ENERGIA INTOrNO A NOI - dixanperlascuola.it · o elettronucleari, il combustibile è l’URANIO. La...

In collaborazione con

Materiale didattico realizzato espressamente per la scuola secondaria di I grado.

Possiamo defi nire l’ENERGIA come la capacità di un corpo o di un sistema di compiere un lavoro. L’energia si può manifestare in varie forme: calore, movimento, luce, processi chimici...Non è possibile produrre nuova energia, è possibile solo trasformare una forma di energia in un’altra. Ad esempio, l’energia chimica contenuta nel cibo

che ingeriamo diventa energia cinetica (di movimento) che ci permette di vivere, muoverci, fare sport e... studiare!

1 ENERGIA INTOrNO A NOI

Le centrali idroelettriche sfruttano l’energia cinetica

dell’ACQUA per ottenere energia elettrica. Non producono

fumi e quindi non sono particolarmente inquinanti, ma hanno un grande impatto sull’ambiente.

Nelle centrali a fi ssione nucleare, o elettronucleari, il combustibile è l’URANIO. La scissione del nucleo di questo elemento libera energia che viene trasformata in elettricità. La sicurezza degli impianti e lo smaltimento delle scorie presentano diversi problemi.

Le centrali termoelettriche sono le centrali più diffuse. Quelle a CARBONE disperdono nell’atmosfera diverse sostanze inquinanti, che si ritiene contribuiscano alla formazione dell’”effetto serra” e delle “piogge acide”.

Un altro combustibile usato nelle centrali termoelettriche è il GAS METANO, che rispetto alcarbone risulta meno dannoso per l’ambiente.

Nel XXI secolo il PETROLIO è la principale fonte di energia del nostro pianeta. Oltre all’utilizzo quotidiano per i mezzi di trasporto, di

cui tutti noi ci accorgiamo, questo liquido viene usato

come combustibile nelle centrali termoelettriche. Durante la combustione il petrolio libera parecchie sostanze inquinanti, come anidride carbonica

e biossido di azoto.

Possiamo definire l’ENERGIA come llla capacità di

OGNI GIORNO VIENE CONSUMATA UN’ENORME QUANTITÀ DI ENERGIA:

MA DA DOVE PROVIENE? ESISTONO DIVERSI TIPI DI CENTRALI

IN GRADO DI FORNIRE ENERGIA. VEDIAMO QUELLE TRADIZIONALI.

Dixan Secondaria Skede 150x220.indd 1 15/09/10 12:38



2 L� eNERGIA DI OGNI GIORNO

COSTRIRE UNA BATTERIA

QUANTE VOLTE UTILIZZI

L’ELETTRICITÀ? ELENCA LE AZIONI CHE HAI COMPIUTO

GRAZIE ALL’ENERGIA ELETTRICA.

Una forma di energia altamente utilizzata è l’elettricità: pensa quante volte, durante una giornata, utilizzi questa energia, magari senza farci neppure caso!

l� energia... a batteriaAl giorno d’oggi l’elettricità è una tipologia di energia che scandisce ogni momento della nostra giornata. Gli apparecchi elettronici (PC, TV, MP3...) sono in grado di sfruttare l’energia elettrica anche grazie ad una batteria ricaricabile.l energia elettrica anche grazie ad una batteria

EFFETTUA UNA RICERCA SUL FUNZIONAMENTO E SULLE

DIFFERENTI TIPOLOGIE DI BATTERIE PER COMPRENDERE LE INNOVAZIONI CHE HANNO

MODIFICATO QUESTO PRODOTTO.

Discutete in classe in merito alle due forme classiche di alimentazione delle apparecchiature elettriche: da rete elettrica e da batteria. Dalla conversazione possiamo trarre

lo spunto per sottolineare il valore ecologico delle batterie ricaricabili e la necessità di smaltirle in modo corretto quando esaurite.

costruiamo una pila


Cosa serve: due fi li con le estremità spellate e pronte per essere collegate; 1 foglio di alluminio; un bicchiere; un paio di forbici; acqua calda; sale fi no; nastro adesivo; 6 monete di rame; un foglio di carta assorbente; una mini lampadina da 1,5 volt; un piatto di carta. Cosa fare: sciogliere un cucchiaio abbondante di sale in un bicchiere di acqua calda. Con le forbici tagliare 6 cerchi di alluminio e 6 di carta assorbente della stessa misura della moneta. Prendere un cerchietto di alluminio (che sarà l’inizio della nostra pila) e fi ssargli con il nastro adesivo uno dei 2 fi li. Immergere un cerchietto di carta nell’acqua e posizionarlo sopra al cerchietto precedente. Prendere una delle monete e posizionarla sopra ai 2 cerchietti precedenti. Continuare in questo modo fi no ad esaurire tutte le monete e tutti i cerchietti. Chiudere la pila con la moneta e fi ssare sopra ad essa l’altro fi lo (usando il nastro adesivo). Quello che dovreste aver ottenuto dovrebbe essere simile alla fi gura. A questo punto unisci i due fi li alla lampadina e se tutto è stato realizzato correttamente la vedrai accendersi.

