manuale didattico - Dixan per la scuola

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Possiamo porre l’inizio dell’uso consapevole dell’energia
ergia
cendere
in coincidenza con l’acquisizione della capacità di accendere
il fuoco. L’uomo primitivo, in un’epoca nella quale poteva contare esclusivamente
sulla propria forza muscolare, compì un sostanziale balzo in avanti dal momento
in cui iniziò a disporre dell’energia termica offerta dal fuoco, ottenibile incendiando
del legno con la scintilla prodotta dallo sfregamento di piccole pietre di selce.
Da allora, la storia dell’uomo diviene inseparabile da quella dell’energia: periodi
di benessere e carestie, guerre e scoperte scientifiche, rivoluzioni e migrazioni
epocali, sono tutti accadimenti strettamente correlati al bisogno, all’uso, alla scarsità
o all’abbondanza dell’energia, nelle sue diverse forme. Lo sfruttamento sempre
più evoluto delle diverse fonti energetiche è stato determinante nel progresso del
genere umano; ma se ogni “evoluzione energetica” da un lato ha contribuito ad un
sempre maggior benessere, dall’altro ha anche posto nuovi problemi, ambientali,
sociali ed economici. I primi problemi nacquero già nel Paleolitico (da 2 milioni a
10.000 anni fa). Il fuoco produsse un maggior benessere, che portò a sua volta
un sensibile incremento della popolazione; si assistette, così al passaggio da
un’economia di raccolta ad una di allevamento ed agricoltura, due attività stanziali
che permisero di gestire meglio l’energia solare.
Anche gli animali hanno rappresentato nel corso della storia una fonte energetica
insostituibile: energia chimica dalle loro carni ed energia muscolare per far
funzionare mulini, aratri, mezzi di trasporto. Con il passare dei secoli e grazie
alla straordinaria evoluzione delle sue capacità l’uomo costruì vere e proprie
“macchine”, basate sulle fonti energetiche disponibili: i muscoli propri e di animali,
l’acqua ed il vento. Le piramidi egizie, i templi greci, gli acquedotti romani furono
realizzati unicamente grazie a queste fonti primarie di energia, combinate tra loro.
Il vento rappresenta una risorsa quasi costante in molte regioni del mondo ed il
mulino a vento costituisce un sistema efficiente per sfruttarne l’energia. Il primo
mulino fu un’invenzione persiana risalente al IX secolo d.C., mentre l’Europa vide
la prima testimonianza di mulino solo all’inizio del XII secolo. Il suo funzionamento
consiste nello sfruttamento dell’azione di pale che, ruotando sospinte dal vento,
determinano il movimento di un albero di trasmissione. Gli antichi mulini a vento
si sono oggi trasformati nelle cosiddette turbine eoliche, in grado di produrre
direttamente energia elettrica. Per aumentare la quantità di energia, le turbine
eoliche spesso sono collegate insieme a formare delle vere e proprie centrali
eoliche. In Italia le centrali eoliche producono solo una
parte esigua delle necessità energetiche (per
approfondimenti www.agenziaitaliainforma.it).
Nel Medioevo (476 – 1492 d.C.) il
sistema produttivo, in larga parte basato
sulla forza lavoro degli schiavi, entrò in
crisi a causa dell’elevato costo degli
schiavi stessi e più in generale del calo
demografico. Questo stimolò lo sviluppo
di accorgimenti tecnici per migliorare lo
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sfruttamento delle fonti energetiche conosciute
(ad esempio venne introdotta la ferratura del
bestiame che ne incrementò l’efficienza), ma
non ne vennero scoperte di nuove.
Il Rinascimento (1492 – 1527 circa) vide
sorgere le prime piccole industrie, a partire
dalle botteghe artigiane. Servì più energia,
sia meccanica che termica; alla prima spesso
provvidero le ruote idrauliche, mentre per ottenere
la seconda si utilizzarono come combustibili il legno
ed il carbone vegetale. Lo sfruttamento intenso di questi
materiali mise il sistema in crisi: il grande consumo che ne venne
fatto non permise il rinnovamento di boschi e foreste.
Dal XV secolo in poi il carbon fossile cominciò ad essere utilizzato nelle
fabbriche europee. Questo combustibile era già considerato una risorsa in Cina
nel 1200, stando ai resoconti fatti da Marco Polo nel suo “Milione”. Nel 1600 il
carbone venne massicciamente impiegato come combustibile nelle fabbriche
d’armi in Belgio.
