SCUOLA PRIMARIA FALERNA C.C. CLASSI IV E V

1. SCUOLA PRIMARIA FALERNA C.C.CLASSI IV E V PROGETTO AMBIENTE E CIVILTÀ LE ENERGIE ALTERNATIVE ____________________________________________________ ANNO SCOLASTICO 2005/06

2. PREMESSA Nell’ambito del Progetto Ambiente e Civiltà, promosso dal Dirigente Scolastico, noi alunni delle classi IV e V della Scuola Primaria di Falerna c.c. abbiamo affrontato la tematica delle Energie Alternative. Ci siamo appassionati all’argomento, perché ci siamo resi conto che essa riguarda molto da vicino le nostre vite e il nostro futuro e perciò abbiamo effettuato con molto entusiasmo le nostre ricerche, utilizzando le fonti più disparate: abbiamo raccolto dati e documenti e realizzato schede, cartelloni e disegni. I risultati delle nostre indagini sono stati raccolti nel presente opuscolo, che tratta appunto delle Energie Alternative, delle quali vengono descritte brevemente le fonti da cui derivano e le centrali che le trasformano in elettricità, evidenziandone funzionamenti, pregi e difetti. Abbiamo, infine, accennato al rapporto che intercorre tra risorse energetiche, ambiente e sviluppo sostenibile, traendo in merito le nostre conclusioni. Riteniamo di essere diventati un po’ più consapevoli ed esperti su un tema così importante ed anche le insegnanti che ci hanno guidato si sono dette soddisfatte dell’impegno e dell’interesse con cui abbiamo lavorato e dei risultati che abbiamo raggiunto.

3. DEFINIZIONE DI ENERGIA Gli scienziati hanno definito l’energia come la capacità di compiere lavoro che un corpo o un sistema possiede. Essa costituisce la principale risorsa in grado di consentire lo sviluppo economico di una società. L’energia non si distrugge, quindi, è sempre immagazzinata sotto forme e materiali diversi che chiamiamo "risorse energetiche" o "fonti energetiche". Se si esclude una parte minima (0,02%) che proviene dalle maree e dal calore interno della terra, l’energia che utilizziamo deriva quasi interamente (99,98%) dall’energia solare. La maggior parte di essa dà origine al clima (luce calore, venti e ciclo dell’acqua), mentre una quota piccolissima viene trasformata in energia chimica attraverso la fotosintesi clorofilliana effettuata dai vegetali, gli unici in grado di intercettare l’energia solare, di trasformarla e di immagazzinarla negli alimenti e nei combustibili (legna, carbone, petrolio, gas naturale); gli animali e l’uomo, invece, assumono energia sotto forma di cibo già trasformato, ogni volta che si nutrono di vegetali o di altri animali che si sono a loro volta nutriti di vegetali.

4. LE ENERGIE ALTERNATIVE Sotto il termine di energie alternative (o di fonti energetiche minori) si usa raggruppare un insieme di risorse energetiche che ancora non danno un contributo rilevante al fabbisogno di energia, ma che vengono ormai riconosciuti a pieno diritto come le alternative dell’immediato futuro per assicurare, insieme ad altre fonti, un giusto fabbisogno di energia pulita alla collettività. Si tratta dell’energia solare, dell’energia geotermica, dell’energia idraulica, dell’energia eolica, della cogenerazione e del riciclaggio dei rifiuti.

5. LE ENERGIE ALTERNATIVE

6. ENERGIA DAL SOLE L'energia raggiante prodotta nel Sole da reazioni nucleari è fondamentale per i fenomeni vitali e fisici della Terra: determina il processo di fotosintesi che consente lo sviluppo della vita vegetale; è responsabile del ciclo dell’acqua e dei venti, tuttora utilizzati come risorsa locale di elettricità; consente la formazione delle biomasse e quindi dei combustibili fossili e dei prodotti agricoli, che avendo assorbito l'energia solare sono serbatoi di energia. Per sfruttare la radiazione solare si ricorre a impianti a pannelli solari, o collettori solari. L'energia ottenuta può essere usata come calore per riscaldare un gas o un fluido, o essere convertita in elettricità sfruttando l'effetto fotovoltaico e le proprietà fisiche di particolari materiali.

