cos è l energia? eni, la scuola, l energia

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1 Guida per gli insegnanti

2 eni, la scuola, l energia La conoscenza dell energia è un elemento molto importante per comprendere tanti aspetti del mondo che ci circonda. Per questo eni da oltre vent anni mette a disposizione della scuola le sue competenze scientifiche fornendo ai ragazzi gli strumenti per capire la complessità delle fonti energetiche, la loro origine, il loro uso. Conoscere questi temi è un punto di partenza fondamentale per assicurare alle generazioni future un ambiente a misura d uomo. cos è l energia? Ogni cosa per funzionare ha bisogno di energia. Cosa succederebbe se tutta l energia scomparisse all improvviso? Tutto sarebbe immobile, freddo, spento privo di vita. L energia ci dà luce, scalda i nostri corpi e le nostre case, ci permette di cuocere i dolci e di tenere il latte al fresco, fa funzionare la tv e l auto. Insomma, l energia ci permette di vivere bene. Tutto questo perché l energia è luce: che usiamo per illuminare. è calore: con cui scaldiamo le case e noi stessi, ma anche il nostro cibo. fa muovere: tutto ciò che si muove ha bisogno di energia, che le automobili trovano nella benzina, i giocattoli nelle batterie, le barche a vela nel vento fa funzionare gli apparecchi: la tv, il computer, il frigorifero, la lavatrice, i telefonini L energia serve per muoversi, per scaldarsi, per far arrivare l acqua nelle case, per comunicare, per produrre gli oggetti e smaltire i rifiuti ogni cosa ne ha bisogno! Ma da dove viene? L energia è dappertutto, è nella struttura della materia e nella forza dei fenomeni naturali. Si trova nei legami chimici del petrolio, del carbone e del gas: è energia chimica che si trasforma in calore durante il processo di combustione. C è energia anche nella forza del vento che soffia e dell acqua che scende dai monti: è energia meccanica che può essere trasformata in energia elettrica. Altra energia sfruttabile è quella presente nei legami nucleari degli atomi di alcuni elementi, come ad esempio l uranio: è l energia nucleare. In particolari condizioni, che l uomo ha imparato a riprodurre, i legami nucleari si rompono producendo enormi quantità di calore (energia termica). Le fonti di energia della Terra sono tante; purtroppo le attuali tecnologie ci consentono di trasformarne e utilizzarne solo una piccola parte. Le fonti di energia attualmente più usate, i combustibili fossili, sono dette non rinnovabili, perché sono destinate a finire, ma sempre più stiamo cercando di sfruttare altre energie, quelle rinnovabili, che per loro natura non si esauriscono nel tempo. Sono rinnovabili le energie del sole e del vento, inesauribili, con ridotto impatto sull atmosfera, ma che hanno una densità energetica (è l energia accumulata in un sistema e il suo volume) minore che, per le attuali tecnologie, non le rendono economicamente utilizzabili per tutte le attività dell uomo; ad esempio, una centrale fotovoltaica ha bisogno di spazi da 10 a 100 volte superiori rispetto ai consueti metodi di generazione elettrica tramite combustibili fossili. 3

3 energia dal sole Il sole emette un enorme quantità di energia che arriva sulla Terra sotto forma di raggi, luce e calore, senza la quale non ci sarebbe vita sulla Terra: in una sola ora il nostro pianeta riceve più energia di quella usata dall intera popolazione terrestre in un anno. Purtroppo, non siamo ancora in grado di sfruttare al meglio questa grande ricchezza. Le attuali tecnologie permettono di solito due usi: si può sfruttare l energia del sole per produrre calore (solare termico) o elettricità (solare fotovoltaico). Le due diverse produzioni richiedono una tecnologia diversa. Il solare termico sfrutta i raggi solari per scaldare un liquido con cui a sua volta si riscalda, tramite uno scambiatore, l acqua contenuta in un serbatoio. Gli impianti fotovoltaici invece, mediante il silicio, trasformano i raggi di sole in elettricità. Dal sole derivano indirettamente anche molte altre energie che l uomo può sfruttare. I combustibili fossili sono il risultato della trasformazione di materia organica, derivata da antichi