Il XVII secolo segnò un passaggio fondamentale nella storia dell’energia: in
Inghilterra si assistette alla Rivoluzione Industriale, dando l’avvio ad un
processo che avrebbe cambiato per sempre il sistema produttivo, il mercato e
la distribuzione delle merci ed in sostanza la società e la storia. Alla base della
meccanizzazione industriale che connota la Rivoluzione vi fu l’invenzione della
macchina a vapore, capace di trasformare l’energia termica del carbone - del
quale l’Inghilterra disponeva di grandi riserve - in forza motrice. Così, per la prima
volta, l’uomo non disponeva più solo di energia meccanica offerta dal lavoro fisico,
ma grazie alla macchina a vapore, ebbe la possibilità di incrementare le produzioni.
Ne trassero beneficio tutti i sistemi. Anche il sistema di trasporti risultò rinnovato:
la prima nave mossa dal vapore risale al 1807 e la prima locomotiva al 1825 (ma
un prototipo funzionante risale addirittura al 1804). La Rivoluzione Industriale si
estese ben presto al resto del Continente ed il fiorire delle industrie determinò una
richiesta via via più consistente di carbone. Anche l’Italia venne in parte raggiunta
dal rinnovamento produttivo: le prime industrie tessili che sorsero al Nord, trassero
la loro energia dalle centrali idroelettriche delle vallate prealpine. Nella seconda
metà dell’800 cominciarono a comparire i primi motori a combustione interna.
La prima automobile dotata di motore a scoppio risale al 1866. Nello
stesso periodo nelle fabbriche serviva una maggiore disponibilità di energia
meccanica per far fronte alle richieste del mercato. Furono questi i fattori che
aprirono la strada, dapprima lentamente, poi in misura sempre più rilevante, ad
un nuovo combustibile fossile: il petrolio. Questo liquido viscoso era conosciuto
anche in epoche precedenti, ma solo ora diventa la fonte energetica più usata, come
ancor oggi, per sostenere i trasporti e per produrre energia.
rivati
Per la diffusione del petrolio ed i suoi der
derivati
(oli pesanti, gasolio, benzina, nafta,
kerosene) bisogna aspettare il XX
secolo. Alla fine della I guerra
mondiale, soprattutto per far fronte
alle esigenze industriali scaturite
dal conflitto, le compagnie
petrolifere divennero grandi entità
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economiche ed industriali, che gestivano raffinerie,
oleodotti e navi petroliere.
Il 1900 fu, quindi, un secolo affamato di energia, che
servì ad alimentare le industrie, i trasporti ed anche
uno stile di vita sempre più consumistico ed orientato
al comfort. I Paesi più sviluppati poterono contare
sulle centrali termoelettriche funzionanti a petrolio,
risorsa apparentemente abbondante ed economica.
Si utilizzavano anche altre fonti energetiche, come
l’uranio o gli impianti idroelettrici, ma in misura minore.
Negli anni ‘70 l’Occidente ricco ed industrializzato, dovette
fare i conti con quello che verrà ricordato come lo “shock petrolifero”: alcuni
Paesi produttori di petrolio, quelli che detengono ancora oggi i giacimenti più
importanti di “oro nero”, già da alcuni anni consorziati nell’OPEC1 , diminuiscono
la produzione di greggio. Improvvisamente il petrolio diventò un combustibile
costoso ed il sistema economico entra, di nuovo, in crisi. Anche se nel giro di
poco più di un decennio il “colpo” venne riassorbito, il mondo occidentale dovette
prendere coscienza che il petrolio, sul quale aveva basato essenzialmente il proprio
sviluppo, era una risorsa finita, costosa e, tra l’altro, molto dannosa all’ecosistema.
Anche le alternative energetiche alle quali si faceva ricorso, prime fra tutte le
centrali a carbone, a gas ed elettronucleari, presentavano grossi problemi in
termini di esauribilità dei combustibili, dipendenza dall’estero, costi economici
ed ambientali. Probabilmente quindi, il XXI sarà il secolo delle fonti energetiche
“pulite” e rinnovabili, per amore o per forza.
