DIREZIONE DIDATTICA STATALE

IV CIRCOLO - LECCE

PROGETTO DI EDUCAZIONE AMBIENTALE

ENERGIE RINNOVABILI: futuro sostenibile

Sviluppato e coordinato da

Docente Antonia MARTINA

ENERGIE RINNOVABILI : futuro sostenibile.

Gran parte dell’energia utilizzata attualmente a livello mondiale trae origine da giacimenti di combustibili fossili (carbone, petrolio, gas naturale) o da giacimenti di uranio (per l’energia nucleare). Questi giacimenti che si sono formati nel corso delle evoluzioni geologiche sono, per loro stessa natura, in quantità limitate e quindi esauribili.

Al contrario, l’energia fornita dal Sole o dal vento, quella che si può trarre dai salti dell’acqua o dall’utilizzo della biomassa, l’energia delle maree e il calore della Terra è rinnovabile.

Le preoccupazioni di carattere ambientale costituiscono la spinta determinante per una domanda crescente di energia proveniente da fonti rinnovabili.

FINALITA’

Offrire alle nuove generazioni gli strumenti per poter comprendere le dinamiche del nuovo sistema energetico per contribuire all’educazione di consumatori responsabili e consapevoli.

OBIETTIVI

•Riconoscere, descrivere e classificare i vari elementi del paesaggio, naturali e antropici.

•Ricercare e utilizzare fonti documentarie di vario tipo.

•Leggere nel paesaggio le trasformazioni avvenute nel tempo.

•Creare nuovi approcci conoscitivi.

•Riconoscere l’esistenza di problemi e della possibilità di affrontarli.

Focalizzare l’attenzione :

•Sul concetto di energie rinnovabili (come quella del sole e del vento);

• Sull’uso delle fonti rinnovabili (energia solare, eolica, idroelettrica termoelettrica,, geotermica, biomasse);

•Sull’impatto ambientale delle centrali.

•Diffondere un’educazione allo sviluppo sostenibile.

CAMPAGNA DI COMUNICAZIONE

LE NOSTRE LEZIONI CON L’ESPERTO

L’ENERGIA E’ UNA GRANDEZZA FISICA CHE GLI STRUMENTI RILEVANO E MISURANO, MA SPESSO SI

PRESENTA TRAVESTITA IN MOLTI MODI

L’UOMO HA COMINCIATO A SFRUTTARE LE FONTI DI ENERGIA FIN DALLA PREISTORIA

• PER SCALDARSI• PER COLTIVARE LA TERRA• NELL’INDUSTRIA• PER VIAGGIARE• ED OGGI ANCHE PER GIOCARE

ENERGIA MUSCOLARE

• La prima risorsa energetica dell'uomo sono stati i suoi muscoli che gli hanno permesso di svolgere i lavori più pesanti. Così l'uomo ha iniziato a sfruttare animali e altri uomini come fonti di energia pulita e sempre rinnovabile.

FONTI PRIMARIE • DI SOLITO NOI

PRENDIAMO L’ENERGIA DALL’ELETTRICITA’ O DALLA BENZINA. MA QUESTE NON SI TROVANO IN NATURA: DERIVANO DA QUELLE CHE CHIAMIAMO FONTI PRIMARIE, COME IL VENTO, IL SOLE, LA LEGNA, IL PETROLIO.

FONTI INESAURIBILI, RINNOVABILI E NON RINNOVABILI

• SOLE, VENTO, CALORE DELLA TERRA SONO FONTI INESAURIBILI, SEMPRE DISPONIBILI E NON FINIRANNO MAI FINO A CHE SULLA TERRA ESISTERANNO GLI UOMINI.

• LA LEGNA E’ UNA FONTE DI ENERGIA RINNOVABILE, A PATTO DI STARE ATTENTI E PER OGNI ALBERO TAGLIATO PIANTARNE UN ALTRO.

• LE FONTI NON RINNOVABILI SONO QUELLE CHE SI SONO FORMATE NEL CORSO DI MILIONI DI ANNI, COME I COMBUSTIBILI FOSSILI (PETROLIO, CARBONE, GAS NATURALE), O ADDIRITTURA AL MOMENTO DELLA FORMAZIONE DEL NOSTRO PIANETA, COME L’URANIO.

• LA DISPONIBILITA’ DI QUESTE FONTI E’ LIMITATA, PRIMA O POI FINIRANNO

IL SOLE

• IL DISEGNO ILLUSTRA LE PARTI DA CUI E’ COSTITUITO IL SOLE.