LEGGI E APPROFONDISCI:




I combustibili fossili3L’URANIO


Esiste una tipologia di centrali elettriche che utilizzano la scissione degli atomi di uranio (fi ssione = divisione) per sviluppare il calore necessario a produrre energia elettrica, attraverso alcuni passaggi (calore > vapore > rotazione delle turbine > alternatore > energia elettrica). All’interno di queste centrali, chiamate elettronucleari, si

ottiene energia avviando un processo denominato “reazione a catena”: un elettrone viene fatto scontrare con il nucleo di un atomo di uranio; da questo scontro si liberano altri elettroni che vanno a colpire altri nuclei di uranio e così via, in modo tale che aumenti sempre di più il numero delle nuove fi ssioni. Se questo processo avviene in modo controllato all’interno dei reattori nucleari, si ottiene la produzione di energia elettrica; se la reazione

a catena si sviluppa in modo incontrollato, si assiste all’esplosione di una bomba atomica.

La radioattività è un’emissione di

energia sottoforma di particelle e di radiazioni elettromagnetiche. Si tratta di un fenomeno naturale dovuto all’attività dei nuclei atomici di alcuni elementi, come uranio, attinio, torio, e... radio. La scoperta di questo fenomeno si deve alle ricerche di Antoine HenriBecquerel ed in seguito degli scienziati francesi Marie e Pierre Curie.

La maggior parte del carbone di cui disponiamo oggi si è formata circa 300 milioni di anni fa. La vegetazione che ricopriva immense aree della Terra, in zone paludose, ha subito nel corso dei secoli un processo di fossilizzazione, perdendo idrogeno ed ossigeno ed accumulando un altro elemento chimico, il carbonio. Ricoperti man mano dal terreno, questi strati di residui vegetali si sono progressivamente trasformati in carbone, una roccia sedimentaria di consistenza dura e di aspetto nero e lucido. Il carbone viene classifi cato in base al periodo storico di formazione: il più recente è la torba, poi abbiamo la lignite, il litantrace ed infi ne l’antracite. I giacimenti di carbone si trovano a varie profondità nella crosta terrestre e quindi per estrarlo dal sottosuolo è necessario realizzare delle miniere. Le miniere sotterranee, non essendo a diretto contatto con l’ambiente esterno non creano problemi ambientali tanto quanto quelle a cielo aperto, ma sono molto pericolose per coloro che vi lavorano.

IL CARBONE

A cavallo tra la fi ne del 1700 e l’inizio del 1800 la Gran Bretagna era una grande potenza economica, commerciale e militare. Si affermò la tecnologia della macchina a vapore, inizialmente nell’evoluzione delle macchine tessili ed in seguito in altri settori industriali e nei trasporti. Ma il vero “motore” di questa gigantesca

espansione produttiva ed economica fu il carbone, di cui il suolo

inglese è molto ricco. Da allora è divenuto un’indispensabile combustibile.

CARBONE E RIVOLUZIONE INDUSTRIALE

CURIOSITÀ





4 GLI EFFETTI DEL CARBONE E DELLA SUA COMBUSTIONE

Piogge acide: ...........................................................................

Smog: .......................................................................................

Effetto serra: .............................................................................

Abbiamo visto che, nonostante la pericolosità, l’energia nucleare viene utilizzata da moltissimi Paesi al mondo per la produzione di energia. Le maggiori riserve oggi conosciute si trovano in questi Paesi: Sud Africa, Brasile, Canada, Messico, Stati Uniti d’America, Cina, Giappone, India, Taiwan, Belgio, Repubblica Ceca, Francia, Germania, Regno Unito, Russia, Spagna, Svezia, Svizzera, Ucraina.

Piogge acide:

“PIOGGE ACIDE”, “SMOG”, “EFFETTO SERRA”: LA COMBUSTIONE DEL CARBONE È ACCUSATA DI ESSERE

UNA DELLE CAUSE DI QUESTI FENOMENI. MA DI CHE COSA SI TRATTA? SVOLGI UNA BREVE RICERCA

PER SPIEGARLO.

Colora di giallo i quadratini che rappresentano il petrolio, di marrone quelli del carbone, di azzurro i quadratini relativi al gas naturale (metano).

Petrolio: 40% Carbone: 27%Gas: 23% Altre fonti: 10%

le centrali nucleari nel mondo

IN QUALI PERCENTUALI LE FONTI TRADIZIONALI SODDISFANO LA “FAME” MONDIALE DI ENERGIA?

aesi:

SCARICA DAL SITO IL PLANISFERO E COLORA GLI STATI NEI QUALI SI TROVA

LA MAGGIOR PRODUZIONE DI ENERGIA NUCLEARE.





