G u id a in s e g n a n ti - ENI Scuola

Guida per gli insegnanti
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
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.
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.
4
5
AT
IT
V
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
à·
T TI
energia dal vento
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.
à · A T T IVIT
io robot
energia dall’acqua
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 ab6
7
à·
AT
IT
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)?
à · A T T IVIT
consumi e sprechi
V
energia dalla terra
bondanza 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.
T TI
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.
petrolio
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.
9
à·
AT
IT
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.
à · A T T IVIT
trasformazioni
V
8
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 CO2 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).
T TI
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;
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
10
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
11
à·
AT
IT
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.
à · A T T IVIT
scopriamo il tabellone
V
gas naturale
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).
T TI
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.
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 elettronu12
13
à·
AT
IT
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.
à · A T T IVIT
cambio di marcia
V
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.
T TI
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.
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.
14
P rogettazione 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
www.giuntiprogettieducativi.it
www.eniscuola.net
© 2012 Giunti Progetti Educativi S.r.l.
via Bolognese 165, 50139 Firenze – Italia
Prima edizione: settembre 2012
Stampato in Italia presso Giunti Industrie Grafiche S.p.A. – Stabilimento di Prato
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