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FONTI ENENALI: LA
TRADIZIO NE ATTUALE
SITUAZIO
Su scala planetaria, attualmente, “l’oro nero” (petrolio) costituisce la maggiore
fonte primaria di energia, a seguire vi sono carbone, gas naturale e uranio. Le altre
fonti, ivi comprese le rinnovabili, forniscono ancora una quota minore (benché
in progressivo aumento) dell’energia totale utilizzata. Le riserve
di petrolio, secondo alcune stime basate sui giacimenti
te
conosciuti, dovrebbero garantire un sufficiente
approvvigionamento di greggio2 fino al 2040/2050,
ai ritmi di consumo attuali Quindi l’allarme relativo
all’esaurimento non è immediato, ma le riserve
di petrolio sono ad un livello appena sufficiente
a darci il tempo di reperire altre risorse
energetiche per il futuro approvvigionamento.
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OPEC: Organizzazione dei Paesi Esportatori di Petrolio (Organization
of the Petroleum Exporting Countries), fondata nel 1960, comprende
attualmente undici Paesi che si sono associati, formando un cartello
economico, per negoziare con le compagnie petrolifere aspetti relativi
alla produzione di petrolio, prezzi e concessioni.
2
Greggio: È detto greggio o grezzo il petrolio prima che subisca
qualsiasi trattamento teso a trasformarlo in successivi prodotti lavorati.
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Il carbone è una delle principali fonti di energia dell’umanità.
Oggigiorno circa il 40% dell’energia elettrica mondiale è prodotta
bruciando carbone in centrali termoelettriche e le riserve accertate
e
ammontano ad almeno 300 anni di produzione. Dal carbone è possibile
ottenere altri tipi di combustibile, più facilmente trasportabili e con un maggior
rendimento ma comunque inquinanti (per approfondimenti www.geologia.com).
energia nucleare è stata ampiamente sperimentata ed utilizzata a partire dagli anni
’60 e si è compreso che possiede un ottimo “rendimento energetico”: a parità di
energia elettrica prodotta, serve molto più petrolio ad una centrale termoelettrica
che uranio ad una centrale nucleare. Il nucleare presenta però alcuni problemi:
il costo elevato di costruzione delle centrali, i pericoli derivanti dalla radioattività
e la difficoltà di smaltimento dei rifiuti della fissione. (Per approfondimenti www.
ecoage.it). Il metallo necessario al funzionamento delle centrali elettronucleari si
trova in soli 10 Paesi, ed il suo costo negli ultimi anni è aumentato dell’800%. Questi
sono altri elementi che vanno considerati quando si valuta in campo energetico
l’opzione nucleare.
Consumi di energia
pro capite nel mondo.
I valori sono espressi
in toe (tonnellate di
petrolio equivalenti).
Più intensa è la
colorazione, maggiori
sono i consumi di
energia.
Fonte: BP Global.
www.bp.com
0 - 1,5
Toe pro-capite
A complicare le cose, anche sul versante politico-economico, occorre ricordare
come i 2/3 del petrolio siano concentrati in aree relativamente circoscritte del
Pianeta: diversi miliardi di tonnellate di petrolio si trovano nei Paesi
del Medio Oriente. Nazioni come la Cina e l’India, inoltre, stanno
vivendo in questi anni un’imponente crescita industriale che richiede
grandi consumi di combustibili fossili. Diamo uno sguardo ad altri
combustibili utilizzati in quantità rilevante: carbone, gas ed uranio.
Benché differenti per molti aspetti dal petrolio, a cominciare
dalla loro origine, condividono con questo due fondamentali
caratteristiche: sono risorse esauribili e la loro trasformazione
per l’approvvigionamento di energia (essenzialmente elettricità)
determina una serie di danni ambientali. In aggiunta a questi
problemi l’utilizzo dei combustibili fossili dà luogo a sottoprodotti
nocivi alla salute degli organismi viventi (ad esempio anidride
carbonica, ossidi di zolfo ed ossidi di azoto) ed è comunque
almeno in parte responsabile dell’effetto serra e dei cambiamenti
climatici che mettono in serio pericolo il “sistema Terra”.
1,5 - 3
3 - 4,5
4,5 - 6
>6
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Il metano è un gas inodore, incolore e non tossico formatosi centinaia di milioni
di anni fa insieme al petrolio, ed è il principale componente del gas naturale.