esseri viventi, ma anche l energia eolica è dovuta al sole: il vento non è altro che lo spostamento di masse di aria riscaldate e lo stesso vale per il moto ondoso, creato dal vento che soffia sulla superficie del mare. energia dal vento Immaginiamo una giornata di tempesta. Gli alberi che si piegano, le persiane che sbattono, oggetti che volano: il vento è proprio una forza! E l uomo si è accorto molto presto di poterlo utilizzare: migliaia di anni fa ha inventato la barca a vela, per navigare e andare a conoscere il mondo, e i mulini a vento per macinare farina, pompare l acqua da sottoterra o altri importanti lavori. Negli ultimi anni, a causa della crisi energetica e ambientale, l energia eolica è stata rivalutata. I nuovi impianti per sfruttare l energia del vento possono avere dimensioni e usi diversi. Si va dal mini-eolico, per un uso domestico, al parco eolico che è una vera e propria centrale elettrica, con enormi pale a vento collegate alla rete elettrica. Gli impianti eolici hanno preso il posto dei vecchi mulini a vento. Sempre più spesso li vediamo nelle nostre campagne o lungo le coste: colonne alte fino a 100 metri cui sono attaccate grosse pale bianche che girano lentamente. Questi impianti trasformano l energia del vento in elettricità. La macchina che lo permette si chiama aerogeneratore e funziona con lo stesso principio del mulino, solo che le pale spinte dal vento vengono collegate a un generatore elettrico. L energia eolica è rinnovabile e senza emissioni in atmosfera, e può fornire alla rete nazionale un contributo significativo in termini di energia elettrica prodotta. L utilizzo di questa fonte energetica in ambiente deve conciliarsi con la presenza di zone a vento costante e la tutela del paesaggio. io robot L energia è importante per muoversi. Proponiamo quindi un gioco di movimento: diciamo ai bambini che ognuno di loro è un robot e che ha bisogno di carburante per muoversi; i vari tipi di carburante saranno rappresentati da cartoncini colorati. Ogni colore rappresenta un diverso carburante: alcuni sono più efficienti, altri meno. Distribuiamo casualmente e di nascosto a ciascun bambino un cartoncino. Spieghiamo che il carburante rosso è molto energetico ma dura poco, circa un minuto; quello giallo dura un po di più, un minuto e mezzo, ma è poco efficiente e permette attività ridotte e rallentate; i carburanti verdi e blu sono di potenza media, ma durano molto a lungo, fino a due minuti. Ora facciamo partire il cronometro e diamo il via: tutti inizieranno a muoversi (alcuni più dinamicamente e altri meno, a seconda del colore), finché scandiremo a voce alta il passaggio di un minuto, di un minuto e mezzo e di due minuti. Spieghiamo quindi ai bambini che per muoverci ci vuole energia, ma che i carburanti e dunque le prestazioni non sono uguali. 4 5

4 energia dall acqua L energia idroelettrica viene ricavata dalla forza dell acqua, di fiumi e laghi, grazie a dighe e condotte forzate. Nelle centrali idroelettriche a salto si sfruttano grandi altezze di caduta disponibili nelle regioni montane. Nelle centrali idroelettriche ad acqua fluente si utilizzano invece grandi masse di acqua fluviale che superano piccoli dislivelli. Come funziona la produzione di energia idroelettrica? L acqua di un lago o di un bacino artificiale viene convogliata a valle attraverso condutture che la portano alle turbine le quali, colpite, girano vorticosamente. Le turbine sono collegate a un alternatore che, grazie al fenomeno dell induzione elettromagnetica, trasforma l energia meccanica in energia elettrica. Per immagazzinare energia e averla sempre a disposizione, l acqua viene pompata nei serbatoi a monte sfruttando l energia prodotta e non richiesta durante la notte cosicché di giorno, quando la richiesta è maggiore, si può disporre di ulteriori masse d acqua con cui produrre energia. L energia prodotta dalle centrali idroelettriche è a tutti gli effetti energia rinnovabile in quanto l acqua può essere utilizzata senza depauperamento. Nel caso di bacini artificiali, la loro realizzazione deve garantire il mantenimento degli ecosistemi che dipendono dai corsi d acqua interessati. In Italia costituisce