Ente per le Nuove Tecnologie, l’ Energia e l’ ambiente
Educarsi al futuro
Nuovi saperi ed iniziative scolastiche per lo sviluppo sostenibile del pianeta
e la promozione delle energie rinnovabili nel Nord e nel Sud del mondo.
un progetto di collaborazione scientifica
dell’ENEA con le scuole
ing.
Giovanni De Paoli
progetto ENEA - Educarsi al futuro
1
[email protected]
Il Progetto “Educarsi al futuro”
tramite accordi con Assessorati e Uffici Scolastici Regionali
è attivo
- nella Regione Umbria, presso la Rete delle scuole di Spoleto
- nelle nove province della Sicilia (progetto SICENEA a.s. 2006/07)
- si avvia da quest’anno nelle provincie di Viterbo, Brindisi e Roma
(su iniziativa della Consulta degli studenti di Roma)
- nell’ambito del programma PON ATAS SCUOLA
è in fase di avvio nelle Regioni
Basilicata, Calabria, Campania, Molise, Puglia e Sardegna.
progetto ENEA - Educarsi al futuro
2
EDUCARSI AL FUTURO
un progetto ENEA in collaborazione con Scuole,
Regioni, Enti Locali ed Uffici Scolastici Regionali
per realizzare :
1.
nuovi materiali e percorsi didattici sullo sviluppo sostenibile
da diffondere in rete sul sito www.educarsialfuturo.it
2. iniziative locali di promozione delle fonti rinnovabili e del
risparmio di energia
3. progetti di cooperazione internazionali per fornire
elettricità solare a scuole e villaggi rurali del sud del mondo
progetto ENEA - Educarsi al futuro
3
Perché occuparsi di
SVILUPPO SOSTENIBILE ?
Nel 2050 la terra ospiterà 9 miliardi di persone,
la maggioranza povere, con enorme bisogno di sviluppo ed energia
Tutti i popoli hanno diritto di accedere alle risorse necessarie
al loro sviluppo
La terra è un ecosistema chiuso; le sue risorse sono perciò limitate.
Occorre perciò attuare una ”strategia globale e sostenibile”
in grado di assicurare risorse ed energia a tutti i popoli e,
contemporaneamente, rispettare i limiti del nostro ecosistema
progetto ENEA - Educarsi al futuro
4
Questa nuova strategia ci coinvolge tutti:
I paesi poveri chiederanno quantità sempre
maggiore di risorse naturali ed energia per
raggiungere livelli di vita dignitosi;
i paesi sviluppati dovranno modificare
stili di vita, sviluppare nuove tecnologie
e promuovere nuove fonti di energia
perché i consumi globali del pianeta
possano rispettare i limiti della
biosfera.
L’umanità, nel suo complesso, deve
imparare a vivere in modo sostenibile.
progetto ENEA - Educarsi al futuro
5
Per progettare un futuro sostenibile
per il nostro pianeta
occorre…..
 conoscere i dati scientifici sullo stato del pianeta
 ragionare sui possibili scenari di sviluppo
 far emergere interessi generali, orientati al futuro
 promuovere stili di vita e tecnologie sostenibili
progetto ENEA - Educarsi al futuro
6
“ Ciò che manca al nostro sistema educativo è
un insegnamento dedicato all’epoca planetaria
che noi viviamo...
....nulla ci insegna
lo stato del mondo
in cui siamo ”
Edgar Morin
progetto ENEA - Educarsi al futuro
7
La scuola, come luogo di formazione dei giovani,
deve poter esprimere i loro interessi verso il futuro.
….e deve promuovere nuove relazioni
fra studenti del Nord e Sud del mondo
La scuola è il luogo privilegiato per progettare
un futuro comune e sostenibile
progetto ENEA - Educarsi al futuro
8
per capire il mondo in cui viviamo
e contribuire ad un progetto di futuro sostenibile
dobbiamo esaminare i diversi contesti coinvolti
e comprendere le relazioni e le interdipendenze esistenti
demografia
energia
ecosistema
innovazione tecnologica
economia internazionale
cambiamenti climatici
lotta alla povertà
diritto internazionale
progetto ENEA - Educarsi al futuro
9
Il pianeta, in questi ultimi anni, è soggetto a rapidi cambiamenti.
