 21	Oscillano gli arbusti con foglie; si formano piccole onde nelle acque interne; onde moderate allungate. Mare forza quattro.	8 – 10.7
6	39 – 49	vento fresco	22 – 27	Grandi rami agitati, sibili tra i fili telegrafici; si formano marosi con creste di schiuma bianca e spruzzi. Mare forza cinque.	10.8 – 13.8
7	50 – 61	vento forte	28 – 33	Interi alberi agitati, difficoltà a camminare contro vento; il mare è grosso, la schiuma comincia ad essere sfilacciata in scie. Mare forza sei.	13.9 - 17.1
8	62 – 74	burrasca moderata	34 – 40	Rami spezzati, camminare contro vento è impossibile: marosi di altezza  media e più allungati, dalle creste si distaccano turbini di spruzzi.         Mare  forza sette.	17.2 – 20.7
9	75 – 88	burrasca forte	41 – 47	Camini e tegole asportati; grosse ondate,spesse scie di schiuma e spruzzi, sollevate dal vento,riducono la visibilità. Mara forza otto.	20.8 – 24.4
10	89 – 102	tempesta	48 – 55	Rara in terraferma, alberi sradicati, gravi danni alle abitazioni: enormi ondate con lunghe creste a pennacchio. Mare forza nove.	24.5 – 28.4
11	103 – 117	fortunale	56 – 63	Raro, gravissime devastazioni: onde enormi ed alte, che possono nascondere navi di media stazza; ridotta visibilità. Mare forza dieci.	28.5 – 32.6
12	oltre 118	uragano	64 +	Distruzione di edifici, manufatti, ecc.;in mare la schiuma e gli spruzzi riducono assai la visibilità. Mare forza dieci.	32.7 +

Nausicaa della Valle del Vento

Nausicaa è ambientato in un lontano futuro in cui il crescente inquinamento ha completamente cambiato il clima è l’ecosistema terrestre: ci sono zone inabitabili in cui vivono mostri giganteschi.

Copertina del fumetto

Della tecnologia del passato rimangono poche vestigia epoca memoria, mentre quel che resta della popolazione umana è organizzata in gruppi tribali perennemente in guerra tra loro. Nausicaa, la protagonista, è una giovane donna che si trova in mezzo a una guerra che scatena forze primordiali capaci di cancellare quel che resta dell’umanità o di portarla su un nuovo cammino di speranza nel quale lei coprirà un ruolo determinate.