la più importante risorsa energetica interna. Sfrutta il movimento dell acqua anche l energia mareomotrice, un energia pulita che si ricava dagli spostamenti d acqua provocati dalle maree. energia dalla terra L energia geotermica si produce sfruttando il calore della terra. Le temperature al di sotto della crosta terrestre, infatti, mediamente aumentano di 2-3 C ogni 100 metri di profondità; ma in alcune zone, in particolare quelle interessate da fenomeni di vulcanesimo attivo, sono molto elevate già a profondità modeste. Se nel sottosuolo di queste zone vi è abbondanza di acqua, questa si scalda fino all ebollizione e, trasformata in vapore, fuoriesce dalle spaccature della crosta terrestre provocando fumarole e geyser: vere e proprie eruzioni di acqua bollente e vapore. Il vapore viene incanalato verso una turbina per generare elettricità. Una volta sfruttato, il vapore si raffredda e l acqua che ha ancora una temperatura intorno ai 120 C può essere utilizzata per riscaldare serre, capannoni e abitazioni. Invece di bruciare un combustibile per ottenere energia termica, nelle centrali geotermiche viene quindi sfruttato il vapore caldo che esce dalla crosta terrestre. Di fatto, è come se la Terra si sostituisse alla caldaia per produrre il vapore da inviare alla turbina che genera energia. L energia geotermica è quindi un energia pulita e rinnovabile, in quanto non soggetta a esaurimento se non in tempi lunghissimi, quelli geologici della vita della Terra! In Italia questo tipo di energia è conosciuto e applicato da tanto tempo, tanto che i primi impianti al mondo sono sorti proprio nel nostro Paese: sono gli impianti toscani di Larderello, costruiti nel 1904 e tutt ora in funzione. consumi e sprechi Ecco un gioco di osservazione per capire insieme ai bambini in quanti contesti quotidiani loro stessi vedono e usano l energia e magari anche quanta ne sprecano! Proponiamo ai bambini di fare una caccia al tesoro in casa. Ognuno dovrà scegliere una stanza della propria casa e fare un elenco con più tracce possibili di consumo di energia. L elenco dovrà contenere gli oggetti che consumano energia (accanto deve scrivere se nel momento dell osservazione sono accesi o spenti). Inoltre, dovranno essere segnalati sull elenco tutti gli sprechi di energia: c è un televisore acceso mentre nessuno lo guarda? C è un apparecchio lasciato in standby? Il giorno successivo leggeremo gli elenchi in classe e cercheremo di scoprire insieme quante cose nelle nostre case consumano energia, valorizzando se qualcuno è riuscito a scoprire oggetti ed elementi che gli altri non hanno osservato. Soffermiamoci soprattutto sugli sprechi: ne abbiamo notati molti? Quali ricorrono più spesso? Ce n è qualcuno, probabilmente in molte case, che non è stato preso in considerazione (come gli standby o i caricabatterie lasciati attaccati)? 6 7

5 petrolio Il petrolio è un liquido oleoso prodotto dalla trasformazione dei resti organici, animali e vegetali, rimasti sepolti nel sottosuolo per milioni di anni. È oggi la nostra principale fonte di energia, che purtroppo non è rinnovabile dal momento che sono stati necessari milioni di anni perché si formassero i giacimenti che noi oggi sfruttiamo nell arco di qualche decennio. D altra parte è anche vero che esistono ancora molti giacimenti non scoperti, che l esplorazione petrolifera renderà disponibili per la produzione negli anni a venire. Ma come si è formato il petrolio? Nel corso delle ere geologiche i sedimenti marini che si depongono sul fondo vengono via via sommersi da nuovi sedimenti e sprofondano anche di diverse migliaia di metri. Sotto il peso enorme dei sedimenti soprastanti la materia organica, che in alcuni di essi e soprattutto nelle argille è contenuta in quantità particolarmente abbondante, in assenza di ossigeno e per effetto del calore si decompone, alterandosi e trasformandosi in petrolio (oltre che, come vedremo più avanti, in gas naturale). Col passare del tempo, le rocce liberano gli idrocarburi di cui sono imbevute e questi, essendo più leggeri dell acqua che è presente ovunque nei sedimenti del sottosuolo, per galleggiamento tendono a salire verso l alto finché