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Educazione ambientale Percorso di educazione allo sviluppo sostenibile

Liceo scientifico statale “B. Croce” Azione F – 2 – FSE – 2009 – 290 Obiettivo F2


http://educazioneambientale.ning.com è lo spazio web dove potrete trovare i contenuti multimediali (testo, foto, video, forum) e gli approfondimenti del corso. poncroce@gmail.com è, invece, l’indirizzo a cui potrete inviare email relative agli argomenti delle lezioni e avere “informazioni di servizio”. www.facebook.com Inoltre, digitando “Pon Croce” potrete collegarvi ed interagire con la pagina Facebook del corso e visionare alcuni link ambientali interessanti.


Argomenti del corso  Sviluppo sostenibile  Risorse energetiche  Ecosistemi ed aree protette  Protezione e conservazione della natura  Inquinamento ed impatto ambientale  Gestione dei rifiuti e importanza del riciclo  Mutamenti climatici e riscaldamento globale


SostenibilitĂ  ambientale Come realizzarla? Le energie rinnovabili Vediamo di che si tratta!


Le energie rinnovabili eolica

solare

elettrica idroelettrica ENERGIE RINNOVABILI

solare (termica) biomasse solare (fotovoltaica)

marina

‌e non finisce qui!


correnti

termovalorizzazione

geotermia onde ‌ ma anche teleriscaldamento energia dei rifiuti riciclo


Che cos’è l’energia? Proviamo a dare insieme una definizione di energia


Il concetto di energia Prima

Dopo

Energia deriva dalla parola greca ενεργέια (energheia) che significa

attività.

I Greci lo usavano per indicare l’attitudine degli schiavi a compiere un lavoro.

Nei tempi antichi il termine energia venne usato per indicare forza, vigore, potenza del corpo e della natura, e con questo significato è giunta fino a noi.

Questo significato venne recuperato dagli scienziati all’inizio della rivoluzione industriale, per descrivere le leggi che regolavano il funzionamento delle nuove macchine capaci di compiere lavoro.

Oggi

la capacità di un sistema di compiere lavoro


Ma l’energia è tutta uguale? La risposta è…Ni?!


L’energia è tutta uguale? Si, se consideriamo che viene misurata allo stesso modo, cioè esiste un’unica unità di misura, il joule (J). Oltretutto è possibile effettuare delle conversioni passando da una forma di No, se consideriamo che energia ad un’altra. esistono diverse forme di energia primaria/secondaria, rinnovabile/non rinnovabile). Esistono cioè delle forme di energia pregiate (più preziose perché nobili) rispetto ad altre. Non si può tornare indietro nel passaggio di energia!

No

Si


Energia primaria ed Energia secondaria Cosa sono? Vediamo le differenze


Energia primaria L’energia primaria è quella utilizzabile direttamente cosÏ come si trova in natura


‌meglio non parcheggiare qui!


Energia primaria Sono fonti primarie il carbone, il petrolio, il gas naturale, la legna, i combustibili nucleari (uranio), il sole, il vento, le maree, i laghi montani e i fiumi (da cui è possibile ottenere energia idroelettrica) e il calore della Terra che fornisce energia geotermica.


Energia secondaria L’energia secondaria è quella che deriva dalla trasformazione di fonti d'energia primaria


Energia secondaria Ad esempio, la benzina, che deriva dal trattamento del petrolio grezzo e l'energia elettrica ottenuta dalla conversione di energia meccanica (centrali idroelettriche, eoliche) o chimica (centrali termoelettriche) o nucleare (centrali nucleari). L’energia elettrica viene prodotta attraverso le centrali elettriche, appositi impianti in grado di convertire energia primaria (cioè non trasformata) in energia elettrica.


Fonti rinnovabili e Fonti non rinnovabili Cosa sono? Vediamo le differenze


Fonti rinnovabili Forniscono energia che si rigenera in continuazione mediante trasformazioni chimiche (come le biomasse) o fisiche (come l'energia idrica, solare, eolica, ecc). In particolare il sole, il vento, il ciclo dell’acqua, le maree, il calore della Terra sono fonti inesauribili, sempre disponibili e che non finiranno mai. Le biomasse, invece, sono in grado di rigenerarsi in tempi confrontabili con quelli della vita dell’uomo. Nel caso della legna, per esempio, è possibile avere sempre a disposizione del combustibile, pur di consumarne solo una quantità limitata e di preoccuparsi di riforestare laddove sono stati abbattuti gli alberi.


Fonti non rinnovabili Hanno tempi di rigenerazione lunghi, talmente lunghi (milioni di anni) che una volta sfruttate si considerano esaurite. 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 disponibilità di queste fonti, per quanto grande, è limitata ed esse costituiscono una sorta di magazzino energetico della Terra.


Un dato importante Attualmente, solo il 14% dell'energia consumata nel mondo è prodotta da fonti rinnovabili. Tutto il resto deriva da fonti non rinnovabili, perlopiÚ da combustibili fossili (78%).


Forme e trasformazioni dell’energia L’energia si presenta in forme diverse: l’energia-lavoro e l’energia-calore


L’energia - lavoro L’energia – lavoro può trasformarsi completamente in energia - calore, ma non viceversa a causa della tendenza del calore alla dispersione. L'energia che produce lavoro si distingue a sua volta in energia potenziale ed energia cinetica. L'energia potenziale è legata alla posizione reciproca di due corpi, come nel caso della forza di gravità che diminuisce con l'aumentare della distanza tra un corpo e il centro della Terra. L'energia cinetica, invece, è l'energia del moto disordinato delle molecole.


