Tecnologie idrocinetiche per sfruttare l’energia delle correnti oceaniche: le turbine sottomarine rivoluzionano la produzione rinnovabile

di Marco Arezio

Nel cuore degli oceani si sta compiendo una trasformazione tecnologica cruciale per il futuro dell’energia rinnovabile. Una rivoluzione, però, silenziosa. Non produce rumore né impatta il paesaggio, ma è potente e costante. Le turbine sottomarine stanno emergendo come una delle soluzioni più promettenti per produrre energia pulita, stabile e a basso impatto ambientale.

Sfruttano la forza costante delle correnti oceaniche e fluviali per generare elettricità, rendendole particolarmente adatte a quelle aree geografiche dove le condizioni marine sono favorevoli e dove il fabbisogno energetico richiede soluzioni non intermittenti.

Come funzionano le turbine sottomarine: tecnologia e principi

Le turbine idrocinetiche (a volte chiamate anche marine current turbines o turbine mareomotrici) sono dispositivi installati sul fondo marino o fluviale, dove le correnti d’acqua scorrono con velocità sufficiente a generare energia meccanica. Questa energia viene poi trasformata in elettricità tramite generatori integrati.

Il principio di funzionamento è simile a quello delle turbine eoliche: il movimento di un fluido mette in rotazione delle pale, che a loro volta azionano un rotore collegato a un generatore. La grande differenza sta nella densità del fluido: l’acqua è circa 800 volte più densa dell’aria, il che consente alle turbine sottomarine di produrre energia con pale molto più piccole e a velocità inferiori.

Questa caratteristica permette di ottenere un'elevata produzione energetica anche in spazi limitati, con infrastrutture meno invasive e meglio integrate con l’ambiente circostante.

Una fonte costante e prevedibile: vantaggi dell'energia marina

Le correnti marine e fluviali sono fenomeni prevedibili e continui, a differenza del vento e del sole che subiscono variazioni giornaliere e stagionali. Questo rende le turbine sottomarine ideali per garantire stabilità e continuità energetica, contribuendo a una rete più sicura e resiliente.

Ad esempio, una turbina idrocinetica ben posizionata può funzionare fino al 90% del tempo durante l’anno, contro il 30-35% delle turbine eoliche e il 15-20% degli impianti fotovoltaici. Questo fattore rende l’investimento tecnologico estremamente vantaggioso nel lungo periodo.

Inoltre, una turbina sottomarina da soli 3 metri di diametro può produrre fino a 5 MW in condizioni ideali, equivalente a una turbina eolica con un diametro di oltre 180 metri. E tutto ciò, senza modificare il paesaggio.

Storia delle turbine sottomarine: dalle prime sperimentazioni al presente

L’idea di sfruttare la forza dell’acqua per generare energia ha radici molto antiche. I primi mulini ad acqua, che utilizzavano il flusso dei fiumi per macinare cereali, risalgono all'antichità greco-romana. Ma è solo nel XX secolo che la visione moderna di turbine marine per produrre energia elettrica ha cominciato a prendere forma.

Le prime vere sperimentazioni risalgono agli anni ’50 e ’60, soprattutto in Europa, dove si iniziarono a studiare le potenzialità delle maree e delle correnti oceaniche. Il primo progetto operativo su larga scala è stato la centrale mareomotrice di La Rance in Francia, inaugurata nel 1966 e ancora attiva, che sfrutta il dislivello tra alta e bassa marea in una diga appositamente costruita.

Tuttavia, le turbine idrocinetiche sottomarine, ovvero quelle immerse completamente e non legate al movimento verticale delle maree, sono una tecnologia più recente. A partire dagli anni 2000, con l’evoluzione dei materiali e delle tecniche di ingegneria sottomarina, sono nati i primi prototipi installati in ambiente reale.