• IL SOLE E’ FONTE PRIMARIA DI ENERGIA CHE, ATTRAVERSO IL CICLO DELL’ACQUA, LA FORMAZIONE DEI VENTI, LA CATENA ALIMENTARE ED IL PROCESSO DI FOSSILIZZAZIONE GENERA ENERGIA

IL CICLO DELL’ACQUA - ENERGIA IDRICA• IL CICLO DELL’ACQUA SI COMPONE DI

DIVERSE FASI:• LE MOLECOLE DELL’ACQUA, ALLO

STATO LIQUIDO, SONO SISTEMATE UNA VICINO ALL’ALTRA E SI POSSONO MUOVERE. SI INDICANO H2O.

• CON IL CALORE DEL SOLE L’ACQUA PASSA ALLO STATO GASSOSO, LE MOLECOLE SONO MOLTO DISTANZIATE TRA LORO E SI MUOVONO RAPIDAMENTE.

• CON L’ABBASSAMENTO DELLA TEMPERATURA LE MOLECOLE ARRIVANO ALLO STATO SOLIDO, NON SI POSSONO MUOVERE E SONO VICINISSIME TRA LORO.

• IN QUESTO MODO LE MOLECOLE SI AVVICINANO E DIVENTANO UNA NUVOLA. QUANDO LE NUVOLE SI SCONTRANO SI SCATENA LA PIOGGIA. SE NELLE NUVOLE CI SONO CRISTALLI DI GHIACCIO SI FORMA LA NEVE.

• IL SOLE SCIOGLIE LA NEVE CHE FORMA UN PICCOLO RUSCELLO; TANTI RUSCELLI FORMANO UN FIUME CHE ARRIVA AL MARE ED IL SOLE INIZIA DI NUOVO IL CICLO.

L’ACQUA, SCORRENDO NEL LETTO DEI TORRENTI E DEI FIUMI, HA UNA CERTA ENERGIA (IDRICA) CHE PUO’ ESSERE UTILIZZATA PER FAR GIRARE LA RUOTA DI UN MULINO AD ACQUA, CHE A SUA VOLTA POTREBBE FAR GIRARE UNA RUOTA DI PIETRA PER MACINARE GRANO ED OLIVE .

LA FORMAZIONE DEL VENTO ENERGIA EOLICA

• IL SOLE CON IL SUO CALORE FA EVAPORARE L’ACQUA. QUESTA EVAPORAZIONE, NELL’ATMOSFERA, DA’ LUOGO AD UNA MASSA DI ARIA CALDA. QUANDO QUESTA INCONTRA UNA MASSA DI ARIA FREDDA, LA SPINGE CREANDO UNA CORRENTE CHE E’ IL VENTO.

LA CATENA ALIMENTARE-ENERGIA CHIMICA

I VEGETALI UTILIZZANO LA LUCE DEL SOLE PER TRASFORMARLA IN NUTRIMENTO PER LA CRESCITA,

ATTRAVERSO IL FENOMENO DELLA FOTOSINTESI CLOROFILLIANA.

LA CATENA ALIMENTARE – ENERGIA MUSCOLARE

• L’UOMO E TUTTI GLI ANIMALI, ATTRAVERSO LA CATENA ALIMENTARE, UTILIZZANO I VEGETALI COME NUTRIMENTO PER LA LORO CRESCITA.

LA FOSSILIZZAZIONE

• LA FOSSILIZZAZIONE E’ UN PROCESSO DI TRASFORMAZIONE DI SOSTANZE ANIMALI E VEGETALI CHE SI REALIZZA IN TEMPI LUNGHISSIMI E PRODUCE FONTI QUALI IL PETROLIO, IL METANO ED IL CARBONE, CHE A LORO VOLTA VENGONO UTILIZZATE PER PRODURRE ENERGIA ELETTRICA, MECCANICA, TERMICA.

MATERIA ED ENERGIA NUCLEARE

• Tutto ciò che esiste in natura è costituito dalla materia.

• La parte più piccola della materia è l’atomo che conserva tutte le caratteristiche chimiche della materia stessa.

• L’atomo è formato da un nucleo, costituito da Protoni e neutroni, e da elettroni.