15
Negli ultimi 30 anni il consumo mondiale di energia
è raddoppiato
10
oggi ha raggiunto 10 miliardi di tep
(tonnellate equivalenti di petrolio)
nei prossimi 30 anni è previsto un ulteriore
aumento del 50%
5
1
1000
1200
1400
1600
1800
1920
progetto ENEA - Educarsi al futuro
1970
2000
2030
10
Se tutti gli abitanti del pianeta consumassero energia come gli abitanti dell’America del Nord,
il pianeta dovrebbe sopportare consumi di energia 14 volte quelli attuali con conseguenze
economiche, sociali ed ambientali nemmeno immaginabili. Una prospettiva non sostenibile.
2600
Abitanti (milioni)
Consumi di energia (milioni di tep)
1780
1600
1300
1100
920
730
550
650
580
570
330
America del
Nord
Europa
America
Latina
Africa
progetto ENEA - Educarsi al futuro
India
Cina
11
Un americano consuma 26 barili di petrolio all’anno
Un italiano consuma 12 barili di petrolio all’anno
Un cinese consuma 2 barili di petrolio all’anno
progetto ENEA - Educarsi al futuro
12
distribuzione dei
giacimenti di petrolio e gas
65,1
37,8
6,0
35,0
9,6
4,9
nord
america
4,6
centro sud
america
1,8 3,5
europa
7,0
6,3
ex unione
sovietica
7,4
6,9
4,2
medio
oriente
progetto ENEA - Educarsi al futuro
africa
estremo
oriente
13
Scenario 2004
– andamento estrazione in miliardi di barili / anno
Secondo queste previsioni abbiamo raggiunto il picco di produzione del petrolio
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14
Quale tipo di energia consumiamo sul pianeta ?
35%
21%
23%
11%
6,7%
2,4%
petrolio
gas
carbone nucleare
idro
biomassa
L’ 80 % di tutta l’energia mondiale proviene
da fonti fossili ( petrolio + gas + carbone )
progetto ENEA - Educarsi al futuro
15
Quante emissioni di carbonio produciamo oggi bruciando fossili?
Oceani e foreste assorbono CO2 e la convertono in ossigeno,
ma quante emissioni possono essere “riciclate” dal pianeta ?
Capacità naturali di assorbimento di carbonio
(Megatonnellate/anno)
oceani
terre emerse
2400
900
capacità totale del pianeta
3300
Emissioni di carbonio per attività umane
7500
Le attuali emissioni di carbonio sono oltre due volte
la capacità naturale del nostro pianeta di assorbirle
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16
per quanto tempo rimane in vita nell’ atmosfera
la CO2 emessa e non “riciclata” dal pianeta?
CO2
CH4
NO2
CFC-11
HFC-23
CF4 (PFC)
Pre rivoluzione
industriale
~280 ppmv
~700 ppbv
~280 ppbv
-
-
40 pptv
1998
365 ppmv
1745 ppbv
314 ppbv
268 pptv
14 pptv
80 pptv
Tasso di crescita
annuale
0.5
0.6
0.25
Persistenza media
(anni)
50 / 200
12
114
45
257
50.000
GWP (potenziale di
riscaldamento
globale)
1
21
310
4.000
11.700
6.300
Ppmv = parti per milione in volume, ppbv = parti per miliardo in volume,pptv = parti per migliaia di miliardi in
volume.
La parte di CO2 prodotta ogni anno da attività umane e non
assorbita dal pianeta, permane in atmosfera per 50 /200 anni.
Così la CO2 emessa oggi si sommerà a quella emessa nei prossimi decenni
provocando un drastico aumento di concentrazione di CO2 in atmosfera.
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17
La concentrazione di CO2 in atmosfera è aumentata
380
del 35 % in soli 200 anni
passando da 280 ppmv a 380 ppmv
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18
Le ricerche condotte in Antartide hanno permesso di misurare la percentuale di anidride
carbonica presente nell’aria intrappolata negli strati profondi di ghiaccio e scrivere “la
storia” dell’aria da 600.000 indietro fino ad oggi
Il grafico mostra infatti che la CO2 è sempre oscillata fra 200 – 290 parti per milione.