7. CENTRALI SOLARI Le centrali solari si distinguono in centrali solari a torre e centrali solari a celle fotovoltaiche. Le prime sono formate da un campo di specchi (eliòstati) che riflettono i raggi solari su una torre dov’è collocata una caldaia, in modo che riscaldino l’acqua in essa contenuta trasformandola in vapore che viene avviato al gruppo turbo-alternatore. Le altre sono costituite da pannelli i cui materiali detti semiconduttori trasformano direttamente le radiazioni luminose in energia elettrica. PREGI DIFETTI Producono energia Dipendono dall’irradiazione pulita, rinnovabile ed solare che è discontinua e economica. necessitano di un’enorme superficie per la loro installazione.

11. ENERGIA DALL’ACQUA È la forma di energia ottenuta mediante la caduta d'acqua attraverso un dislivello; è una risorsa naturale, disponibile ovunque esista un considerevole flusso costante d'acqua. L'uso dell'energia idraulica risale all'antichità: già i Greci e i Romani usavano ruote idrauliche per macinare il grano. Gli impianti idroelettrici, il primo dei quali fu costruito nel 1880, sono serviti da un grande bacino di riserva, a monte di una diga, dove il flusso dell'acqua può essere controllato per mantenere un livello pressoché costante. Anche l’energia delle maree viene sfruttata per produrre elettricità, nelle centrali mareomotrici .

12. CENTRALI IDROELETTRICHE Le centrali idroelettriche sono costituite da un bacino idrico (solitamente chiuso da una diga) la cui massa d’acqua viene costretta a compiere un salto fino a valle all’interno di grosse tubature dette condotte forzate. L’acqua, sotto forte pressione, fa ruotare le pale di una turbina trasformando l’energia cinetica di caduta in energia meccanica, che a sua volta è trasformata in energia elettrica da un alternatore collegato alla turbina. PREGI DIFETTI Producono energia Possono sconvolgere pulita, rinnovabile ed l’equilibrio ambientale e economica. di solito necessitano della costruzione di dighe costose.

14. CENTRALI MAREOMOTRICI Le centrali mareomotrici sfruttano il dislivello raggiunto in alcune località dalle maree, che consente a enormi masse d’acqua, cadute di alcuni metri. L’acqua è costretta a passare entro speciali turbine che, accoppiate ad alternatori, producono energia elettrica. PREGI DIFETTI Producono energia Sono costose da realizzare e il pulita e rinnovabile. luogo di installazione non può essere arbitrario.

16. ENERGIA DAL VENTO L'energia del vento detta anche eolica (da Eolo, il dio dei venti) sfrutta l'energia cinetica posseduta dalle masse d'aria in movimento. Ha il vantaggio di essere pulita ed economica, ma anche lo svantaggio di non essere sempre disponibile, per la naturale incostanza dei venti. Già nel VII secolo i Persiani utilizzavano turbine eoliche che servivano a irrigare i campi e a macinare il grano. I mulini a vento si sono diffusi in Europa durante il XIV secolo, innanzitutto nei Paesi Bassi. Le turbine eoliche iniziarono a essere utilizzate per la produzione di elettricità verso la fine del XIX secolo, in Danimarca, dove sono diffuse ancora oggi. Gli attuali aereogeneratori per la produzione di energia elettrica non hanno niente a che vedere con i vecchi mulini a vento: non c'è più una macina da mettere in funzione, ma un generatore di corrente.

17. CENTRALI EOLICHE Le centrali eoliche sfruttano la forza del vento, la stessa usata fin dall’antichità per gonfiare le vele delle imbarcazioni o muovere le pale dei mulini. Sono costituite da aerogeneratori le cui pale sono messe in rotazione dall’energia meccanica del vento che viena trasformata direttamente in energia elettrica. PREGIDIFETTI Dipendono dal vento che è discontinuo. Producono energia rinnovabile, pulita ed economica.

19. ENERGIA DALLA TERRA L'energia geotermica è dovuta al calore interno della Terra, la cui temperatura aumenta con la profondità. Questo calore interno scalda le acque sotterranee, che poi risalgono in superficie come vapore surriscaldato e sotto pressione, fuoriuscendo spontaneamente nei geyser o tramite perforazioni artificiali. Con opportune tubature tale vapore viene convogliato per azionare generatori a turbina che producono energia elettrica. È, quindi, una valida alternativa alle fonti non rinnovabili perché è gratuita e non inquina, ma è sfruttabile solo dove le condizioni naturali sono favorevoli.