• L’atomo attraverso la fissione e la fusione determina un tipo di energia definita ENERGIA NUCLEARE

FUSIONE E FISSIONE

• LA FUSIONE E’ QUEL PROCESSO CON IL QUALE GLI ATOMI FONDENDOSI SPRIGIONANO ENERGIA PULITA

• LA FISSIONE E’ QUEL PROCESSO CON IL QUALE GLI ATOMI ROMPENDOSI SPRIGIONANO ENERGIA E PRODUCONO SCORIE RADIOATTIVE

L’ENERGIA PRODOTTA DAL SOLE, MEDIANTE LA FOTOSINTESI CLOROFILLIANA, SI TRASFORMA IN ENERGIA CHIMICA. QUESTA ENERGIA, QUANDO MANGIAMO, SI TRASFORMA IN ENERGIA MUSCOLARE. QUANDO IL BAMBINO VA IN BICICLETTA FA RUOTARE LA RUOTA E L’ENERGIA MUSCOLARE DIVENTA ENERGIA MECCANICA. LA RUOTA FA GIRARE LA DINAMO CHE TRASFORMA L’ENERGIA MECCANICA IN ENERGIA ELETTRICA. QUASTA A SUA VOLTA FA ACCENDERE LA LAMPADINA TRASFORMANDOSI IN ENERGIA LUMINOSA.

L’ENERGIA SI TRASFORMA

ENERGIA ELETTRICA

• L’ENERGIA ELETTRICA E’ IL PRODOTTO DELLA TRASFORMAZIONE DI VARI TIPI DI ENERGIA CHE POSSONO ESSERE RINNOVABILI E NON RINNOVABILI

NOI OGGI UTILIZZIAMO L’ENERGIA ELETTRICA COSI’

Ti sarà capitato sicuramente di vedere i fulmini durante un temporale oppure di prendere la scossa scendendo da un’automobile o toccando qualche altra persona. Questi sono esempi di fenomeni procurati dal passaggio di corrente elettrica. L’uomo ha iniziato a studiare questi fenomeni fin dall’antichità, ma è solo a partire dal 1800 che ha inventato macchine che funzionano grazie alla corrente elettrica, come il telefono, la lampadina, la stufa, la radio, la tv ed altre ancora.

ESPERIMENTO

MA COME AVVIENE LA TRASFORMAZIONE DA ALTRE FORME DI ENERGIA AD ENERGIA ELETTRICA ?

LE RESPONSABILI DI QUESTO PROCESSO SONO LE CENTRALI ELETTRICHE E LA PRIMA CENTRALE EUROPEA E’ ENTRATA IN FUNZIONE L’8 MARZO DEL 1883 PROPRIO IN ITALIA, A MILANO.

COME FUNZIONA LA CENTRALE ELETTRICA ?

ALL’INTERNO DELLE CENTRALI ELETTRCHE CI SONO GRANDI TURBINE CHE, GIRANDO, METTONO IN FUNZIONE SPECIALI MACCHINE CHE PRODUCONO L’ENERGIA ELETTRICA; QUESTE MACCHINE SI CHIAMANO ALTERNATORI

VEDIAMO LE FOTO DI ALCUNE TURBINE

L’ENERGIA NECESSARIA PER FAR RUOTARE LE TURBINE PUO‘ ESSERE DI DIVERDO TIPO, COME MOSTRA IL DISEGNO.

PUO’ PROVENIRE DALL’ACQUA CHE SCENDE DALA MONTAGNA

PUO’ PROVENIRE DAL VAPORE ACQUEO, CHE ESPANDENDOSI PROVOCA IL MOVIMENTO

PUO’ PROVENIRE DAL VENTO, CHE SOFFIANDO FORTE FA GIRARE LE PALE

OGNI FONTE HA IL SUO TIPO DI CENTRALE – VEDIAMOLE BREVEMENTE

Con SI sono indicate le tipologie attive in Italia

CENTRALE GEOTERMICA

QUESTE CENTRALI VENGONO COSTRUITE SOPRA AREE GEOTERMICHE, NELL’ANTICHITA’ USATE COME STABILIMENTI TERMALI. OGGI IL VAPORE VIENE PESCATO E TRASPORTATO IN SUPERFICIE IN MODO DA ESSERE USATO PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA TERMICA ED ENERGIA ELETTRICA.

I POZZI POSSONO RAGGIUNGERE LA PROFONDITA’ DI METRI 3000.