Solo ai nostri giorni (anno 0 del grafico) si è determinato un improvviso ed elevatissimo
aumento della percentuale di CO2 da 300 a 380 parti per milione
un livello molto più alto di quello mai raggiunto negli ultimi 650.000 anni
o, secondo alcuni esperti, fin dal
Miocene, cioè da oltre venti milioni di anni
progetto ENEA - Educarsi al futuro
19
amsterdam
palermo
6387 Km
Raggio terreste
Centro della
terra
Spessore
atmosfera
60 km
E’ in questo sottile strato di
atmosfera che l’uomo ha già
aumentato la presenza della
CO2 del 35% in soli 200 anni
Più del 99% della massa dei gas si
trova nei primi 60 Km (stratosfera) a
causa all’attrazione terrestre
progetto ENEA - Educarsi al futuro
20
La temperatura media del pianeta è aumentata di 0,6 gradi
progetto ENEA - Educarsi al futuro
21
Secondo le stime dell’IPCC continuare a
consumare forti quantità di fossili
potrebbe portare ad aumenti della
temperatura media terrestre di 4 – 5
gradi con conseguenze imprevedibili
progetto ENEA - Educarsi al futuro
22
l’ultimo rapporto dell'Ipcc
(Intergovernmental Panel on Climate Change)
conclude che, secondo lo scenario minimale, al 2100, l'aumento
della temperatura media globale oscillerà tra 1,5 e 2,8 °C
secondo lo scenario massimale tra 3,5 e 5,8 °C
i valori più probabili potranno essere compresi tra 2,3 e 4,1 °C
sono valori elevatissimi se si tiene conto che negli ultimi decenni il
riscaldamento è circa doppio sulle aree emerse rispetto agli oceani
effetti :
intensificazione di siccità, ondate di calore, alluvioni, uragani,
scioglimento dei ghiacciai e innalzamento dei mari (30-60 centimetri)
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23
Lo Stern Review on the Economics on of Climate Change
è il rapporto presentato dall’economista Nicholas Stern al governo inglese
“ è indiscutibile che le prove scientifiche del riscaldamento globale
provocate dalle emissioni dei gas serra siano adesso schiaccianti….
Saranno i paesi più poveri a subire le conseguenze più drammatiche, ma
l’occidente non sarà immune da catastrofi naturali”
Secondo Stern le conseguenze economiche dei cambiamenti
climatici, se nulla cambia, saranno imponenti, tra il 5 e il 20%
del prodotto mondiale lordo;
mentre intervenendo tempestivamente l’impegno economico
non supererebbe l’ 1% del PIL mondiale
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24
Quante emissioni provoca ciascun abitante del pianeta ?
Emissioni di carbonio pro capite (ton)
5,5
Fonte UN-FCCC, 2001
Dati anno 2000 (ton/capita)
2,5
2,7
2,7
2,8
1,8
2,1
1,1
0,7
0,2
Giappone Russia Stati Uniti
Cina
India
Germania Regno
Unito
progetto ENEA - Educarsi al futuro
Francia
Italia
media
mondo
25
1 americano consuma più energia di 16 africani
come si vede si può parlare di energia
non solo con argomenti tecnici,
ma piuttosto sollevando
questioni etiche, ambientali,
sociali, storiche di enorme
importanza per il futuro di tutti
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26
come possiamo approfondire a scuola tematiche nuove e
complesse?
il singolo “insegnamento” molto spesso è in difficoltà
nell’affrontare questioni di interesse degli studenti perché
afferiscono a più saperi
avviando una collaborazione tra scuole e ricerca possiamo
produrre nuovi materiali didattici transdisciplinari che
affrontano nuove tematiche e sperimentano un nuovo
modello di formazione
Esempi di percorsi elaborati dalla rete di scuole di Spoleto
www.educarsialfuturo.it
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27
la popolazione mondiale è cresciuta drasticamente
negli ultimi cento anni.
Dal 1960 al 2000 è raddoppiata
8900
7400
6300
Milioni di abitanti
4500
3000
254
160
1 d.C.
1000
1960
1980
2003
2020
2050
Ma la popolazione non cresce uniformemente sul pianeta.