Progetti pionieristici sono stati avviati in Regno Unito, Norvegia, Canada e Francia, dove le condizioni di marea e corrente sono particolarmente favorevoli. In tempi più recenti, anche paesi come il Brasile, il Sudafrica e la Corea del Sud hanno iniziato a sviluppare progetti pilota per testare l'efficienza di queste tecnologie in condizioni climatiche e oceanografiche diverse.

Oggi, si sta passando da una fase sperimentale a una fase di implementazione commerciale, con dispositivi sempre più efficienti, sicuri ed economicamente competitivi.

Impatto ambientale ridotto e integrazione naturale

Uno dei vantaggi principali delle turbine sottomarine è il ridottissimo impatto ambientale rispetto ad altre infrastrutture energetiche. Non emettono rumori rilevanti, non rilasciano sostanze inquinanti e non ostacolano la navigazione.

Inoltre, a differenza delle dighe o delle centrali nucleari, non alterano l’ecosistema in modo irreversibile. Alcuni studi indicano che le turbine, una volta installate, possono addirittura fungere da rifugio per la fauna marina, trasformandosi in barriere artificiali che favoriscono la biodiversità.

Grazie alla bassa velocità delle pale, il rischio di danneggiare pesci o tartarughe è contenuto. Inoltre, la struttura compatta e stabile le rende resistenti a tempeste, tsunami e attività geologica, a condizione che vengano effettuate valutazioni accurate del sito.

Progetti in corso nel mondo: una rete globale in espansione

Nel mondo, diverse realtà stanno investendo in impianti pilota e progetti commerciali di turbine sottomarine:

- In Scozia, l’arcipelago delle Orcadi ospita un importante centro di test per le energie marine, con oltre 30 dispositivi sperimentali installati negli ultimi 10 anni.

- In Francia, nella Bretagna, una piattaforma offshore ospita turbine idrocinetiche che sfruttano le forti correnti della Manica.

- In Canada, nella Baia di Fundy, si stanno testando dispositivi tra i più potenti al mondo, grazie alle correnti tra le più forti mai registrate.

- In Brasile, è stato recentemente installato un impianto commerciale con turbine compatte per fornire energia a comunità costiere isolate.

Questi progetti stanno contribuendo alla creazione di una nuova filiera industriale dedicata alle energie marine, con competenze tecniche, ricerca e sviluppo, manutenzione subacquea e digitalizzazione dei sistemi.

Un’opportunità per la transizione ecologica

Nel contesto globale della decarbonizzazione dell’energia, le turbine sottomarine offrono una risposta concreta al bisogno di energia rinnovabile continua e affidabile. Possono essere combinate con altre fonti, come il solare o l’eolico, per creare mix energetici equilibrati e resilienti, soprattutto per le aree costiere o insulari.

La possibilità di installare turbine in prossimità delle coste consente anche un risparmio logistico e una gestione semplificata, favorendo l’indipendenza energetica e riducendo la dipendenza da combustibili fossili.

Inoltre, queste tecnologie potrebbero rivoluzionare l’approvvigionamento energetico nei Paesi in via di sviluppo, dove infrastrutture terrestri complesse sono spesso troppo costose da realizzare.

Conclusione: sotto la superficie, l’energia del futuro

Le turbine sottomarine rappresentano un’evoluzione naturale e necessaria dell’approccio alle energie rinnovabili. Nascono dalla combinazione tra antichi principi (sfruttare la forza dell’acqua) e tecnologie all’avanguardia (materiali compositi, idrodinamica, intelligenza artificiale per la gestione da remoto).

Il loro impatto potenziale è enorme: sicurezza energetica, riduzione delle emissioni, valorizzazione delle risorse locali e rispetto per l’ambiente. L’oceano, finora visto solo come riserva alimentare o via di trasporto, diventa oggi un attore centrale nel nuovo paradigma energetico mondiale.

E se è vero che il futuro dell’energia sarà sostenibile, allora sarà anche sottomarino.

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