Le sue caratteristiche chimiche lo rendono il meno dannoso tra i combustibili
fossili; trova largo impiego, in varie forme, nella produzione di energia elettrica,
nell’industria chimica, come carburante per mezzi di trasporto a motore ed infine
nell’uso domestico. Il metano presenta anche una minima rinnovabilità, essendo
recuperabile dalle deiezioni degli animali per mezzo dell’impiego di particolari
microorganismi capaci di metabolizzarle e convertirle appunto in questo prezioso
gas. Rispetto ai dati relativi ai consumi attuali, la Terra dispone di riserve di gas
naturale sufficienti per 60/70 anni.
L’uranio, che si presenta come un metallo bianco-argenteo, tossico e radioattivo,
trova impiego come combustibile per la realizzazione di energia elettrica in
centrali nucleari. Con energia nucleare si intendono tutti quei fenomeni in cui si
ha produzione di energia in seguito a trasformazioni nei nuclei atomici. L’energia
nucleare è data dalla fissione o dalla fusione del nucleo di un atomo. La prima
persona che intuì la possibilità di ricavare energia dal nucleo dell’atomo fu lo
scienziato Albert Einstein nel 1905.
Benché alcuni la considerino una fonte rinnovabile, recentemente la Commissione
europea si è espressa affermando che il nucleare non è considerabile come
rinnovabile. L’utilizzo dell’uranio quale combustibile necessario alla produzione di
Tra le fonti energetiche tradizionali occorre anche annoverare gli impianti
idroelettrici. Queste centrali sfruttano l’energia potenziale dell’acqua raccolta
in bacini artificiali per muovere le turbine che alimentano a loro volta gli alternatori:
l’energia cinetica viene così trasformata in corrente elettrica. Diffuse anche in Italia,
ad esempio lungo le vallate prealpine, non producono emissioni inquinanti, ma
spesso le dighe necessarie e le relative infrastrutture si traducono in un notevole
impatto ambientale. Attualmente la soluzione idroelettrica vede l’affermarsi di
microimpianti, che generano localmente l’energia necessaria a piccoli utilizzi
senza alterare sensibilmente il territorio e la sua configurazione idrografica.
Andamento della
produzione di energia
da petrolio, gas
naturale, combustibili
nucleari, impianti
idroelettrici, carbone.
Fonte: Statistical Review
of World Energy 2004.
10000
9000
8000
7000
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5000
4000
3000
2000
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Una sostanza tossica o velenosa si intende una sostanza che, assunta da un organismo vivente, ha effetti dannosi
temporanei o permanenti, fino a letali, attraverso un meccanismo chimico. Non sono considerate veleni le sostanze che
hanno effetti dannosi per azione meccanica o per emissione di radiazioni.
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Olio
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Gas naturale
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Energia nucleare
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Energia idrica
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Carbone
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FONTI ENE ILI
RINNOVAB
In considerazione di quanto esposto risulta
evidente la necessità di dare a livello
globale una nuova risposta alle necessità
energetiche mondiali, per realizzare quello
che viene definito “sviluppo sostenibile”.
Ciò sarà possibile rivolgendoci a “nuove”
fonti di energia, inesauribili e non inquinanti.
Queste fonti non sono nuove in senso stretto:
sole, vento, acqua sono risorse naturali che
l’umanità ha sempre cercato di sfruttare per
a
moltiplicare le proprie forze. Ora la tecnologia
consente però di utilizzarle in modo molto più
ità,
efficiente e soprattutto di trasformarle in elettricità,
la forma di energia più duttile e più facilmente
distribuibile tra quelle conosciute.
Rappresentazione grafica
delle principali fonti rinnovabili.
Per sviluppo sostenibile si intende quella forma di sviluppo (che comprende lo
sviluppo economico, delle città, delle comunità eccetera) che non compromette
la possibilità delle future generazioni di perdurare nello sviluppo, preservando la
qualità e la quantità del patrimonio e delle riserve naturali (che sono esauribili,
mentre le risorse sono considerabili come inesauribili). L’obiettivo è di mantenere
uno sviluppo economico compatibile con l’equità sociale e gli ecosistemi,
operante quindi in regime di equilibrio ambientale. Fonte: www.wikipedia.org
L’energia solare è la fonte prima da cui si originano le altre fonti naturali:
energia eolica, idraulica, da biomasse, delle onde e delle maree.