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28
Nelle 49 nazioni più povere la popolazione cresce al 2,4 % un tasso
10 volte superiore (0,25) alle nazioni ricche
Anno 2020
7,4 miliardi abitanti
80%
20%
paesi industrializzati
paesi in via di sviluppo
Circa 6 miliardi di persone abiteranno in paesi non sviluppati
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29
Variazione di distribuzione
della ricchezza mondiale
dal 1960 al 2000
Il 20% della popolazione
più ricca al mondo nel
1960 possedeva il 70%
della ricchezza mondiale
1960
2000
70%
85%
Il 60% della popolazione
media mondiale possedeva
28%
14%
IL 20% più povero del mondo
possedeva
2,3%
progetto ENEA - Educarsi al futuro
1,1%
30
Finanza e sviluppo sostenibile contro la povertà
L'esperienza internazionale più importante di credito rurale è la
“Grameen Bank” (banca del villaggio)
fondata da Muhammad Yunus - Premio Nobel per la pace 2006
Oggi Grameen ha 7 milioni
di clienti in 73.000 villaggi
concede prestiti senza
garanzia per il 94 % alle
donne povere
Ha contribuito alla
costruzione di 640.000 case
concede borse di studio agli
studenti più meritevoli
ha un tasso di recupero del
99%, il più alto di tutte le
altre banche
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31
Grameen crede che il povero ha capacità di lavoro
che rimangono inutilizzate o sottoutilizzate.
La risposta alla povertà è liberare energia
e creatività in ogni essere umano
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32
La strategia europea per la sostenibilità
punta ad avere entro il 2020
Il 20% in più di risparmio energetico
Il 20 % in più di fonti rinnovabili
Il 20% in meno di CO2
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33
Risparmiare fossili nella produzione di energia elettrica e calore
con la COGENERAZIONE
Il rendimento medio del parco centrali termoelettriche è del 38%
(produco 38 unità di energia elettrica da 100 unità di energia chimica dei fossili,
le restanti 72 unità di energia sono disperse nell’ambiente sotto forma di calore)
Le nuove centrali elettriche a ciclo combinato raggiungono rendimenti
del 55%
(il restante 45 % di energia primaria è disperso in calore)
La cogenerazione diffusa, oggi assolutamente sottoutilizzata,
produce contemporaneamente energia elettrica e calore.
il suo rendimento raggiunge perciò il 94%
Un condominio, un albergo, un ospedale, un impresa, ecc. possono autoprodurre
energia elettrica, collegati alla rete elettrica nazionale, utilizzando direttamente il
calore prodotto (riscaldamento, condizionamento estivo, usi sanitari, ecc.)
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34
Risparmiare fossili negli edifici
Ciascun Comune può aggiornare i regolamenti edilizi
e promuovere la costruzione di nuovi edifici
secondo standard di risparmio di energia e
prevedendo l’uso di pannelli solari
Nel riscaldamento degli ambienti la legge tedesca
non consente di superare i 70 kWh /mq / anno.
In Italia con un clima più mite si calcola che si
raggiungano i 150 -200 kWh/mq / anno
Molti sono gli esempi di Comuni virtuosi italiani,
mostriamo il caso di Carugate
progetto ENEA - Educarsi al futuro
35
progetto ENEA - Educarsi al futuro
36
progetto ENEA - Educarsi al futuro
37
progetto ENEA - Educarsi al futuro
38
Indagine WWF-Allianz su cittadini, energia ed efficienza in Europa
VOGLIA DI EFFICIENZA: 74% DEGLI ITALIANI DICE SI’
44% PRONTO A FARSI PROMOTORE NEL PROPRIO CONDOMINIO
gli italiani sono insieme agli svedesi i più disposti ad operare interventi nelle loro abitazioni per
diminuire i consumi e migliorarne le prestazioni energetiche.
Lo vuole il 74% degli italiani (insieme al 71% degli svedesi), ma il 30% non sa come fare e chiede consiglio ai
fornitori, mentre il 44% invoca incentivi pubblici per sostenere l’investimento iniziale.