non incontrano uno strato di roccia impermeabile che li ferma. Qui, non potendo più muoversi, rimangono intrappolati e si accumulano: ecco che si formano i giacimenti, che si trovano sottoterra da poche centinaia a migliaia di metri di profondità. Per estrarre il petrolio si perforano dei pozzi che attraversano la roccia fino a incontrare il giacimento. Nei pozzi vengono successivamente calati e fissati con cemento dei tubi, muniti di valvole di regolazione e di chiusura, attraverso i quali il petrolio arriverà in superficie. I giacimenti possono trovarsi anche al di sotto dei fondali marini; per sfruttare queste risorse l uomo costruisce le piattaforme petrolifere, imponenti strutture di metallo al largo delle coste. In Italia le troviamo in Adriatico, nello Ionio e nel Canale di Sicilia. Nell antichità il poco petrolio che nella sua risalita raggiungeva la superficie veniva talvolta raccolto e utilizzato così com era: greggio, utilizzandolo per l illuminazione o come fonte di calore. Oggi invece il petrolio viene scomposto in molti prodotti diversi, ciascuno dedicato a un uso specifico, e in questo modo se ne massimizza la resa come fonte di energia. Dai giacimenti viene portato direttamente alle raffinerie mediante tubazioni continue (oleodotti), o con navi opportunamente attrezzate (navi cisterna o petroliere), o con speciali autoveicoli (autocisterne) e carri ferroviari (carri cisterna). Con il petrolio vengono realizzati molti prodotti: alcuni, come la benzina e il gasolio, servono a produrre energia; altri, come le materie plastiche, vengono utilizzati per produrre oggetti di larghissimo uso. A ogni modo, i derivati del petrolio sono soprattutto utilizzati come combustibili, grazie alla loro notevole densità energetica: nelle centrali termoelettriche per la produzione di energia elettrica, negli impianti domestici per il riscaldamento e la produzione di acqua calda, per fornire energia alle fabbriche e per alimentare i motori termici di un infinità di veicoli grandi e piccoli. L utilizzo dei prodotti derivati dal petrolio genera emissioni in atmosfera di CO 2 e di prodotti della combustione e sono necessari accorgimenti per limitare l impatto di queste sostanze sulla salute dell uomo e dell ambiente (ad esempio le marmitte catalitiche degli automezzi). trasformazioni Costruiamo un piccolo giocattolo scientifico: il serpente girandola. Disegniamo su un cartoncino (o carta velina o alluminio) dei serpenti arrotolati. Coloriamoli a piacere e ritagliamoli. Poi facciamo un buchino con la punta della matita al centro del disegno e infiliamoci un filo di nylon o uno spago. Appendiamo i serpentelli sopra il termosifone. Cosa succede? I serpenti inizieranno a girare vorticosamente. Perché? Quale energia li fa muovere? Se li spostiamo dal termosifone si muovono ancora? Lasciamo fare ipotesi ai bambini, infine diamo la soluzione: a far muovere i serpenti è il calore del termosifone, energia termica che spostando l aria verso l alto diventa energia meccanica. Per un ulteriore prova proponiamo di fare l esperimento contrario: quand è che il movimento si trasforma in calore? Immaginate una giornata d inverno: cosa facciamo se abbiamo le mani fredde? Perché ce le sfreghiamo? Lasciate che i bambini lo sperimentino. Avvicinarci in modo sperimentale e giocoso al concetto di trasformazione dell energia ci sarà di fondamentale aiuto per stimolare la curiosità dei bambini e affrontare la comprensione di tutti i diversi processi di produzione dell energia. carbone Fino al 1960 il carbone ha dominato lo scenario energetico, subendo poi la concorrenza del petrolio, più facile da estrarre e trasportare. La sua importanza è tuttavia ancora oggi rilevante: nel 2009 copriva il 27% del totale dei consumi primari di energia. 8 9