I NOSTRI AMICI IMMAGINANO LA CENTRALE GEOTERMICA COSI’:

PRO CONTRO

CENTRALE TERMOELETTRICA

UNA CENTRALE TERMOELETTRICA FUNZIONA PER LO STESSO PRINCIPIO CHE FA FISCHIARE LA PENTOLA A PRESSIONE: L’ENERGIA DEL VAPOR ACQUEO. NELLE CENTRALI TERMOELETTRICHE L’ACQUA VIENE RISCALDATA DALLA COMBUSTIONE DELLE FONTI FOSSILI. IL GETTO DI VAPORE AD ALTA PRESSIONE VIENE POI DIRETTO SU UNA TURBINA CHE SI METTE IN MOTO, TRASFERENDO ENERGIA MECCANICA ALL’ALTERNATORE CHE PRODUCE ELETTRICITA’.

CALDAIA : E’ UN FORNO IN CUI VENGONO INTRODOTTI ARIA E COMBUSTIBILE. I BRUCIATORI PRODUCONO DELLE FIAMME CHE SCALDANO DEI TUBI A SERPENTINA IN CUI CIRCOLA ACQUA CHE SI TRASFORMA IN VAPORE (TEMPERATURA 540 °C)

CIMINIERA: E’ UNA TORRE IN CEMENTO, ALTA 200 METRI, DA CUI FUORIESCONO, DOPO ESSERE STATI RIPULITI, I FUMI PRODOTTI DALLA COMBUSTIONE IN CALDAIA.

TURBINA: IL VAPORE AD ALTA PRESSIONE FUORIESCE DALLA CALDAIA ED ENTRA NELLA TURBINA, DOVE METTE IN MOTO LE PALETTE DEL ROTORE CHE A SUA VOLTA TRASCINA L’ALBERO DELL’ALTERNATORE

CONDENSATORE: IL VAPORE PRODOTTO DALLE TURBINE SI RAFFREDDA E CONDENSA IN ACQUA, CHE VIENE POI REINTRODOTTA NELLA CALDAIA. IL VAPORE E’ RAFFREDDATO DA ALTRA ACQUA. ANCHE PER QUESTO MOTIVE LE CENTRALI SONO UBICATE VICINO AI FIUMI O AL MARE

I COMBUSTIBILI FOSSILI SONO LE FONTI PIU’ DIFFUSE IN QUANTO SONO FACILMENTE UTILIZZABILI, AD ALTO RENDIMENTO E PERMETTONO LA TRASFORMAZIONE IN FONTI SECONDARIE ANCHE MOLTO LONTANO DAL LUOGO DI ESTRAZIONE E IN TEMPI SUCCESSIVI

SONO FONTI NON RINNOVABILI E FINIRANNO. LA LORO COMBUSTIONE GENERA ANIDRIDE SOLFOROSA E CARBONICA, POLVERI, OSSIDI DI AZOTO: DEVONO ESSERE UTILIZZATI QUINDI CON IMPIANTI COMPLESSI PER EVITARE CHE DIVENTINO FONTI DI INQUINAMENTO PER L’ATMOSFERA

CENTRALE IDROELETTRICA

IN QUESTE CENTRALI L’ACQUA, CADENDO DA UN LIVELO SUPERIORE, AGISCE SULLE PALE DI UNA TURBINA CHE METTE IN MOTO L’ALTERNATORE, PRODUCENDO COSI’ ELETTRICITA’.

VI SONO QUELLE A SERBATOIO E A BACINO, SITUATE IN MONTAGNA, E QUELLE AD ACQUA FLUENTE, SITUATE LUNGO UN GRANDE FIUME

L’ENERGIA DELL’ACQUA E’ ABBONDANTE E PULITA. LA NOTTE L’ACQUA PUO’ ESSERE POMPATA VERSO L’ALTO PER ESSERE POI RIUTILIZZATA DURANTE I PICCHI DI DOMANDA. IN ITALIA IL POMPAGGIO VIENE FATTO CON L’ENERGIA ACQUISTATA DALLA FRANCIA A BASSO COSTO

E’ DISPONIBILE SOLO DOVE ESISTONO FIUMI E BACINI IDRICI NATURALI O ARTIFICIALI. QUELLI ARTIFICIALI POSSONO AVERE UN SIGNIFICATIVO IMPATTO AMBIENTALE, MODIFICANDO L’EQUILIBRIO GEOLOGICO E GLI ECOSISTEMI