20. CENTRALI GEOTERMICHE Le centrali geotermiche usano il vapore naturale che fuoriesce dal sottosuolo a pressione e temperature molto elevate. Il vapore mette in moto le pale di una turbina, trasformando l’energia termica in energia meccanica. Quindi un alternatore, collegato alla turbina, genera energia elettrica. PREGI DIFETTI Producono energia pulita, Il luogo d’installazione non può economica e rinnovabile. essere arbitrario e possono provocare fuoriuscite di gas pericolosi dal sottosuolo.

22. ENERGIA DAI RIFIUTI Il recupero energetico dai rifiuti è particolarmente significativo e assicura una soluzione al problema rifiuti, promuovendone il riciclo, la trasformazione e l'estrazione di materie prime e energia. I rifiuti arrivano all'impianto come prelevati dai mezzi di raccolta. Qui si procede alla separazione in 4 componenti : "il secco" (carta, cartoni, plastica, legno, tessuto), "l'umido" (materiale a matrice organica ), "il ferroso“ e "l'inerte" (vetro, ceramiche e simili). Il secco, che viene addensato, omogeneizzato e pellettizzato, e l'umido, che subisce un processo di digestione anaerobica, con produzione di biogas e fanghi, vengono avviati alla termoutilizzazione e i fumi che ne derivano vengono depurati.

23. CENTRALI A BIOGAS Le centrali a biogas utilizzano impianti a digestione anaerobica che recuperano i rifiuti organici, producendo biogas che viene utilizzato come combustibile allo stesso modo di quelli fossili, usati nelle centrali termoelettriche (la combustione trasforma l’acqua di una caldaia in vapore che aziona le pale di una turbina collegata ad un alternatore, generando corrente). PREGIDIFETTI Contribuiscono a risolvere il problema dello smaltimento dei rifiuti. Risolvono solo esigenze limitate.

25. RISORSE-AMBIENTE-SVILUPPO SOSTENIBILE Le risorse energetiche, alla pari delle altre risorse del Pianeta, come quella idrica o alimentare, devono essere sfruttate in modo razionale, se non vogliamo che si esauriscano o che si possa compromettere l’ambiente in cui viviamo e da cui provengono. Infatti, se da un lato le risorse che abbiamo a disposizione favoriscono il nostro sviluppo, d’altra parte tale sviluppo dev’essere sostenibile, o meglio ecosostenibile, cioè deve garantire la sopravvivenza dell’uomo sulla Terra. Lo sviluppo umano è ecosostenibile quando rispetta i diversi ambienti della Terra, non altera l’equilibrio degli ecosistemi, mantiene e protegge la biodiversità, cioè la ricchezza e la diversità delle specie viventi, e tiene conto dei bisogni e dei diritti delle generazioni presenti e future. Bisogna, dunque, garantire che il consumo delle risorse rinnovabili e non rinnovabili non superi la capacità di carico dell’ambiente, anche mediante un significativo miglioramento dell’efficienza delle risorse stesse.

26. CONCLUSIONI Realizzando il nostro Progetto, abbiamo compreso che la gestione delle risorse naturali e, quindi, anche di quelle energetiche è fondamentale per garantire lo sviluppo ecosostenibile e abbiamo appreso che l’uso delle energie alternative potrà dare, in tal senso, un valido contributo. È vero che anch’esse presentino degli svantaggi, ma hanno anche il pregio di fornire elettricità senza inquinare, senza esaurire le scorte non rinnovabili del Pianeta e senza comportare costi eccessivi. Abbiamo inoltre imparato che anche noi, nel nostro piccolo, possiamo contribuire allo sviluppo sostenibile, cercando di attuare con qualche semplice accorgimento il risparmio dell’energia elettrica e dell’acqua che consumiamo e rispettando di più la natura, attraverso l’uso di materiali riciclati, la raccolta differenziata dei rifiuti e l’attenzione a non sporcare ed inquinare l’ambiente che ci ospita.