L’energia radiante del Sole viene sfruttata dai collettori solari termici (detti anche
pannelli solari termici ed utilizzati principalmente per ottenere acqua calda per usi
domestici e di riscaldamento) e dai sistemi solari fotovoltaici, che la trasformano
in corrente elettrica. In Sicili
Sicilia ad esempio un impianto si basa sull’antica idea
di A
Archimede: concentrare tramite specchi i raggi solari
in unico punto (in questo caso sulla parte ricevente
della struttura) per ottenere il calore elevato che,
attraverso alcuni passaggi, servirà a produrre
energia. In Italia l’energia prodotta dal fotovoltaico
sta registrando un buon trend in crescita (+ 40%),
anche se Paesi come Germania e Spagna sono
decisamente più avanti, con una produzione di
elettricità da fonte solare rispettivamente di 7,7
Gigawatt e 3,2 GigaWatt (dati 2009).
Il vento, che ha mosso per secoli le pale dei
mulini di tutta Europa - e non solo - produce
energia eolica. Il vento, che è comunque uno
dei tanti effetti della radiazione solare, ora non
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serve più a macinare il grano o a prelevare acqua dai
fiumi, ma a ridurre la nostra dipendenza dai combustibili
fossili. Da diversi anni la tecnologia ha messo a nostra
disposizione quelle gigantesche “girandole” (in realtà
si chiamano aeromotori o turbine eoliche) capaci di
catturare la potenza del vento e trasformarla in corrente
elettrica. Numerose turbine eoliche collegate tra loro
danno luogo a vere e proprie centrali eoliche. Le regioni
del Sud del nostro Paese, per motivi climatici, hanno le
maggiori prospettive di crescita nel settore dell’energia eolica.
Campi eolici sulla terraferma e piattaforme eoliche offshore sono
in continua crescita in Europa e nel mondo. L’Italia ha raggiunto nel 2009
i 4.845 MegaWatt di potenza installata sul proprio territorio e l’eolico rappresenta
così il 2,1 % del consumo interno lordo di energia. In prospettiva l’energia eolica
dovrebbe soddisfare entro il 2020 il fabbisogno nazionale di energia.
L’acqua può aiutarci a fare a meno dei combustibili fossili. Già in epoca romana
le ruote idrauliche, mosse dall’acqua corrente, fornivano energia meccanica per
macinare e per altri usi; tuttavia l’abbondanza di schiavi – e di forza muscolare
gratuita, quindi - non ne favorì granché lo sviluppo fino al Medio Evo, quando
questa fonte di energia tornò ad essere sfruttata in modo sistematico.
Oggi le centrali idroelettriche sono una realtà in espansione, anche
nei Paesi dal forte sviluppo industriale, come la Cina. In Italia
partecipano alla produzione di energia elettrica fornendo
oltre 51.700 GigaWatt, (su circa 338.000 totali) collocando
la Penisola tra i più importanti produttori europei, con
Svezia e Francia. Anche l’acqua del mare e degli oceani
può contribuire a soddisfare le richieste di energia e
sono quindi numerosi i progetti finalizzati a sfruttare il
moto ondoso, le maree e le correnti oceaniche. La prima
centrale sperimentale per lo sfruttamento dell’energia
potenziale delle maree fu costruita in Francia nel 1960 ed
altre - essenzialmente dimostrative - si trovano un po’ ovunque
nel mondo, dalla Turchia agli USA. Le onde, invece, muovono
le turbine di una centrale elettrica in Portogallo, della potenza di 2,2
MegaWatt, con possibilità di incrementi fino a 70 MegaWatt. Le sorgenti termali
sono conosciute ed impiegate come fonti di calore fin dall’antichità.
La geotermia è la scoperta italiana (Larderello4, 1905) che ha permesso di
utilizzare in modo semplice ed economico il vapore proveniente dal sottosuolo
per la produzione di energia elettrica. Molti edifici nel mondo, situati in aree
caratterizzate da un vulcanismo costante e non eruttivo, sono riscaldati grazie
alla geotermia. L’energia geotermica rappresenta l’1% mondiale di produzione di
energia, mentre in Italia vengono ottenuti ogni anno più di 4 milioni
di Kilowatt, in gran parte dai giacimenti di vapore toscani.
