Università degli Studi di Teramo

Presentazione sul tema: "Università degli Studi di Teramo"— Transcript della presentazione:

1 Università degli Studi di Teramo
“Su aride terre sorgeranno industrie senza inquinamento e senza ciminiere. Foreste di tubi di vetro si estenderanno nelle pianure. All’interno di palazzi di vetro avranno luogo quei processi fotochimici che finora sono stati un segreto geloso delle piante, ma che saranno controllati dall’industria umana. Impareremo come renderli più produttivi della stessa natura. Infatti la natura non ha fretta, ma l’umanità si.” Giacomo Ciamìcian 1912 Università degli Studi di Teramo Facoltà di Scienze della Comunicazione Master Universitario di I Livello in METODI FORMATIVI E STRUMENTI INFORMATICI PER LA DIDATTICA Indirizzo Scienze Naturali Anno Accademico 2006/2007 Daniela Monaco Nato a Trieste nel 1857, aveva studiato a Vienna e vinto la cattedra di Chimica all’Università di Padova. Era poi stato chiamato all’Università di Bologna dove ha insegnato fino alla morte, nel Egli dedicò gran parte delle sue ricerche alla fotochimica cioè allo studio delle modificazioni che le sostanze chimiche subiscono quando sono esposte alla luce.

2 PRESENTAZIONE DELLA LEZIONE
Disciplina: Scienze della Terra Classe: I Elettrotecnici Ist.Prof. di Stato per l’Industria e l’Artigianato Teramo N.Alunni: di cui 2 diversamente abili Lezione: “ Le Energie Rinnovabili ” Modulo: “ L’Atmosfera”

3 Perché la scelta di questo argomento?
“Siamo arrivati alla resa dei conti! ” L’umanità deve scegliere tra due futuri possibili Due minacce, assolutamente nuove nella storia dell’umanità, incombono sulla prosecuzione dello sviluppo economico e sociale del pianeta: Il cambiamento del clima; L’avvicinarsi del momento in cui la produzione del petrolio e del gas naturale raggiungerà il picco massimo per poi diminuire. Per evitare conseguenze catastrofiche, l’aumento della temperatura non deve superare i 2° C rispetto all’era preindustriale, il che implica che la concentrazione di CO2 non raggiunga la soglia di 450 ppm, mentre attualmente siamo già a 377 ppm. Il limite può essere rispettato solo con tagli delle emissioni di gas serra del 15 – 50% su scala globale entro 2050. La comunità cosa sta facendo per evitare tutto ciò ? - Protocollo di Kyoto: nel 1998 veniva siglato il protocollo di Kyoto, entrato in vigore il 16 Febbraio 2005; l’accordo prevede una riduzione delle emissioni di gas serra del 6,5% entro il 2012, sulla base delle emissioni rilevate nel 1990 per l’Italia (UE riduzione dell’8%). L’Italia ha firmato il Protocollo di Kyoto nel 1998, e lo ha ratificato nel 2002, con gli altri paesi dell’UE. L’Italia arriva in affanno all’appuntamento con Kyoto, con un livello di emissioni superiori al 12%, rispetto al - I capi di stato e di governo riuniti a Bruxelles per il consueto “vertice di primavera” hanno firmato il 9 Marzo 2007 il testo dell’accordo di massima sugli obiettivi per la lotta al cambiamento climatico. Gli obiettivi saranno: Riduzione del 20%delle emissioni di gas serra entro il 2020; Aumento del 20% del risparmio energetico entro il 2020; Portare al 20% la copertura del fabbisogno energetico attraverso l’uso di fonti rinnovabili entro il 2020, con un contributo del 10% dei biocarburanti. Nel target sulle rinnovabili vengono anche calcolati il nucleare e il carbone pulito. Inoltre è stata trovata un’intesa sulla suddivisione differenziata del target europeo del 20% spalmando gli oneri in misura diversa nei singoli obiettivi nazionali, sul modello di quanto fatto con Kyoto.