6 Il carbone è un combustibile fossile, come il petrolio e il gas naturale. Diversamente da loro è solido. È diversa anche l origine: il petrolio e il gas naturale si sono formati dai resti di microscopici organismi acquatici, mentre il carbone da resti di piante. Perché si formino giacimenti di carbone servono centinaia di milioni di anni: il suolo sprofonda lentamente e i resti vegetali vengono sepolti da sabbie e argille portate dai fiumi; in assenza di ossigeno, la materia vegetale schiacciata e scaldata si trasforma in materiali sempre più poveri d acqua e più ricchi in carbonio. Il carbone è molto usato per produrre energia elettrica (quasi il 40% dell elettricità al mondo): in appostiti impianti, viene bruciato per scaldare l acqua che, trasformata in vapore, fa girare delle turbine collegate a generatori; dall energia meccanica della turbina che gira si crea l energia elettrica. Le acciaierie utilizzano il coke: un combustibile compatto che si ottiene portando il carbone ad alte temperature e con cui si produce l acciaio. I gas di carbone sono usati nella produzione di solventi, prodotti farmaceutici, fertilizzanti Dal carbone si ottiene anche il catrame e nei Paesi in via di sviluppo è ancora usato per scaldarsi e cucinare. Il carbone però ha alcuni forti limiti perché è destinato a esaurirsi e inquina molto, e sono necessarie tecnologie molto sofisticate per catturare i prodotti della combustione. gas naturale Il gas naturale è oggi al terzo posto nei consumi mondiali di energia, con buone prospettive di crescita, eppure è stata l ultima fonte fossile di energia ad affermarsi, perché, fino a pochi decenni fa, imbrigliarlo in un gasdotto e trasportarlo per lunghe distanze era troppo costoso. Il gas naturale è un combustibile fossile, come petrolio e carbone. È costituito da idrocarburi (soprattutto metano, ma anche propano e butano) e altri gas (anidride carbonica, azoto, idrogeno solforato ecc.). Per essere usato viene trattato in modo da eliminare l anidride carbonica, l azoto e l idrogeno solforato: resta così soprattutto il metano, un idrocarburo gassoso incolore, inodore e non tossico. Miscelato con l aria, il metano è infiammabile. Grazie ai suoi numerosi benefici economici e ambientali, negli ultimi anni il gas naturale è molto usato per la produzione di elettricità. Nelle centrali elettriche a vapore si utilizza il gas naturale come combustibile per produrre il vapore che, ad alta pressione, mette in moto una turbina la quale fa girare un alternatore, generando energia elettrica. Nelle centrali elettriche a turbogas si sfrutta invece direttamente l energia prodotta dalla combustione di metano (o gasolio) senza caldaia per trasformare acqua in vapore e senza condensatore per ritrasformare il vapore in acqua: in tal modo i costi dell impianto sono ridotti ed è possibile costruire centrali anche lontano da fiumi e dal mare. Il rendimento però è basso e quindi il costo dell energia è alto. Esistono a questo scopo sistemi a ciclo combinato, molto efficienti, che sfruttano il calore generato per produrre elettricità (associando una centrale a turbogas e un gruppo a vapore). scopriamo il tabellone È arrivato il momento di guardare insieme il tabellone. Possiamo farlo in classe, in modo che la sua osservazione diventi essa stessa un momento di gioco e scoperta. Affacciamoci alle finestre: dove vediamo energia? Da dove arriva? Chi la sta usando? Quanti tipi di energie vediamo? Elettricità? Carburanti? Cos altro? Apriamo quindi il tabellone e chiediamo di fare ipotesi sulle diverse immagini prima di aprire le finestrelle con i testi: per ognuna proviamo a ipotizzare perché è stata inserita (ovvero cosa ci aspettiamo di leggere dietro alle varie finestrelle). Ce n è qualcuna che non ci dice proprio nulla o qualche fonte di energia che proprio non conosciamo? Abbiamo visto dal vivo tutte le energie rappresentate? Ce ne sono alcune vicino a noi, nel nostro territorio? Dopo aver esplorato tutte le finestrelle del tabellone e averne letto i testi, possiamo evidenziare l interdipendenza di tutto il sistema energetico. Proponiamo ai bambini di individuare i rapporti tra le varie energie, le varie fonti, i diversi usi, e di rappresentarli con frecce commentate. Alla fine il nostro tabellone si trasformerà in una grande mappa concettuale. biomassa Scarti di origine forestale o agricola possono essere usati per produrre energia (non sono quindi inclusi i rifiuti urbani o zootecnici). Possiamo considerare la vegetazione terrestre come un magazzino naturale di energia solare; con la fotosintesi clorofilliana (durante la quale, grazie all energia solare, l anidride carbonica atmosferica si combina con l acqua 10 11