In Europa, l’Islanda deve la quasi totale indipendenza da
petrolio e carbone (l’85% delle abitazioni è riscaldato
geotermicamente) proprio alle grandi quantità di
acqua calda presenti nel sottosuolo dell’isola.
Varie sostanze di origine animale e vegetale (come
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Larderello, frazione del comune di Pomarance, in provincia di Pisa, è la prima
esperienza al mondo di sfruttamento dell’energia geotermica per la produzione
di energia elettrica. Nel 1905, grazie al principe Piero Ginori-Conti, si è iniziato
ad utilizzare l’energia dei soffioni per la generazione di energia elettrica. A
Larderello, a testimonianza di questa attività industriale legata al calore terrestre si
trova il Museo della geotermia oggetto di frequenti visite scolastiche.
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Esempio illustrato del ciclo dell’acqua.
ad esempio la segatura di legno) possono
no
essere usate come combustibili perr
produrre energia; in alcuni casi
è necessario un pretrattamento,
come nel caso dei rifiuti. Stiamo
parlando dell’energia da biomasse,
nell’ambito della quale è possibile
annoverare il biogas ottenuto dalle
sostanze che residuano dagli
allevamenti di bestiame. In Italia
sono in funzione 352 impianti per la
produzione di energia da biomasse
ed il nostro Paese si colloca al quinto
posto tra i Paesi dell’Unione Europea,
t
nella quale le biomasse rappresentano
circa il 18% della produzione energetica da fonti rinnovabili. In Italia c’è ancora
molto da fare in ambito di energie rinnovabili. Secondo il Rapporto Ambiente Italia
20105, commissionato da Legambiente, il nostro Paese è situato al terzo posto
nella classifica dell’Unione Europea per ciò che concerne le emissioni di CO2;
l’Europa infatti, dal 1990 ad oggi, ha ridotto le emissioni di anidride carbonica
del 4,3%, mentre in Italia, nello stesso periodo, sono aumentate di oltre il 7%
per trasporti, riscaldamento e produzione di energia elettrica. Attualmente la
produzione nazionale di “energia pulita” da fonti rinnovabili si attesta, secondo le
diverse statistiche, tra il 17% ed il 19%, contando però anche l’apporto integrale
delle biomasse, che secondo alcuni autori non sono totalmente rinnovabili ed
ecologiche. Non dimentichiamo comunque una basilare fonte energetica, di cui
forse non si parla mai abbastanza: il risparmio.
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ROSPETTI
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Abbiamo già visto come la tecnologia stia rendendo sempre più fruibili energie
rinnovabili ed a minor impatto ambientale. Ecco alcune brevi descrizioni di
quali sono le prospettive future in fatto di energie rinnovabili.
Energia dallo spazio. Compagnie giapponesi ed americane hanno dato
vita allo studio di una centrale solare orbitante dotata di pannelli fotovoltaici
capaci di captare i raggi del sole direttamente nello spazio;
l’energia così raccolta verrebbe inviata sulla terra
sottoforma di microonde. Il progetto presenta
molte difficoltà e si prospetta estremamente
costoso, ma se si riuscisse a realizzarlo
fornirebbe da solo l’energia equivalente
alla produzione annua di tutti
i giacimenti di petrolio esistenti.
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Ambiente Italia 2010 il rapporto annuale di Legambiente
che analizza lo stato di salute (non solo ambientale) del
nostro paese.
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Esempio di strumentazione atta
allo sfruttamento delle correnti marine.
ENERGIA DAL DESERTO
Visualizzazione dell’attuale sfruttamento di energie
pulite nella zona desertica del nord Africa.
www.genitronsviluppo.com
Centrali elettriche marine Esistono
già prototipi in funzione di stazioni
energetiche galleggianti, concepiti per
sfruttare contemporaneamente la forza delle
correnti marine ed il forte vento al largo delle
coste. Recentemente un’azienda danese 6 ha
presentato il progetto di una piattaforma marina in
grado di fornire 50 gigawatt di energia eolica e idroelettrica
in un anno, sfruttando vento e maree.
