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
•
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•
•
•
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
•
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•
•
•
•
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 SI
TRASFORMA
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.
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