5 IL PETROLIO

L’estrazione del petrolio spesso provoca incidenti ambientali di rilevanza mondiale.Capita infatti che, presso le piattaforme di estrazione, vi sia fuoriuscita e diffusione in mare e lungo le coste di ingenti quantità di petrolio. Questo causa danni ambientali gravissimi a fauna, fl ora e direttamente o indirettamente alle persone.Le acque marine vengono inquinate anche dal petrolio disperso dalle petroliere in avaria o che semplicemente “lavano” in mare i propri serbatoi giganteschi.

Per produrre energia, nelle centrali o nei motori delle auto, il petrolio deve essere bruciato. La sua combustione libera nell’atmosfera sostanze pericolose per l’ambiente e per la salute: ossidi di azoto e di zolfo, idrocarburi, anidride carbonica, microparticelle di polvere (le famose “polveri sottili”).

TROLIOTROLIO

PURTROPPO IL PETROLIO NON SOLO È DESTINATO AD ESAURIRSI, MA PUÒ CREARE ANCHE NOTEVOLI

PROBLEMI AMBIENTALI...

IL PETROLIO NELLE FASI DI ESTRAZIONE E TRASPORTO…

...E NELLA FASE DELLA COMBUSTIONE


CURIOSITÀ

Il nome petrolio deriva dai termini latini petra e oleum: letteralmente “olio di pietra”. Si presenta come un liquido denso, di consistenza vischiosa. Il colore varia dal giallo scuro al nerastro. Oltre alla componente liquida, oleosa, contiene piccole percentuali di idrocarburi gassosi e solidi.Nel mercato mondiale dell’energia, il petrolio viene venduto in barili: un barile corrisponde a circa 159 litri.

Dal XX secolo il petrolio è diventato la principale fonte di energia a livello mondiale. Il petrolio è composto da una miscela di

idrocarburi (molecole costituite da carbonio e idrogeno) che provengono dalla decomposizione in ambiente marino di organismi animali e vegetali.

Il petrolio viene estratto dal sottosuolo per mezzo di torri di trivellazione e dai fondali marini utilizzando speciali piattaforme petrolifere. Questo prezioso combustibile oleoso viene usato per: - alimentare centrali termoelettriche;- fornire il combustibile per mezzi di trasporto, sottoforma di benzina, gasolio e kerosene;- produrre materiali sintetici, come plastica, polistirolo, tessuti.Dal momento che i tempi naturali di formazione del petrolio sono lunghissimi (milioni di anni), e lo sfruttamento da parte dell’uomo è invece rapidissimo,

questa fonte, come tutti i combustibili fossili, non è rinnovabile.




le centrali termoelettriche6

Sistema diraffreddamento

Caldaia

Bruciatore

Vapore

Alternatore

Turbina

Combustibile

PROVA A INSERIRE NEGLI APPOSITI SPAZI

I NOMI DELLE PARTI STRUTTURALI DELLA

CENTRALE TERMOELETTRICA SOTTO DISEGNATA.

Il carbone e il petrolio sono tra i più diffusi combustibili fossili necessari al funzionamento delle centrali termoelettriche che sono

oggi molto diffuse. Vediamo come sono fatte e come funzionano.Qui sotto puoi vedere uno schema semplifi cato di centrale termoelettrica a petrolio. Tutte le centrali termoelettriche, comunque, sono basate sulla trasformazione dell’energia chimica contenuta in un combustibile fossile (petrolio, carbone o gas) in energia elettrica, attraverso alcuni passaggi. Il petrolio contenuto nel deposito viene bruciato per ottenere calore (energia termica). Il calore ottenuto fa evaporare l’acqua contenuta nella caldaia ed è proprio la forza del vapore che mette in movimento le pale della turbina. Questo movimento (energia cinetica o meccanica) aziona un alternatore che trasforma questa forza in energia elettrica. L’elettricità viene trasportata attraverso lunghi cavi fi no alle nostre case.

Le attuali riserve di petrolio (circa 140 miliardi di tonnellate) secondo studi piuttosto recenti dovrebbero bastare

per altri 40 anni. E dopo?

CURIOSITÀ CON L’AIUTO DELL’INSEGNANTE, METTERE AL POSTO

GIUSTO OGNI ETICHETTA.




7 le centrali nucleariLa fonte primaria di energia in una centrale nucleare è la fi ssione

(divisione) del nucleo dell’atomo di uranio. Questo processo libera una grande quantità di energia sottoforma di calore, il quale serve a

produrre vapore, come avviene nelle centrali termoelettriche.La spinta del vapore muove le turbine collegate agli alternatori: dall’energia di movimento si ottiene energia elettrica. Il processo di fi ssione porta all’emissione di notevoli livelli di radioattività. Quindi, se da un lato le centrali elettronucleari non contribuiscono all’inquinamento dell’atmosfera (non emettono gas responsabili dell’effetto serra), dall’altro spesso generano preoccupazioni relative al tasso di radioattività che potrebbe contaminare l’ambiente in caso di incidente.