Facciamo un esempio‌ Lanciando un pallone in aria lo si carica di energia cinetica. Salendo il pallone perde energia cinetica e acquista energia potenziale. Arrivato al punto di maggior altezza, quando l'energia potenziale è massima e quella cinetica nulla, il pallone comincia a scendere. Durante la caduta, il pallone aumenta la propria energia cinetica a svantaggio di quella potenziale.

Nell'impatto con il terreno il pallone trasferisce alla Terra parte della sua energia cinetica sotto forma di calore.


Energia ieri e oggi Un po’ di storia


Energia ieri e oggi Primi tentativi La storia dell'uomo è stata sempre caratterizzata dalla ricerca di nuove fonti d'energia: inizialmente per garantirsi la sopravvivenza, poi per migliorare il proprio tenore di vita. In origine l'energia era costituita dal lavoro muscolare, spesso fornito dagli schiavi e dagli animali da soma; successivamente venne sfruttata l'energia eolica (mulini a vento) e idraulica (ruote ad acqua e macchinari vari molto simili a questi).


Energia ieri e oggi Rivoluzione industriale Verso la fine dell'Ottocento, con lo sviluppo della civiltà industriale, il fabbisogno energetico fu soddisfatto grazie all'utilizzo intensivo del carbone. Sotto il profilo tecnologico costituì un notevole passo avanti l'aver capito che il calore, attraverso la produzione di vapore, poteva essere trasformato in energia meccanica. La prima applicazione di questa nuova fonte di energia fu la macchina a vapore inventata da Watt, che sostituì i tradizionali cavalli con dei più moderni "cavalli-vapore".


Energia ieri e oggi Novecento: avvento del petrolio Nei primi decenni del Novecento, dopo un avvio promettente dell'energia idroelettrica, grandi giacimenti di petrolio vennero scoperti in Medio Oriente: la corsa all' "oro nero" era cominciata. Negli anni '60, dopo mezzo secolo di dominio incontrastato del petrolio, il gas naturale si è dimostrato una valida alternativa, soprattutto per quanto riguarda gli impieghi domestici (cottura e riscaldamento), grazie al suo minore impatto ambientale.. .


Energia ieri e oggi Crisi del petrolio All'inizio degli anni '70 in alcuni Paesi ha cominciato a farsi avanti l'energia nucleare, principalmente nell'ambito della produzione di elettricità. Lo sviluppo dell'energia nucleare, cosÏ come quello di altre fonti energetiche alternative, si spiega con i forti incrementi del prezzo del greggio provocati dalle "crisi petrolifere" verificatesi del '74 e del '79, e da quella del 1990, durante la Guerra del Golfo. ll serbatoio delle fonti di energia attualmente disponibili, è costituito da petrolio, gas naturale, carbone, energia idroelettrica ed energia nucleare in percentuali variabili da nazione a nazione.


Energia ieri e oggi La situazione attuale A queste fonti principali se ne aggiungono altre, anche se in quantitĂ  ancora poco significative, ma dotate della caratteristica di essere rinnovabili: l'energia geotermica, l'energia solare, l'energia eolica, l'energia da rifiuti, l'energia da biomasse.


Energia ieri e oggi Previsioni L'Agenzia Internazionale dell'Energia (uno dei più importanti istituti di ricerca che si occupa di studi sull'energia) prevede che da qui al 2020 il consumo mondiale di energia del mondo aumenterà di circa il 65% rispetto ai livelli attuali. Quali fonti forniranno tutta questa energia all'uomo? La disponibilità di combustibili fossili sarà sempre più ridotta con il passare del tempo (a causa dell'esaurimento dei giacimenti) e per poter soddisfare la crescente domanda di energia, sarà necessario avvalersi di nuove fonti, in particolare di quelle rinnovabili e a minore impatto ambientale. Una delle possibili alternative al petrolio è rappresentata dall'idrogeno.


Energia ieri e oggi Il futuro L'idrogeno è un elemento contenuto in molte sostanze (dall'acqua al metano) ed è disponibile sulla Terra in enormi quantità. Esso si può utilizzare, per esempio, nella cella a combustibile: un apparecchio in grado di attivare un processo elettrochimico che trasforma l'energia contenuta nell'idrogeno in elettricità e calore evitando la combustione, causa di numerose emissioni di inquinanti dell'aria. Le celle a combustibile possono essere impiegate in diversi settori: dai trasporti (autobus e automobili), all'edilizia (produzione d'acqua calda riscaldamento e condizionamento) e all'elettronica (cellulari e computer). Attualmente però le tecnologie a disposizione per la produzione, la conservazione, il trasporto e l’utilizzo dell’idrogeno devono essere ulteriormente testate e migliorate prima che tale risorsa possa essere usata su vasta scala.


Prima di continuare … … vediamo cosa abbiamo imparato …


Riepilogo        

Test d’ingresso: l’ABC dell’energia

Concetto, definizione, esempi di sviluppo (sostenibile) Concetto, definizione, esempi di energia (rinnovabile) Energia primaria e secondaria Energia rinnovabile e non rinnovabile Forme e trasformazioni dell’energia Energia-lavoro ed energia-calore Energia ieri e oggi: storia, attualità, previsioni


Lezione 1B