Tra chi può compiere autonomamente le scelte di gestione dell’edificio in cui vive, circa la metà del campione
in Italia e in tutta Europa ha realizzato interventi per l’efficienza energetica negli ultimi 3 anni (in Svezia il 70%),
e buona parte intende farlo a breve termine (Svezia e Italia il 62% e 54%, Francia, all’ultimo posto, il 31%).
Ma quando si vive in una comunità condominiale (da noi è il 54% dei casi), l’Italia scende all’ultimo posto per
interventi effettivamente operati:
negli ultimi 3 anni solo l’11% degli stabili italiani gestiti da un amministratore ha subito interventi di
riqualificazione energetica (contro il 22% degli svedesi e il 20% dei britannici)
mentre il 73% ne è rimasto completamente immune.
progetto ENEA - Educarsi al futuro
39
progetto ENEA - Educarsi al futuro
40
Risparmiare fossili e denaro… con elettrodomestici più efficienti
Costi massimi per l’energia elettrica per frigoriferi da 300 litri a
seconda della classe di appartenenza (€/anno)
140
140
123
120
101
100
84
80
62
60
40
112
47
34
20
0
A++ A+
A
B
C
progetto ENEA - Educarsi al futuro
D
E
F
41
Risparmiare fossili con l’energia solare
Produzione di collettori solari termici anno 2004
Turchia
Israele
Europa
altri
Mercato mondiale
Cina
Mercato Europeo
altri 17%
Italia 4%
Perché l’ Italia produce solo
il 4% di pannelli solari termici
rispetto al 47% della Germania ?
Germania
47%
Spagna 6%
Austria
12%
Grecia 14%
progetto ENEA - Educarsi al futuro
42
grandi specchi parabolici lineari di oltre 5 metri concentrano la
radiazione solare su un tubo ricevitore dove scorrono sali fusi che
vengono riscaldati fino ad oltre 500 ° C.
Il calore viene accumulato in un serbatoio per produrre vapore ed
alimentare una turbina che produce energia elettrica 24 ore su 24
ENEA - Centro ricerche Casaccia - Roma
progetto ENEA - Educarsi al futuro
43
Impianto solare a concentrazione
per la produzione di energia elettrica
Risparmiare fossili con l’energia eolica
Negli ultimi anni le dimensioni degli aerogeneratori, la loro potenza e affidabilità
hanno avuto una crescita continua.
La loro diffusione è aumentata con un andamento pressoché esponenziale.
L’Europa, grazie a Danimarca, Germania e Spagna, è in posizione dominante.
La potenza eolica connessa alla rete elettrica nel mondo ha già superato i 75.000
MW, con una presenza europea intorno al 70%.
In particolare, la quota di energia elettrica di provenienza eolica ha raggiunto il 20%
in Danimarca, e supera il 6% in Spagna e in Germania.
progetto ENEA - Educarsi al futuro
44
Il 75% della potenza
eolica mondiale è
installata in Europa
e soddisfa i bisogni
elettrici di 36 milioni
di persone
Nel 2010 l’eolico
produrrà il 5,5%
dell’elettricità totale
europea
Nel 2020 l’obiettivo
è di raggiungere il
12% della domanda
di elettricità europea
progetto ENEA - Educarsi al futuro
45
costo di produzione di elettricità per fonte
(cent di $ / kwh)
Fonte: State of the world 2003 – Worldwatch Institute
40
35
30
25
20
15
10
5
0
carbone
gas
costo di produzione
nucleare biomassa idroelettr
eolico fotovoltaico
costi ambientali e sanitari
progetto ENEA - Educarsi al futuro
costo complessivo
46
Energie rinnovabili per uno sviluppo sostenibile del sud del mondo
progetto ENEA - Educarsi al futuro
47
Oggi è possibile costruire villaggi
autosufficienti con energia elettrica
prodotta da piccoli impianti fotovoltaici
cucinare con forni solari e biogas
irrigare gli orti con pompe solari
e produrre cibo
produrre acqua potabile con
sterilizzatore a ultravioletti
progetto ENEA - Educarsi al futuro
48
Una pompa solare per orti familiari nel BENIN - 2001
progetto ENEA - Educarsi al futuro
49
con 300 W fotovoltaici produce 5000 litri al giorno da un pozzo di 25 metri
progetto ENEA - Educarsi al futuro
50
progetto ENEA - Educarsi al futuro
51
nel 2001, in una scuola di una remota area del Sud Africa, la SELF (Solar
Electric Light Found), ha installato un impianto fotovoltaico di 2400W, la DELL
Computer ha fornito alcuni computer e INFOSAT Telecomunic. ha fornito il
collegamento satellitare.