Qui accanto puoi vedere lo schema di una centrale nucleare (o atomica).In questo tipo di centrali l’energia subisce una serie di trasformazioni:l’energia del nucleo dell’atomo viene trasformata in calore (energia termica), quindi nel movimento della turbina (energia meccanica) ed infi ne in energia elettrica.

ioni

ABBIAMO VISTO COSA SUCCEDE CON CARBONE E PETROLIO, OCCUPIAMOCI

ORA DELLE DIFFICOLTÀ CHE NASCONO DALLE CENTRALI

NUCLEARI.


Tra i primi anni ‘60 ed il 1990 sono state operative in Italia 4 centrali nucleari: a Latina, a Trino Vercellese, a Sessa Aurunca ed a Caorso.

È molto diffi cile smaltire i materiali di scarto derivanti dai processi di fi ssione nucleare. Questi infatti restano radioattivi e pericolosi per tempi molto lunghi.

Come succede con altre fonti energetiche, anche l’uranio ha un prezzo elevato (il suo costo è aumentato dell’800% negli ultimi anni); non solo: il nostro pianeta non dispone di riserve inesauribili di questo elemento e secondo alcune ricerche lo consumeremo tutto prima ancora del petrolio.

Schema di una centrale nucleare




8CERCA ULTERIORI

INFORMAZIONI, DISCUTINE IN CLASSE CON I COMPAGNI E L’INSEGNANTE,

POI REALIZZA UN CARTELLONE O UN TESTO PER ELENCARE

I PRO ED I CONTRO DI QUESTA TECNOLOGIA.


Molti studiosi ritengono che la .................. si stia surriscaldando a causa di un effetto serra anormale, cioè pensano che la quantità e la concentrazione di gas ad effetto serra sia notevolmente aumentata nel corso del XX secolo e che questo fenomeno spieghi il surriscaldamento globale. I principali ................ “sotto accusa” sono l’anidride carbonica, il protossido di azoto, il metano, gli idrofl uorocarburi, i perfl uorocarburi e l’esafl uoruro di ............... . Nell’atmosfera l’anidride carbonica è normalmente presente ed impedisce che il clima sia così freddo da rendere la vita impossibile. Esistono però fonti eccessive di questo gas: legna bruciata, gas, ..................., benzina... Il problema è che mentre i consumi mondiali di energia (industria, trasporti, centrali, usi domestici) sono nel corso del tempo costantemente aumentati, fi no a rilasciare nell’atmosfera 7 miliardi di anidride carbonica all’anno, le ...................... si vanno sempre più riducendo. Stanno sparendo, insomma, gli alberi, che assorbono anidride carbonica nei loro processi vitali, sottraendola dall’atmosfera.L’anidride carbonica aumenta a causa delle attività umane, che sono anche responsabili della deforestazione. Troppa anidride carbonica nell’atmosfera fa aumentare la ........................ del pianeta. Il riscaldamento globale e tutti i problemi che ne derivano nascono in questo modo. Ecco perché è importante privilegiare le fonti energetiche che non emettono anidride carbonica ed altri gas nell’ambiente.

Temperatura Carbone Gas Terra Zolfo Foreste

LEGGI E COMPLETA QUESTO TESTO

QUESTI SONO ALCUNI LUOGHI E DATE RELATIVI A DISASTRI

AMBIENTALI CAUSATI DA MAL FUNZIONAMENTO DELLE CENTRALI

NUCLEARI. PROVA A CERCARE MAGGIORI INFORMAZIONI, AD ESEMPIO

SU INTERNET.

Le emissioni delle centrali termoelettriche a combustibili fossili sono ritenute corresponsabili, insieme ad altri fattori come i gas di scarico degli automezzi e l’inquinamento originato dalle industrie, dei cambiamenti climatici che stanno in questi anni alterando l’equilibrio meteorologico ed ambientale della Terra.

DISASTRO DI:CHERNOBYL, 1986TAKAIMURAGIAPPONE, 1999 THREE MILE ISLANDU.S.A., 1979....................................

nucleare?




il metano9Il metano è un gas naturale che può avere le stesse origini del petrolio,

si trova e si estrae dai medesimi giacimenti. Si forma continuamente anche oggi, in modeste quantità, dalla decomposizione di residui organici.

Chimicamente, la molecola del metano è formata da un atomo di Carbonio e da quattro atomi di Idrogeno; le sue proprietà combustibili sono note dall’epoca della sua scoperta (avvenuta nel 1776 ad opera di Alessandro Volta), ma soltanto da qualche decennio questo gas viene sfruttato industrialmente per produrre energia. Lunghe e ramifi cate tubature, i metanodotti, trasportano il metano dai luoghi di estrazione fi no alle abitazioni dove viene usato sottoforma di energia termica (per cuocere e per il riscaldamento), e fi no alle centrali per ottenere energia elettrica. A causa del suo costo inferiore e del suo minor impatto ambientale, nei listini automobilistici sono presenti numerosi modelli predisposti per usare metano al posto di benzina o gasolio.