Energia pulita dal deserto. È ormai molto più di un
semplice progetto il sistema di impianti fotovoltaici che un gruppo di aziende
europee realizzerà nel deserto del Sahara. Si calcola che questa serie di
installazioni saranno operative dal 2015, per arrivare a coprire, nel 2050, il 15%
del fabbisogno energetico dell’Europa, oltre a servire le esigenze energetiche
delle popolazioni nordafricane che risiedono nell’area.
Energia... per osmosi. Un progetto norvegese punta a ricavare energia
dal processo che, per osmosi, fa migrare i sali minerali da una vasca piena
di acqua marina ad una riempita con acqua dolce. Un prototipo di “impianto
osmotico”, costituito da due vasche separate da una membrana polimerica,
ha già dimostrato di essere in grado di generare corrente elettrica.
Eolico d’alta quota. Un’idea tutta italiana è alla base di un promettente
sviluppo nello sfruttamento della forza del vento per produrre elettricità. I venti
di alta quota, regolari e potenti, metteranno in movimento una sorta di enorme
aquilone, a centinaia di metri di altezza. Gli ampi e costanti volteggiamenti a
forma di 8 disegnati dalla sua vela trasmetteranno energia meccanica all’impianto
a terra, che si occuperà di tradurla in corrente elettrica.
Un vulcano di energia! Siamo in Indonesia, nel cui sottosuolo risiede
una gigantesca riserva di energia geotermica. Il piano indonesiano prevede
di sfruttare l’energia emessa dai vulcani presenti nel territorio costruendo
particolari centrali capaci di trasformarla in corrente elettrica. I costi per la
costruzione delle centrali sono più alti rispetto a quelli tipici delle centrali a
carbone, ma le spese per il combustibile sono inesistenti: i vulcani non si fanno
pagare! Anche l’inquinamento ambientale risulterebbe sensibilmente ridotto
grazie a questa soluzione geotermica.
A scuola di risparmio energetico
Attualmente non è possibile parlare di energia ed in generale di risorse
energetiche senza affrontare la tematica del risparmio, o meglio del consumo
responsabile. Al termine del percorso, quando i ragazzi disporranno di maggiore
conoscenze e soprattutto avranno sviluppato una maggiore consapevolezza,
si può proporre alla classe di organizzare una vera e propria campagna di
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Società Hydro. Per approfondimenti: www.hydro.com/en
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sensibilizzazione sul tema dello sviluppo sostenibile. Quelle
che seguono sono solo alcune delle numerose attività
realizzabili.
• Proporre al Consiglio di Istituto l’acquisto di materiali
riciclati, e quindi ecocompatibili e l’utilizzo di lampadine
ad incandescenza. Sarà importante far notare come
i processi produttivi che portano alla realizzazione di
prodotti di questo tipo impiegano quantità inferiori di
energia, riducendo così sia il consumo di risorse
energetiche che il quantitativo di immissioni
nocive nell’ambiente.
Tecnologia. Naturalmente il lavoro può proseguire puntando l’attenzione della
classe su altre fonti energetiche, come il carbone o il gas. Spostando il focus
sulle energie rinnovabili, come il solare o l’eolico, la classe realizzerà una
cartina tematica dell’Europa per illustrare la produzione di energia da fonti
rinnovabili.
IL MONDO DELLE
ENERGIE RINNOVABILI
Visione della
distribuzione
mondiale relativa
all’utilizzo
di energie
alternative:
eolica e
biomassa.
• Preparare e disporre negli ambienti
della scuola semplici ma colorati
cartelli che ricordino i comportamenti
intelligenti.
Visione della
distribuzione
mondiale relativa
all’utilizzo
di energie
alternative:
idroelettrica
e solare.
• Informare i genitori circa i vantaggi
economici ed ambientali che si possono
ottenere acquistando elettrodomestici
appartenenti a classi energetiche come A+.
Informare i genitori circa le opportunità di risparmio energetico. Ai ragazzi più
grandi si può proporre anche di svolgere una breve ricerca su internet o di
consultare le riviste dedicate alle automobili, allo scopo di individuare i modelli
di vettura caratterizzati dai minori tassi di consumo di carburante, dai livelli
più bassi di emissioni o che semplicemente sono mossi da propulsori a gas o
ibridi (carburante tradizionale ed elettricità).