New York Times 9 September 2001
la Myeka High School è
un sogno tecnologico diventato realtà
progetto ENEA - Educarsi al futuro
52
Gli studenti, che leggevano a lume di candela, oggi possono collegarsi in
Internet ed avere accesso al Learning Channel.
I diplomati sono passati dal 30 al 70%, alcuni studenti hanno vinto premi
scientifici e molti si iscriveranno all'università.
progetto ENEA - Educarsi al futuro
53
L’energia solare non ha cambiato solo la mia vita a scuola,
ha anche illuminato il mio futuro
SUSTAIN
SUstainable future STudents African Italian Network
Un progetto di cooperazione delle scuole italiane
per elettrificare scuole e villaggi rurali africani con energia solare
Quasi due miliardi di persone, che vivono in milioni di villaggi rurali sparsi per il mondo,
sono ancora oggi prive di energia elettrica.
SUSTAIN è una campagna che promuove in tutte le scuole italiane progetti di cooperazione
finalizzati a diffondere piccoli sistemi fotovoltaici per autoprodurre energia elettrica
in scuole e villaggi rurali, in modo sostenibile ed economico.
In Italia ci sono più di 11.000 scuole, con una media di 500 studenti ciascuna.
E’ sufficiente che uno studente destini l’equivalente di 1 € al mese per
assicurare energia elettrica solare ad piccola scuola di un villaggio africano.
progetto ENEA - Educarsi al futuro
55
Kit fotovoltaico di elettrificazione di una scuola rurale
Il Kit di elettrificazione è pensato per fornire elettricità ad una scuola rurale con
annessa abitazione dell’insegnate. Il sistema è di semplice gestione.
E’ composto da:
6 moduli fotovoltaici 70 Wp
1 regolatore di carica batterie
2 batterie 12V - 200Ah
1 inverter 400W – 220 V c.a.
5 lampade fluor. 24 V - 11 W
Il sistema alimenta:
5
1
1
1
1
lampade
radio reg.
televisore
videoreg
radio
per 5 ore
per 3 ore
per 3 ore
per 3 ore
per 1 ora
costo 3.500 €
progetto ENEA - Educarsi al futuro
56
EDUCARSI AL FUTURO
sperimentare insieme un nuovo modello di formazione
per
offrire una modalità di approccio a problemi complessi
aggregare una pluralità di saperi
assumere una visione ed una responsabilità eco-etica
progetto ENEA - Educarsi al futuro
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Il progetto educarsi al futuro prevede:
Seminari di aggiornamento scientifico dei docenti
Workshop con i docenti per la progettazione di nuovi materiali didattici
Collaborazione tra ricercatori ENEA e scuole per realizzare nuovi materiali
Raccolta e diffusione dei prodotti didattici realizzati
dalle scuole attraverso il sito www.educarsialfuturo.it
Azioni di promozione delle fonti rinnovabili e del risparmio verso il territorio
Progetti internazionali di cooperazione per elettrificare scuole del sud del mondo
Creazione di una Rete di scuole per lo sviluppo sostenibile
progetto ENEA - Educarsi al futuro
58
una Rete di scuole
per
sviluppare la progettualità delle scuole
scambiare saperi ed esperienze tra scuole di diversa tipologia
promuovere stage e seminari di studenti rivolti ad altri studenti
produrre nuovi materiali didattici da diffondere su web
promuovere azioni di uso efficiente dell’energia nel proprio territorio
realizzare progetti di cooperazione con scuole del sud del mondo
informare, sensibilizzare ed educare genitori e cittadini
progetto ENEA - Educarsi al futuro
59
Scuola primaria del Ghana
“Il vero problema è sapere se l'umanità, nel suo insieme,
sarà in grado di costruire in futuro una vita comune.
Se sarà capace di accettare il proprio destino".
Edgar Morin
progetto ENEA - Educarsi al futuro
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