4 Competenze Acquisite Conoscere la composizione chimica e la partizione verticale dell’Atmosfera Conoscere il bilancio energetico della Terra Conoscere i principali tipi di Inquinanti Atmosferici Conoscere i principali tipi di Inquinamento Atmosferico e conseguenze sull’Ambiente

5 Materiali e Sussidi Utilizzo del Laboratorio Multimediale
della Scuola per i contenuti teorici della lezione utilizzando diapositive Materiale didattico utilizzato: Libro di testo Materiale fornito dall’insegnante

6 Lezione frontale con l’ausilio delle TIC intese
Metodi Lezione frontale con l’ausilio delle TIC intese come: Percorso di indagine Percorso di apprendimento Percorso di approfondimento Percorso di recupero - TIC = Tecnologie dell’Informazione e della Comunicazione - Percorso di indagine: si evidenziano gli argomenti correlati alla tematica proposta mediante lezione in Power point. - Percorso di apprendimento: comprende esercizi interattivi che possono essere utulizzati in rete dagli studenti per prove di autovalutazione (CD in dotazione con libro di testo o software per prove di verifiche sttrutturare = Hot Potatoes e J Clic) - Percorso di approfondimento: vengono forniti dall’insegnante indirizzi di siti internet cui collegarsi per facilitare la ricerca di siti utili ad analizzare meglio la tematica e mediante visione di filmati e documentari. - Percorso di recupero: è organizzato come didattica breve ed è costituita da diapositive che sfruttando la memoria visiva possono essere utili per una rimotivazione dell’apprendimento o per un ripasso veloce dei punti fondamentali.

7 Obiettivi trasversali
Acquisire il metodo della ricerca Raccogliere e trasmettere informazioni Potenziamento delle abilità comunicativo/espressive Sviluppare le capacità di cooperare e di collaborare all’interno di un gruppo di lavoro Potenziare il consolidamento e l’ampliamento delle conoscenze

8 Obiettivi specifici Analizzare i diversi tipi di risorse energetiche utilizzate Acquisire la consapevolezza che fra pochi decenni consumeremo più energia di quanta ne produrremo Comprendere i limiti di sopportazione della Biosfera in merito ad inquinanti come CO2, NO/NO2, polveri Rendere consapevoli i futuri operatori del settore di un più razionale sfruttamento delle risorse energetiche

9 Contenuti della lezione
Risorse energetiche L’Italia e l’Energia Politiche energetiche in Italia Le energie rinnovabili Riduzione degli sprechi energetici

10 Risorse Energetiche Risorse non rinnovabili: Risorse rinnovabili:
Combustibili fossili: petrolio e carbone Risorse rinnovabili: Fonti alternative: energia solare, eolica, biomasse - Risorse Energetiche: sono materiali di natura diversa che vengono trasformate in E. - Risorse non rinnovabili: sono quelle che possono essere utilizzate una sola volta, perché la loro produzione è così lenta da impiegare tempi geologici per riformarsi. - Risorse rinnovabili: sono inesauribili.

11 Il consumo delle risorse da parte dell’umanità è paragonabile alla sabbia che scende in una clessidra che non si può capovolgere. Abbiamo una scorta virtualmente illimitata di energia proveniente dal Sole, ma non possiamo controllarne il flusso; o al contrario, disponiamo di una quantità finita di combustibili fossili e minerali, ma possiamo aumentarne o diminuirne il tasso di consumo. Se usiamo queste risorse a ritmo elevato, di fatto le stiamo prendendo in prestito dalle generazioni future e accumuliamo rifiuti nell’ambiente. Un modo non sostenibile nel lungo termine.

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13 “Alimentiamo le nostre centrali a CHANEL N°5”
L’Italia e l’energia “Alimentiamo le nostre centrali a CHANEL N°5” Fonti energetiche acquistate all’estero 54% petrolio 30% gas naturale 8% carbone 7% elettricità da centrali nucleari Il costo della corrente elettrica in Italia è in media il 60% in più rispetto al resto d’Europa L’Italia è una nazione povera di risorse; praticamente tutti i paesi esportano energia verso l’Italia in primo luogo i Paesi dell’OPEC,Libano e Russia, Francia e Svizzera.