7 per produrre gli zuccheri necessari alla sopravvivenza delle piante) si producono le biomasse: così nei legami chimici delle sostanze prodotte è immagazzinata l energia solare che ha attivato la fotosintesi. Nel processo di combustione delle biomasse, l ossigeno atmosferico si combina con il carbonio in esse contenuto, si liberano anidride carbonica e acqua e si produce calore. L anidride carbonica torna nell atmosfera e da qui è nuovamente disponibile a essere re-immessa nel processo fotosintetico per produrre nuove biomasse. Le biomasse, dunque, rappresentano una risorsa rinnovabile se la coltivazione delle piante che le generano viene effettuata in modo sostenibile garantendo la preservazione del suolo e la ripetitività dei raccolti. Nel processo si produce anidride carbonica, ma equivale più o meno alla quantità che le stesse piante hanno trasformato in ossigeno con la fotosintesi. Le emissioni sono quindi pressoché bilanciate: usare biomasse a fini energetici limita quindi l accumulo di anidride carbonica nell atmosfera. Le biomasse sono usate prevalentemente per produrre energia (soprattutto le biomasse ligneo-cellulosiche, per il riscaldamento domestico, la produzione di energia elettrica e gli usi industriali) o sintetizzare carburanti e prodotti. Nel 2009 hanno coperto il 10% circa del fabbisogno di energia nel mondo. nucleare cleari funzionano quindi in modo simile a quello di una normale centrale termoelettrica, con la differenza che l acqua viene riscaldata dall energia liberata dal reattore nucleare. Oltre a essere stati sollevati dubbi sulla sua economicità, le preoccupazioni principali sull uso di questa energia riguardano l impatto sull ambiente e la sicurezza delle persone e sono collegate alla radioattività delle scorie nucleari e al pericolo di contaminazione radioattiva dell ambiente a seguito di un incidente. Tuttavia la ricerca sul nucleare di ultima generazione sta cercando di dare risposte a questi problemi di sicurezza che a oggi sembrano essere le incognite più pericolose di questa fonte energetica. L energia nucleare è arrivata a coprire, in soli 50 anni, oltre il 15% dei consumi mondiali di elettricità. L energia nucleare viene prodotta attraverso un procedimento che si chiama fissione e che provoca profonde modifiche della struttura della materia. Nelle reazioni di fissione nucleare, i nuclei di alcuni atomi pesanti si spezzano producendo nuclei con numero atomico minore, diminuendo la propria massa totale e liberando una grande quantità di energia. Il calore che si genera consente di scaldare un fluido (chiamato fluido termovettore) che mette in movimento una turbina: l energia meccanica viene poi convertita in elettricità da un alternatore collegato alla turbina. Le centrali elettronucambio di marcia Ora che abbiamo scoperto come funziona il complesso universo delle energie, c è qualcosa che ci piacerebbe cambiare? Ci vengono in mente dei modi per usare l energia in modo intelligente, senza sprecarla e inquinando il meno possibile? Iniziamo con un piccolo gioco totalmente di fantasia; ogni bambino può disegnare una macchina per risparmiare energia: una macchina che faccia luce o che si muova o che riscaldi, utilizzando qualche sistema creativo, ecologico e innovativo. In questo gioco bisogna lasciare libera la fantasia: è una palestra per inventori di domani ed è importante non precludere loro alcuna strada! Poi riflettiamo insieme sui possibili modi per cambiare fin da subito le nostre abitudini di consumare l energia. Prepariamo 4 disegni: una macchina, una lampadina, un termosifone, una tv con un frigo e una lavatrice; procuriamoci una pallina di gomma. Dividiamo i bambini in due squadre e disponiamoci in cerchio. Scopriamo uno dei disegni e tiriamo la palla a un componente della squadra A: chi la riceve dovrà suggerire un modo per risparmiare l energia rappresentata nel disegno (se è stata scoperta la macchina, bisognerà dire un modo per consumare meno benzina, andando in macchina o evitandola); dopo aver risposto, o se non troverà nessuna risposta, dovrà passare la palla a un componente della squadra avversaria (qualcuno che non sia ancora stato interpellato), che dovrà cercare di rispondere e poi passare la palla. E così via. Ogni risposta vale un punto. Quando un disegno è esaurito, scopriamo il disegno successivo

