Educazione ambientalePercorso di educazione allo sviluppo sostenibile

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

Obiettivo F2

poncroce@gmail.comè, invece, l’indirizzo a cui potrete inviare emailrelative agli argomenti delle lezioni e avere“informazioni di servizio”.

http://educazioneambientale.ning.comè lo spazio web dove potrete trovare i contenutimultimediali (testo, foto, video, forum) e gliapprofondimenti del corso.

www.facebook.comInoltre, digitando “Pon Croce” potrete collegarvied interagire con la pagina Facebook del corso evisionare 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 ricicloMutamenti climatici e riscaldamento globale

Sostenibilità ambientaleCome realizzarla?

Vediamo di che si tratta!

Le energie rinnovabili

Le energie rinnovabili

…e non finisce qui!

ENERGIERINNOVABILI

solare (termica)

solare

elettrica

eolica

biomasse

idroelettrica

solare (fotovoltaica) marina

geotermia

correnti

onde

termovalorizzazione

… ma anche

teleriscaldamento

energia dei rifiutiriciclo

Che cos’è l’energia?

Proviamo a dare insieme

una definizione di energia

Il concetto di energia

Prima

Energia deriva dalla parola grecaενεργέια (energheia) che significaattività.

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

Dopo

I Greci lo usavano per indicarel’attitudine degli schiavi a compiereun lavoro.

Questo significato venne recuperato dagliscienziati all’inizio della rivoluzioneindustriale, per descrivere le leggi cheregolavano il funzionamento delle nuovemacchine capaci di compiere lavoro.

Oggi

la capacità di un sistema di compiere lavoro

Ma l’energia è tutta uguale?

La risposta è…Ni?!

Si

Si, se consideriamo che vienemisurata allo stesso modo, cioèesiste un’unica unità di misura, iljoule (J). Oltretutto è possibileeffettuare delle conversionipassando da una forma dienergia ad un’altra.

NoNo, se consideriamo cheesistono diverse forme dienergia primaria/secondaria,rinnovabile/non rinnovabile).Esistono cioè delle forme dienergia pregiate (piùpreziose perché nobili)rispetto ad altre. Non si puòtornare indietro nelpassaggio di energia!

L’energia è tutta uguale?

Energia primaria ed

Energia secondaria

Cosa sono?

Vediamo le differenze

Energia primaria

L’energia primaria è quellautilizzabile direttamente cosìcome si trova in natura

…meglio nonparcheggiare qui!

Energia primaria

Sono fonti primarie il carbone, ilpetrolio, il gas naturale, la legna, icombustibili nucleari (uranio), il sole, ilvento, le maree, i laghi montani e ifiumi (da cui è possibile ottenereenergia idroelettrica) e il calore dellaTerra che fornisce energia geotermica.

Energia secondaria

L’energia secondaria è quella chederiva dalla trasformazione difonti d'energia primaria

Energia secondaria

Ad esempio, la benzina, che deriva dal trattamentodel petrolio grezzo e l'energia elettrica ottenutadalla conversione di energia meccanica (centraliidroelettriche, eoliche) o chimica (centralitermoelettriche) o nucleare (centrali nucleari).L’energia elettrica viene prodotta attraverso lecentrali elettriche, appositi impianti in grado diconvertire energia primaria (cioè non trasformata)in energia elettrica.

Fonti rinnovabili eFonti non rinnovabili

Cosa sono?Vediamo le differenze

Fonti rinnovabili

Forniscono energia che si rigenera in continuazionemediante trasformazioni chimiche (come le biomasse) ofisiche (come l'energia idrica, solare, eolica, ecc). Inparticolare il sole, il vento, il ciclo dell’acqua, le maree, ilcalore della Terra sono fonti inesauribili, sempre disponibili eche non finiranno mai. Le biomasse, invece, sono in grado dirigenerarsi in tempi confrontabili con quelli della vitadell’uomo. Nel caso della legna, per esempio, è possibileavere sempre a disposizione del combustibile, pur diconsumarne solo una quantità limitata e di preoccuparsi diriforestare laddove sono stati abbattuti gli alberi.

Fonti non rinnovabili

Hanno tempi di rigenerazione lunghi, talmentelunghi (milioni di anni) che una volta sfruttate siconsiderano esaurite. Sono quelle che si sonoformate nel corso di milioni di anni, come icombustibili fossili (petrolio, carbone, gas naturale)o addirittura al momento della formazione delnostro pianeta, come l’uranio. La disponibilità diqueste fonti, per quanto grande, è limitata ed essecostituiscono una sorta di magazzino energeticodella Terra.

Un dato importante

Attualmente, solo il 14%dell'energia consumata nel mondoè prodotta da fonti rinnovabili.Tutto il resto deriva da fonti nonrinnovabili, perlopiù dacombustibili 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 completamentein energia - calore, ma non viceversa a causa dellatendenza del calore alla dispersione. L'energia cheproduce lavoro si distingue a sua volta in energiapotenziale ed energia cinetica.L'energia potenziale è legata alla posizionereciproca di due corpi, come nel caso della forza digravità che diminuisce con l'aumentare delladistanza tra un corpo e il centro della Terra.L'energia cinetica, invece, è l'energia del motodisordinato delle molecole.