CENTRALE EOLICA

IN QUESTE CENTRALI L’ENERGIA DEL VENTO E’ TRASFORMATA IN ELETTRICITA’ GRAZIE AGLI AEROGENERATORI, MULINI A VENTO MODERNI. I LUOGHI DOVE VENGONO SISTEMATI GLI AEROGENERATORI SONO CHIAMATI PARCHI EOLICI E VENGONO COSTRUITI SUI CRINALI DELLE COLLINE ( TRA I 600 E 1500 METRI ), IN VALLI VENTOSE, OPPURE IN MEZZO AL MARE, DOVE IL VENTO E’ PIU’ FORTE E REGOLARE

IL VENTO E’ INESAURIBILE, NON PRODUCE RESIDUI E NON INQUINA.

SOLO ALCUNE LOCALITA’ SONO IDONEE ALLO SFRUTTAMENTO DELL’ENERGIA EOLICA, CHE NECESSITA DI AMPIE SUPERFICI, SPESSO SUI CRINALI DEI MONTI.

I COSTI INIZIALI DI REALIZZAZIONE DEGLI IMPIANTI SONO ANCORA ELEVATI

CENTRALE SOLARE

IN QUESTE CENTRALI SI USA L’ENERGIA DELLA NOSTRA STELLA PER PRODURRE ELETTRICITA’ GRAZIE AI MATERIALI SEMICONDUTTORI, COME IL SILICIO E GERMANIO CHE, NEI PANNELLI FOTOVOLTAICI, TRASFORMANO DIRETTAMENTE L’ENERGIA DEL SOLE IN ENERGIA ELETTRICA; OPPURE CONCENTRANDO I RAGGI CON DEGLI SPECCHI PER PRODURRE VAPORE: IL COSIDETTO SOLARE TERMICO.

L’ENERGIA SOLARE E’ GRATUITA, E’ INESAURIBILE, E’ DIFFUSA IN TUTTO IL MONDO, NON INQUINA, NON PRODUCE RESIDUI. I PANNELLI SOLARI PER PRODURRE ENERGIA TERMICA O I PICCOLI IMPIANTI PER PRODURRE ELETTRICITA’ POSSONO ESSERE INSTALLATI SUI TETTI DELLE CASE

IL SOLE E’ UNA FONTE NON CONTINUA, SPARISCE DI NOTTE E QUANDO E’ NUVOLOSO; GLI IMPIANTI COSTANO MOLTO; PER PRODURRE TANTA ELETTRICITA’ BISOGNEREBBE MODIFICARE L’ASPETTO DEL TERRITORIO, RICOPRENDO GRANDI SUPERFICI DI PANNELLI SOLARI.

CENTRALE NUCLEARE

UNA CENTRALE TERMONUCLEARE FUNZIONA COME UNA TERMOELETTRICA, CON LA DIFFERENZA CHE IL CALORE VIENE PRODOTTO NON DALLA COMBUSTIONE DELLE FONTI FOSSILI, MA DALLA ROTTURA DEI NUCLEI DI URANIO CHE AVVIENE IN UN EDIFICIO DI CEMENTO ARMATO, DETTO REATTORE. IN EUROPA IL 34% DELL’ELETTRICITA’ VIENE PRODOTTA DA CENTRALI NUCLEARI

PRODUCE UN’ENERGIA PULITA DAL PUNTO DI VISTA DELLE EMISSIONI DI GAS SERRA. LA DISPONIBILITA’ DI URANIO, PER QUANTO NON ILLIMITATA, E’ MOLTO GRANDE, PERMETTE LO SVILUPPO DI CENTRALI DI GRANDE POTENZA CHE PRODUCONO TANTA ENERGIA A COSTO INFERIORE.

PRODUCE SCORIE RADIOATTIVE CHE E’ NECESSARIO DEPOSITARE IN LUOGHI SICURI PER CENTINAIA DI ANNI; LO SMALTIMENTO DELLE SCORIE O LA BONIFICA IN CASO DI DISMISSIONE DELLE CENTRALI HANNO COSTI MOLTO ALTI E SONO DIFFICILI DA EFFETTUARE.

DOPO CHE NASCE L’ENERGIA ELETTRICA VIAGGIA TANTO PER ARRIVARE NELLE NOSTRE CASE

SPESSO VIENE A TROVARCI DA ALTRE NAZIONI

MA QUANDO ARRIVA VUOLE GIOCARE CON NOI E CI FA VIVERE MEGLIO