Il metano deriva dalla decomposizione di sostanze organiche in assenza di ossigeno. È presente nei giacimenti di petrolio, ma esistono altre fonti, naturali e di origine umana. Questo gas è infatti naturalmente presente nelle paludi ed è anche un prodotto della digestione del bestiame. Viene liberato nell’atmosfera da attività umane come l’estrazione del carbone dalle miniere o il pompaggio ed il trasporto del petrolio. La decomposizione dei rifi uti urbani e delle biomasse (ad esempio i residui della produzione agricola) costituisce un’ulteriore fonte di metano.

trali per ottenere energia tto ambientale,

ionedi

Dalla fermentazione di materie organiche di diversa origine

(deiezioni animali, scarti vegetali, residui prodotti dalle industrie

alimentari) si ottiene un biogas, formato principalmente da metano ed anidride

carbonica. I responsabili di questo processo sono particolari batteri, mesofi li e termofi li, capaci di decomporre questi residui restituendo gas che può essere

utilizzato per produrre energia. Anzi, bioenergia!

GAS DA BIOMASSE?CERCHIAMO DI VEDERCI

CHIARO...PER SAPERNE DI PIÙ: IL METANO

PER SAPERNE DI PIÙ: ENERGIA DA BIOMASSE

All’interno del digestore anaerobico, i batteri trasformano le biomasse, come ad esempio i residui vegetali, in anidride carbonica, piccole quantità di idrogeno e soprattutto in prezioso metano.




10 LA GeOGRAFIA DELL� eNERGIA

Con l’aiuto del computer, al termine del tuo lavoro realizza un grafi co a torta come questo per rappresentare, sul totale delle persone intervistate, quante hanno un’auto a benzina, quante a gas e quante sceglieranno di usarne una a gas nel prossimo futuro.

RICERCA E DISCUTI

Persone intervistatePossiedono un’auto a metanoIntendono acquistare un’auto a metano

Colora in rosso i 5 principali Paesi produttori di gas naturale, di cui il metano è il principale componente: Iran, Qatar, Russia, Arabia Saudita, Emirati Arabi.In blu i maggiori importatori di gas: Stati Uniti, Germania, Giappone ed Italia.

RCA E DISCUTI

L’mmagine scaricabile in formato A4 è disponibile su:

www.dixanperlascuola.itCOME DICEVAMO PRIMA,

IL METANO COSTITUISCE ANCHE UN BUON CARBURANTE PER LE

AUTOMOBILI: HA UN COSTO INFERIORE ALLA BENZINA

ED UN MINORE IMPATTO AMBIENTALE.

Realizza una piccola ricerca: intervista amici, parenti, insegnanti per scoprire quanti di loro usano, per le proprie necessità di spostamento, un’auto alimentata a gas metano; potresti anche chiedere se qualcuno di loro, pur avendo attualmente una macchina a carburante tradizionale, ha intenzione di acquistarne una a metano in futuro.Riporta i dati qui sotto: uniti a quelli raccolti dai compagni, potrai realizzare un cartellone che mostri i risultati della ricerca a livello dell’intera classe.




UN� iDEA lUMINOSA ...

Il vento e il sole

11Cosa può fornirci energia, pulita e gratuita, meglio del Sole, il “padre” della vita e di tutte le energie del mondo?

g

Il Sole è la stella del nostro sistema, attorno al quale ruotano i pianeti: Mercurio, Venere,

Terra, Marte, Giove... Ha un diametro di circa 1,4 milioni di chilometri e la sua la massa è 330.000 volte quella della Terra.

È costituito da idrogeno ed elio: all’interno del nucleo solare l’idrogeno viene fuso in elio. Questo processo libera una gigantesca quantità di energia, che viene emessa sotto forma di radiazioni: radiazione

elettromagnetica (luce visibile ed infrarossi) e fl usso di particelle (vento solare). È proprio la radiazione solare che ha fornito l’energia

necessaria allo sviluppo della vita sulla Terra, e tuttora è indispensabile al suo mantenimento.COME SFrUTTIAMO