Facciamo un esempio…

Lanciando un pallone in aria lo si carica di energiacinetica. Salendo il pallone perde energia cinetica eacquista energia potenziale. Arrivato al punto dimaggior altezza, quando l'energia potenziale èmassima e quella cinetica nulla, il pallone comincia ascendere. Durante la caduta, il pallone aumenta lapropria energia cinetica a svantaggio di quellapotenziale.

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

Energia ieri e oggi

Un po’ di storia

Energia ieri e oggiPrimi tentativi

La storia dell'uomo è stata sempre caratterizzatadalla ricerca di nuove fonti d'energia: inizialmenteper garantirsi la sopravvivenza, poi per migliorareil proprio tenore di vita.In origine l'energia era costituita dal lavoromuscolare, spesso fornito dagli schiavi e daglianimali da soma;successivamente venne sfruttata l'energia eolica(mulini a vento) e idraulica (ruote ad acqua emacchinari vari molto simili a questi).

Energia ieri e oggiRivoluzione industriale

Verso la fine dell'Ottocento, con lo sviluppo della civiltàindustriale, il fabbisogno energetico fu soddisfatto grazieall'utilizzo intensivo del carbone.Sotto il profilo tecnologico costituì un notevole passoavanti l'aver capito che il calore, attraverso la produzionedi vapore, poteva essere trasformato in energiameccanica.La prima applicazione di questa nuova fonte di energia fula macchina a vapore inventata da Watt, che sostituì itradizionali cavalli con dei più moderni "cavalli-vapore".

Energia ieri e oggiNovecento: avvento del petrolio

Nei primi decenni del Novecento, dopo un avviopromettente dell'energia idroelettrica, grandigiacimenti di petrolio vennero scoperti in MedioOriente: la corsa all' "oro nero" era cominciata.Negli anni '60, dopo mezzo secolo di dominioincontrastato del petrolio, il gas naturale si èdimostrato una valida alternativa, soprattutto perquanto riguarda gli impieghi domestici (cottura eriscaldamento), grazie al suo minore impattoambientale.. .

Energia ieri e oggiCrisi del petrolio

All'inizio degli anni '70 in alcuni Paesi ha cominciatoa farsi avanti l'energia nucleare, principalmentenell'ambito della produzione di elettricità.Lo sviluppo dell'energia nucleare, così come quellodi altre fonti energetiche alternative, si spiega con iforti incrementi del prezzo del greggio provocatidalle "crisi petrolifere" verificatesi del '74 e del '79,e da quella del 1990, durante la Guerra del Golfo.ll serbatoio delle fonti di energia attualmentedisponibili, è costituito da petrolio, gas naturale,carbone, energia idroelettrica ed energia nuclearein percentuali variabili da nazione a nazione.

Energia ieri e oggiLa situazione attuale

A queste fonti principali se ne aggiungono altre,anche se in quantità ancora poco significative,ma dotate della caratteristica di essererinnovabili: l'energia geotermica, l'energiasolare, l'energia eolica, l'energia da rifiuti,l'energia da biomasse.

Energia ieri e oggiPrevisioni

L'Agenzia Internazionale dell'Energia (uno dei piùimportanti istituti di ricerca che si occupa di studisull'energia) prevede che da qui al 2020 il consumomondiale di energia del mondo aumenterà di circa il65% rispetto ai livelli attuali. Quali fonti fornirannotutta questa energia all'uomo? La disponibilità dicombustibili fossili sarà sempre più ridotta con ilpassare del tempo (a causa dell'esaurimento deigiacimenti) e per poter soddisfare la crescentedomanda di energia, sarà necessario avvalersi dinuove fonti, in particolare di quelle rinnovabili e aminore impatto ambientale. Una delle possibilialternative al petrolio è rappresentata dall'idrogeno.

Energia ieri e oggiIl futuro

L'idrogeno è un elemento contenuto in molte sostanze(dall'acqua al metano) ed è disponibile sulla Terra in enormiquantità. Esso si può utilizzare, per esempio, nella cella acombustibile: un apparecchio in grado di attivare un processoelettrochimico che trasforma l'energia contenutanell'idrogeno in elettricità e calore evitando la combustione,causa di numerose emissioni di inquinanti dell'aria. Le celle acombustibile possono essere impiegate in diversi settori: daitrasporti (autobus e automobili), all'edilizia (produzioned'acqua calda riscaldamento e condizionamento) eall'elettronica (cellulari e computer). Attualmente però letecnologie a disposizione per la produzione, la conservazione,il trasporto e l’utilizzo dell’idrogeno devono essereulteriormente testate e migliorate prima che tale risorsa possaessere usata su vasta scala.

Prima di continuare …

… vediamo cosaabbiamo 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