Fonte di energia utilizzata sin dall’antichità, il vento (dal latino vĕntus) è un fenomeno di natura termica originato dal Sole e, in particolare, dal movimento di masse d’aria con differente pressione. Durante le ore di insolazione, il nostro Pianeta riceve calore dal Sole. A sua volta la Terra cede calore all’atmosfera, ma in modo non uniforme, creando zone di aria fredda (minor cessione di calore), in cui la pressione atmosferica aumenta, e zone più calde dove viene rilasciato più calore con il conseguente riscaldamento dell’aria e la diminuzione della pressione atmosferica.
Questo dà origine alla circolazione delle masse d’aria (moti convettivi): le masse d’aria si riscaldano diminuendo di densità e raggiungendo gli strati più alti, richiamando masse d’aria fredda dalla superficie terrestre. Si formano così aree di alta pressione e di bassa pressione (il moto è influenzato anche dalla rotazione della Terra intorno al suo asse) che l’atmosfera tende ad equilibrare, con lo spostamento delle masse d’aria fra le zone di diversa pressione. La diversa velocità e forza del vento sono dovute ad una maggiore differenza di pressione.
I movimenti delle masse d’aria hanno andamento orizzontale o verticale. Il movimento orizzontale del vento avviene fra masse d’aria ad alta pressione (area anticiclonica, con aria più densa e pesante) a masse d’aria a bassa pressione (area ciclopica, con aria meno densa e pesante). La pressione atmosferica, infatti, varia con l’altitudine, la temperatura e l’umidità dell’aria. Anche la temperatura dell’aria dipende da diversi fattori come:
• l’inclinazione dei raggi solari (latitudine, stagione, ora del giorno, pendenza, esposizione);
• il comportamento termico della superficie (l’acqua si riscalda più lentamente perché ha un elevato potere calorifico, mentre la terra emerse si riscalda e raffredda più rapidamente perché ha un basso calore specifico);
• la presenza di vegetazione (che assorbe energia solare).
Il movimento verticale delle masse d’aria è caratteristico delle correnti atmosferiche, il fenomeno responsabile del mutamento delle condizioni meteorologiche e comprende la circolazione primaria (celle di Hadley, Ferrel e Polari) e la circolazione secondaria tra le masse d’aria tropicale, causata dalle differenze nella distribuzione del calore fra l’acqua e la superficie (cella di Walker).
Velocità, temperatura e direzione dei venti sono generalmente irregolari e discontinui. Hanno direzione costante i venti (alisei) lungo le fasce equatoriali e tropicali (cella di Hadley), nella zona temperata (cella di Ferrei) e nella cella polare; sono regolari e costanti alle altitudini superiori ai 3.000 m.
I movimenti d’aria su grande scala assumono il nome di monsoni, mentre quelli locali su piccola scala, il nome di brezza. Un esempio tipico di brezza è la brezza marina che si verifica durante il giorno per effetto del movimento dell’aria dal mare (pressione più alta) verso la terra (pressione più bassa). Il fenomeno si inverte di notte (brezza di terra), quando la brezza è diretta dalla terra (pressione più alta) verso il mare.
Il vento è responsabile dell’erosione della superficie terrestre (azione meccanica e morfologica) e a livello energetico l’energia cinetica del vento (fonte rinnovabile) è utilizzata per produrre energia meccanica e energia elettrica per mezzo di una turbina eolica o aerogeneratore (on-shore o aerogeneratori off-shore) collegato alla rete elettrica (grid-connected). Quando l’impianto di produzione di energia elettrica comprende più aerogeneratori si parla di parchi eolici e l’interdistanza degli aerogeneratori è calcolata in rapporto al diametro delle turbine.
(l’articolo è stato pubblicato su GIE – Il Giornale dell’Installatore Elettrico di maggio. L’autore è Antonello Greco)
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