L� eNERGIA DEL SOLEOgni secondo il Sole produce una quantità elevatissima di energia: in situazioni di cielo sereno, la parte di energia solare che giunge sulla superfi cie del nostra pianeta è pari a circa 1.000 Watt per metro quadrato. La moderna tecnologia ha sviluppato 3 modalità di sfruttamento dell’energia solare:Pannello solare termicoNei pannelli solari, che si possono agevolmente installare sul tetto degli edifi ci, i raggi solari scaldano un particolare liquido che cede il proprio calore all’acqua contenuta in un serbatoio. In questo modo possiamo disporre di acqua calda per tutti gli usi domestici senza consumare elettricità e senza bruciare combustibili di alcun tipo. Un pannello di un metro quadro fornisce mediamente oltre 100 litri di acqua calda al giorno.Pannello solare a concentrazioneSi tratta di una serie di specchi parabolici che concentrano i raggi del Sole su un tubo ricevitore nel quale scorre uno speciale fl uido. Talvolta in questi impianti al posto del tubo ricevitore troviamo una specie di torre, contenente una caldaia piena di sali che si fondono per il calore ricevuto. In entrambe i casi, si produce calore fi no a 600 gradi, che possono servire sia direttamente come energia termica che per ottenere elettricità.Pannello fotovoltaicoAlla base di ogni impianto fotovoltaico ci sono le celle al silicio, che raggruppate sono capaci di reagire alla radiazione solare producendo corrente elettrica. In caso di sfruttamento al 100% delle potenzialità del sole si potrebbe ottenere in un’ora l’energia di cui tutti gli abitanti della terra hanno bisogno in un anno, senza generare inquinamento atmosferico o deterioramento dell’ozono, come succede invece usando combustibili fossili. Attualmente però solo una piccola quota dell’energia totale viene prodotta in questo modo, in quanto i costi sono ancora relativamente elevati ed inoltre servono superfi ci molto estese per produrre quantitativi davvero ingenti di energia. Esiste un interessante progetto per la ricopertura con pannelli fotovoltaici di un’estesa area del Deserto del Sahara, che garantirebbe notevoli quantità di energia elettrica “pulita”.





12 scopri l� energia del sole

In collaborazione conIn collaborazione con

Il Sole è fondamentale per la vita di tutti gli organismi viventi. Consente ad esempio la sintesi clorofi lliana nei vegetali, rappresenta il “motore” dell’indispensabile ciclo dell’acqua, è importantissimo anche per la nostra salute (aiuta la pelle a sintetizzare la vitamina D, utilissima al sistema osseo).Gli antichi erano pienamente consapevoli dell’importanza del Sole ed erano altresì impressionati dalla sua magnifi cenza da farne spesso un dio. Per i Babilonesi, 3.000 anni fa lungo le rive del fi ume Eufrate, il dio del Sole era Shamash, che “tutto sa e tutto vede”. Ra, o Ra-Atum, è il dio sole degli Egizi, mentre per i Greci era Helios ad incarnare la potenza dell’astro solare. I Romani ebbero tre divinità alle quali si poteva tributare l’appellativo di “Sol Invictus”: Eliogabalo, Mitra e Sol. Spostandoci in America scopriamo che i Maya adoravano Ahaw Kin e gli Aztechi Huitzilopochtli, il quale aveva il compito di lottare ogni notte contro le oscure potenze della Luna.Per gli Indiani Navaho del Nord America il dio del Sole era Tsohanoai.

CURIOSITÀ

Nel disegno vedi un pannello solare installato sul tetto di una casa; osserva tutto lo schema e rispondi: si tratta di un

pannello solare a concentrazione? pannello solare termico? pannello solare fotovoltaico?

di tutti gliesempio la sintesi

I PANNELLI FOTOVOLTAICI GENERANO

ENERGIA ELETTRICA GRAZIE ALLE CELLE AL SILICIO DI CUI SONO

COMPOSTI. MA COS’È IL SILICIO?UN GIRO IN BIBLIOTECA, O SUL WEB, TI CONSENTIRÀ DI TROVARE MOLTE

INFORMAZIONI SUL SILICIO, CHE POTRAI ANNOTARE SUL TUO QUADERNO

E CONFRONTARE CON I TUOI COMPAGNI.




13 soffia l� energia!Il vento rappresenta una fonte di energia pulita, effi ciente ed inesauribile. Il costo economico ed ambientale dei combustibili fossili ha reso conveniente usare il vento come fonte primaria per produrre energia elettrica.

L’aerogeneratore è la macchina che trasforma l’energia eolica (cioè l’energia del vento) in elettricità.Il suo funzionamento è simile a quello di un mulino: il vento fa ruotare le pale di cui è dotato ed il movimento così ottenuto viene trasmesso ad un generatore di energia elettrica. Gli aerogeneratori possono essere di varie dimensioni. Ad esempio, un modello dotato di pale lunghe 30 metri è in grado di soddisfare il fabbisogno energetico giornaliero di 1.000 famiglie. Una serie di aerogeneratori collegati tra loro costituiscono delle centrali elettriche, chiamate wind-farm, cioè “fattorie del vento”.

amente per la scuola secondaria di I grado.

a!a!e di energia pulita,

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ulino: il vento fa o così ottenutoa elettrica.

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IL VENTO È UNA FONTE DI ENERGIA MOLTO ANTICA!

IL PRIMO MULINO A VENTO STORICAMENTE ACCERTATO RISALE AL VII SECOLO D. C.,

NELLE TERRE DEL CALIFFO OMAR NELLA ZONE DELL’ATTUALE MEDIO ORIENTE.

IL PRIMO IMPIANTO EOLICO PER LA PRODUZIONE DI ELETTRICITÀ NACQUE

INVECE A CLEVELAND, NEGLI USA, NEL 1887.