8 quale energia? Oggi i combustibili fossili petrolio, carbone, gas naturale sono la principale fonte energetica, perché danno buoni risultati, sono facilmente trasportabili e costano ancora relativamente poco. Hanno però anche alcuni svantaggi: inquinano e non sono rinnovabili. Il nucleare poi, pur essendo un energia pulita dal punto di vista delle emissioni, dà problemi ambientali e di pubblica sicurezza (oltre alla gestione delle scorie). Per tutti questi motivi la produzione energetica si sta sempre più spostando sulle energie rinnovabili, ma anche queste presentano alcuni problemi. Le principali critiche all energia solare riguardano l impatto economico (è ancora troppo costosa) e l efficienza, in quanto la produzione di energia solare risente della copertura nuvolosa e della completa assenza di sole durante la notte. Problemi col tempo forse risolvibili, abbattendo i costi con le nuove tecnologie e adottando sistemi di immagazzinamento. Altre critiche hanno poi riguardato il consumo di territorio e i problemi legati allo smantellamento degli impianti che dopo un paio di decenni risultano esauriti. Anche l energia eolica ha il problema dell intermittenza e dell impatto ambientale/paesaggistico. La possibilità di sfruttare il vento dipende ovviamente dalle caratteristiche morfologiche di ventosità di un luogo, ma è comunque difficile che i parchi eolici forniscano una quantità di energia standard. Una soluzione sarebbe quella di immagazzinare gli eccessi di produzione durante i periodi di picco, o di creare centrali ibride eolico/ idrogeno. I detrattori di questa tecnologia affermano poi che i parchi eolici sono rumorosi e distruggono il paesaggio. Tuttavia, l impatto acustico produce una vibrazione che già a meno di 100 metri non supera i 50 decibel (paragonabile a una normale conversazione). Per quanto riguarda le centrali idroelettriche, la creazione di grossi bacini può avere un forte impatto ambientale e socio-economico perché trasforma profondamente il paesaggio, modifica l habitat naturale e incide sulla vita delle comunità. L utilizzo dell energia geotermica non ha impatto in termini d inquinamento dell atmosfera, del terreno e delle acque, ma il suo sfruttamento non è semplice e non è da sottovalutare l imponenza degli impianti che con le enormi torri di raffreddamento modificano notevolmente il paesaggio. Le biomasse, infine, richiedono grandi aree dedicate, a causa della bassa resa energetica, con uso di fertilizzanti potenzialmente dannosi; non generano produzioni costanti; hanno inoltre problemi legati al trasporto. Recentemente sono stati anche sollevati dubbi sulla totale sostenibilità ambientale e sociale delle biomasse. In conclusione un buon bilanciamento nella gestione delle fonti passa per la dimensione degli impianti, il luogo, un adeguata diversificazione, la modifica dello stile di vita e la realizzazione di infrastrutture pubbliche e private più efficienti. Progettazione editoriale: Giunti Progetti Educativi Responsabile editoriale: Rita Brugnara Coordinamento editoriale: Fabio Leocata Testi: Delia Modonesi Illustrazioni: Cartobaleno s.n.c. Progettazione grafica e impaginazione: Carlo Boschi Redazione: Camilla Gensini Ufficio tecnico: Elena Orsini Giunti Progetti Educativi S.r.l. via Bolognese 165, Firenze Italia Prima edizione: settembre 2012 Stampato in Italia presso Giunti Industrie Grafiche S.p.A. Stabilimento di Prato 14

9 A casa, a scuola, per strada e poi sotto terra, in mare, nei fiumi ma anche nei raggi del sole e nella forza del vento! Di cosa parliamo? Dell energia, naturalmente. E dei tantissimi modi per ottenerla. Questa guida aiuta ad affrontare in classe i temi connessi all energia da dove viene e come la utilizziamo e a spiegare le diverse tipologie e il differente impatto sul territorio. Al suo interno, sono presenti anche divertenti attività da svolgere con gli studenti. CM 57881C