• In molti siti web viene offerta la possibilità di “calcolare la propria impronta
ecologica”: inserendo i dati relativi al proprio consumo di energia, alla
quantità ed al tipo di rifiuti prodotti e così via, il software si occupa di
tradurre i nostri consumi in campi da calcio, o meglio in ettari di Terra che
consumiamo annualmente con il nostro personale stile di vita.
La geografia delle risorse energetiche
Attualmente la maggiore fonte di energia resta il petrolio, i cui giacimenti non
sono distribuiti in modo omogeneo sul pianeta, ma che anzi tendono ad essere
concentrati in alcune aree ben precise. Una possibile pista di lavoro si pone a
cavallo tra il nostro tema e la geografia: affidiamo ai gruppi di alunni nei quali
abbiamo suddiviso la classe il compito di svolgere delle ricerche sui Paesi
maggiori esportatori di petrolio.
Le informazioni raccolte potranno essere sintetizzate in un cartellone
comparativo o illustrate per mezzo di un programma di presentazione,
stabilendo in tal modo un ulteriore collegamento interdisciplinare con
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Visione della
distribuzione
mondiale relativa
all’utilizzo
di energie
alternative:
da rifiuti
e da legnami.
fonte: www.cartografareilpresente.org
J ANCE= EJ M Q EJ = I AJ PK ? = I > E= I AJ PE
? HEI = PE? E4 Q J = LNK> HAI = PE? = I KJ @ E= HA
In correlazione con la proposta precedente, avviciniamo i ragazzi al livello
politico internazionale dei problemi energetici. L’obiettivo di apprendimento
consiste essenzialmente nella presa di coscienza che problematiche
energetiche, ambientali e climatiche sono strettamente connesse e
che i piani su cui si può e si deve agire per risolverle sono molteplici. Se
esiste quindi una serie di atteggiamenti individuali e “locali” utili a ridurre
i consumi, ci deve essere allo stesso tempo la volontà degli Stati di
assumere decisioni comuni nell’interesse della salute dell’intero Pianeta.
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Diamo di seguito alcuni riferimenti relativi ad accordi internazionali sui temi
di energia ed ambiente, ma non solo:
Summit della Terra Rio de Janeiro Giugno 1992 (approvazione Agenda 21)
Protocollo di Kyoto, 1997
Carta della Terra, Parigi 2000
Summit Mondiale sullo Sviluppo Sostenibile, Johannesburg 2002
Conferenza di Copenhagen, 2009
Energia: le pagine nere
Gli studenti della scuola secondaria dispongono delle competenze necessarie
a conoscere e a comprendere alcuni episodi che hanno segnato pesantemente
la storia recente dell’energia. In collegamento con il corso di studi di Storia,
possiamo quindi presentare loro i fatti riguardanti;
• il disastro di Cernobyl (Ucraina, 1986)
• incidente di Three Mile Island (USA, 1979)
• il disastro ambientale del fiume Lambro, (Italia, 2010)
• la “Marea nera” nel Golfo del Messico , 2010
Purtroppo questi non sono che alcuni esempi eclatanti e conosciuti, ma molti
altri sono gli “effetti collaterali” causati dall’uomo per soddisfare la crescente
“fame” di energia del mondo moderno. Da Internet, testi pubblicati su questi
avvenimenti, giornali ed altri periodici, gli alunni possono trarre un gran massa
di informazioni che in classe potrà essere organizzata e discussa. Si tratta
come si diceva, di episodi poco edificanti in sé stessi, ma utili a prendere
seriamente in considerazione le problematiche ed i rischi connessi all’energia
ed al suo utilizzo nel nostro mondo industrializzato. A bilanciare l’innegabile
cupezza del lavoro su questi ed altri disastri legati al petrolio e ad altre fonti
energetiche, dedichiamo uno spazio nell’aula alle “buone
notizie”; durante l’intero anno gli alunni avranno a
disposizione un cartellone per incollarvi ritagli
di giornale, articoli dal web, propri scritti:
l’unica regola è che dovrà trattarsi di articoli
riguardanti piccoli e grandi progressi
nel campo delle energie rinnovabili e
della salvaguardia ambientale, a livello
locale o di importanza globale, non
importa. Grandi scoperte, avanzamenti
tecnologici,
iniziative
ecologiche
nell’ambito del proprio Comune.
Immagine della centrale nucleare
di Cernobyl (Ucraina).
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