CURIOSITÀIl rapporto annuale di Legambiente ci informa che in Italia 297 comuni sono dotati di impianti eolici; in questo modo più di 4 milioni di famiglie soddisfano il proprio fabbisogno elettrico. Addirittura 192 di questi comuni producono più energia di quanta ne consumano.




14 L’uomo usa la forza del vento da migliaia di anni. Pensiamo ad esempio alle vele che sospingevano le

imbarcazioni di Egizi, Greci e Persiani, solo per citare alcune importanti civiltà del passato.

Fu grazie al vento quindi che l’uomo poté dar vita ai commerci nel Mediterraneo e scoprire nuovi continenti.Secoli e secoli prima dell’uso di carbone e petrolio, l’uomo sfruttava l’energia cinetica (cioè di movimento) del vento trasformandola, grazie ai mulini, nell’energia meccanica necessaria a macinareil grano, spremere le olive o a prelevare l’acqua dai pozzi, in modo da poter irrigare le coltivazioni in modo più semplice ed effi ciente.

Navicella

Pala

Trasformatore

Rotore

PRIMA DI COMPLETARE LO SCHEMA SOTTO

EFFETTUA UNA RICERCA. PROVA A COLLOCARE I

NOMI DELLE DIVERSE PARTI DELL’IMPIANTO EOLICO SOTTO RIPRODOTTO.

DA NORD OVESTDA SUD

DA SUD OVESTDA OVEST

DA ESTDA NORD

DA NORD ESTDA SUD EST

Rete

Torre

Cavidotto

DA QUALI DIREZIONI SOFFIANO I VENTI?

PROVA A COMPLETARE LO SCHEMA QUI DI FIANCO,

AIUTANDOTI CON LA ROSA DEI VENTI IN CASO

DI DUBBIO.

TRAMONTANALIBECCIOMAESTRALESCIROCCOOSTROGRECALELEVANTEPONENTE

passato e futuro del vento




Il mondo funziona anche ad ACQUA!15

Oggi l’acqua fornisce energia in diversi modi.Nelle centrali idroelettriche l’acqua accumulata in grandi bacini, grazie alle dighe, viene fatta scorrere in condotte forzate che muovono le turbine poste più in basso; dalla rotazione delle turbine, l’energia cinetica viene trasferita ad un generatore che la converte in energia elettrica distribuibile per mezzo della rete. Un’altra possibilità è offerta dalla geotermia. In molti luoghi della Terra è possibile sfruttare il vapore che sale spontaneo verso la superfi cie (soffi oni, geyser) per ottenere energia elettrica.

Infi ne, possiamo installare un impianto microidroelettrico. Senza arrecare alcun danno al paesaggio o all’ecosistema: questi impianti non richiedono dighe o costruzioni particolari; si limitano a sfruttare il fl uire dell’acqua di un fi ume o di un torrente per mezzo di una turbina, la quale, in collegamento con un generatore, fornisce corrente elettrica. Il microidroelettrico è in grado di sfruttare anche piccolissime “cascate”, con dislivelli di pochi metri. Sono impianti molto “puliti”, adatti anche a fornire energia a piccole utenze, come case isolate, alberghi di montagna, e in generale nelle vicinanze di corsi d’acqua.

La ruota idraulica trasforma l’energia cinetica dell’acqua in energia meccanica. L’acqua corrente di un fi ume, ad esempio, fa girare le pale della ruota che vi è immersa e l’energia così ottenuta può essere impiegata per gli usi più diversi. Usate nel lontano passato, le ruote idrauliche conobbero un notevole sviluppo nell’Alto Medioevo e furono ampiamente utilizzate fi no all’avvento della macchina a vapore. Dalla potenza dell’acqua in tempi ormai lontani si ricavava l’energia necessaria al funzionamento di macine, frantoi, segherie, pompe, torni ed altro ancora.

Illustrazione di una centrale idroelettrica con dettagli di sezioni strutturali

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l’energia necessaria almacine,e,

SOLE, VENTO... UN ALTRO ELEMENTO NATURALE PUÒ

DARCI ENERGIA SENZA SPRECARE RISORSE O CREARE

INQUINAMENTO!




16 ENERGIA DELLA MENTE

SOLUZIONI GIOCO1.CENTRALE NUCLEARE, 2.ENERGIA EOLICA, 3.ENERGIA ELETTRICA, 4.MULINO A VENTO, 5.CELLA AL SILICIO, 6.BARILE DI PETROLIO, 7.RADIAZIONE SOLARE, 8.PANNELLO SOLARE TERMICO, 9.ANIDRIDE CARBONICA, 10.EFFETTO SERRA

IN QUESTE PAGINE ABBIAMO SCOPERTO

QUALCOSA SU ALCUNE DELLE PRINCIPALI FONTI DI ENERGIA.

SE TI PIACCIONO GLI ANAGRAMMI, SCOPRI COSA SI NASCONDE IN

QUESTE FRASI “OSCURE”: AD ESEMPIO ARRAFFERETE OMETTI POLPI SONO LE...

“PIATTAFORME PETROLIFERE”.LE IMMAGINI IN BASSO

POTREBBERO SUGGERIRTI QUALCOSA...

1. CANCELLATURE NERE C ................................... N .................................2. GIACERAI LEONE E ................................... E .................................3. ELENCATA GIRI RETE E ................................... E ................................. 4. MENTALI NUOVO M .................................. A V ............................5. LEI LO SCIACALLI C .................................. AL S ...........................6. IL POLO RIBADIRETE B ................................... DI P ............................ 7. DANAROSA IERI ZELO R ................................... S .................................8. ORNI POLLO SCALMANERETE P ................................... S ............... T ...............9. BANCARIA RIDICENDO A ................................... C ................................ 10. FARETE STROFE E ................................... S .................................


ARR

IL PREFISSO “IDRO” DERIVA DAL NOME “YDOR”,

TERMINE CON IL QUALE GLI ANTICHI GRECI

INDICAVANO L’ACQUA.




17 non sprechiamo ENERGIA!


Secondo le statistiche, nelle abitazioni la maggior parte dell’energia serve al riscaldamento. Ecco alcuni piccoli consigli per risparmiare:

- un grado in meno si traduce nel risparmio del 6% dell’energia;- ricordiamo ai “grandi” di casa di far effettuare periodicamente la manutenzione della caldaia;- meglio una bella doccia piuttosto che fare il bagno: riempire con acqua calda un’intera vasca richiede troppa energia;- non copriamo i caloriferi bloccando il calore con le tende od altro; - anche in inverno, durante la notte bastano 16° nei nostri ambienti.

FACCIAMO LUCE SUL RISPARMIO

In molte case sono ancora presenti le vecchie lampade ad incandescenza, poco effi cienti perché consumano molto e durano relativamente poco. Meglio passare rapidamente a quelle a basso consumo energetico.

IN VIAGGIO VERSO LA DIFESA DELL’AMBIENTE

Una notevole quantità di energia viene consumata dalle auto. Sono comode e veloci, ma il loro motore consuma combustibili fossili, costosi ed inquinanti, nonostante i progressi raggiunti dalla tecnologia nella direzione del risparmio di carburante e del contenimento delle emissioni dannose. Quando i tuoi genitori penseranno ad una nuova auto, ricorda loro che esistono modelli che funzionano a gas (più economici ed ecologici) o addirittura con motore ibrido (motore a scoppio più batteria).E tutte le volte che si può... meglio andare a piedi!Camminare fa bene all’ambiente ed alla nostra salute.

E GLI ELETTRODOMESTICI?

Mettiamo nel frigorifero solo cibi già freddi.Per asciugare il bucato affi diamoci al sole ed all’aria. Utilizziamo lavatrice e lavastoviglie solo a pieno carico. Anche se in stand-by,il televisore e gli altri apparecchi consumano comunque elettricità: spegniamoli del tutto.E quando acquistiamoun nuovo apparecchio,facciamo attenzione alla sua etichetta di effi cienza energetica.

NATURALMENTE ESISTE UN’ALTRA

ECCEZIONALE FONTE ENERGETICA

RINNOVABILE... IL RISPARMIO!




AUTO 2Consumi (litri per 100 Km)

In città: ...............................

Extraurbano: ......................

Misto: .................................


In città: ...............................

Extraurbano: ......................

Misto: .................................

IMPARA A RISPARMIARE ENERGIA

18

RISOLVIAMO IL SEGUENTE PROBLEMA...

CURIOSITÀ

Una lampadina a basso consumo energetico della potenza di 25 Watt, fornisce la stessa illuminazione di una vecchia lampadina ad incandescenza da 100 Watt

Sostituendo in un’abitazione 12 lampadine ad incandescenza da 100 Watt con altre 12 fl uorescenti a basso consumo, quanti Watt potremmo risparmiare conservando lo stesso livello di illuminazione?

Molta energia viene bruciata usando l’auto. É un mezzo molto comodo e spesso ci è indispensabile, al punto che risulta davvero diffi cile immaginare un mondo senza automobili.Aiutiamo i genitori a scegliere con attenzione: un giro per i concessionari d’automobili della zona (o un giro virtuale in internet) ti permetteranno di scoprire i consumi (e i livelli di emissioni) delle auto prese in considerazione. Annota qui i risultati e ...buon viaggio!


In città: ...............................

Extraurbano: ......................

Misto: .................................

IL NOSTRO VIAGGIO NEL MONDO

DELL’ENERGIA FINISCE QUI. MA LE COSE DA SAPERE E DA FARE SONO ANCORA TANTE:

LA NOSTRA CARA VECCHIA TERRA

HA BISOGNO ANCHE DI TE!

25 WATT 100 WATT


ENERGIA INTOrNO A NOI - dixanperlascuola.it · o elettronucleari, il combustibile è l’URANIO. La...

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