14 Percentuale delle fonti energetiche acquistate all’estero
%

15 Politiche energetiche nel prossimo futuro in Italia
Sostituzione del petrolio con gas naturale Incremento dell’importazione di energia dall’estero Investimenti per lo sviluppo e la crescita delle fonti energetiche rinnovabili, in particolare EOLICO e SOLARE Le energie rinnovabili oggi contribuiscono solo per 0,8% della produzione elettrica.

16 Energie Rinnovabili Solare Eolico Biomasse
Le tecnologie per l’energia rinnovabile hanno avuto un’improvvisa e breve popolarità trent’anni fa, in risposta alla crisi petrolifera degli anni ’70, ma l’interesse e il sostegno non sono durati a lungo. Negli ultimi anni, però, il considerevole miglioramento nelle prestazioni e nell’accessibilità di celle solari, turbine eoliche e biocarburanti, hanno aperto la strada ad una commercializzazione di massa. Oltre ai noti vantaggi per l’ambiente, le fonti rinnovabili promettono di migliorare la sicurezza energetica di molti paesi (l’Italia in prima fila), riducendone la dipendenza dai combustibili fossili importati da altri paesi. ed inoltre sarà uno dei grandi affari del secolo. Ad esempio la Germania è diventata leader mondiale nelle tecnologie per la produzione di energie rinnovabili (6 miliardi di Euro di esportazione nel 2006). Biomasse

17 Energia Solare Tecnologie utilizzate per sfruttare l’energia solare:
Impianti e Alcuni esempi dell’impiego di energia solare nella vita di tutti i giorni solari termici a concentrazione fotovoltaici Vantaggi Svantaggi - Gli impianti solari termici a concentrazione utilizzano la radiazione “diretta” del sole, concentrandola tramite specchi su un “ricevitore” che trasforma la radiazione in calore ad alta temperatura. Il calore viene ceduto a un “fluido termovettore” (aria, olio diatermico, acqua/vapore, miscele di sali fusi) che a sua volta lo trasferisce ad un sistema di “utilizzazione” (turbina a vapore o motore stirling). Questa tecnologia consentirà, a breve termine, di raggiungere costi di produzione dell’energia elettrica inferiori a quella fotovoltaica. Esistono vari tipi di sistemi a concentrazione: a disco parabolico e con specchi parabolici lineari. - Le celle fotovoltaiche usano materiali semiconduttori per trasformare la radiazione solare in corrente elettrica. La versione più diffusa di cella fotovoltaica è costituita da wafer di silicio multicristallino. La tecnica fotovoltaica sfrutta la capacità di questi composti di rilasciare elettroni in opportune condizioni in seguito all’interazione con i fotoni della luce, l’incanalamento di questo flusso di elettroni in un circuito produce energia elettrica.

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19 Utilizzo: caricamento batterie, funzionamento impianto elettrico.

20 Impianto fotovoltaico del Solarpark di Muhlhausen (Bavaria –Germania) il più grande del mondo con potenza nominale di 6,3 MWp. MWp= Megawatt picco, cioè la potenza massima erogabile in presenza di insolazione ottimale.

21 Energia Eolica Tecnologia utilizzata per sfruttare Impianti ad
l’energia del vento energia eolica Gli impianti di energia eolica utilizzano turbine (generatori) la cui rotazione trasforma in elettricità l’energia meccanica posseduta da fluidi come l’aria. Più aerogeneratori collegati insieme formano le Wind farm, (fattorie del vento). Vantaggi e Svantaggi

22 Energia dalle Biomasse
Cosa sono le biomasse Quali sono le biomasse utilizzabili a scopo energetico Prodotti derivati dalla trasformazione delle Biomasse e utilizzate a scopo energetico: Biodiesel Biogas e Bioetanolo La biomassa è tutto ciò che ha matrice organica, con esclusione delle plastiche di origine petrolchimica e dei combustibili. La sostanza organica delle biomasse deriva direttamente o indirettamente dalla produzione primaria delle piante. La biomassa utilizzabile a scopo energetico comprende principalmente: Scarti di legno (silvicoltura, segherie, edliizia/industria) Rifiuti agricoli e zootecnici (paglia, scarti di colture varie, concimi) Rifiuti solidi urbani ed alcune effluenti industriali (in particolare del settore agroalimentare). Bioetanolo: non è altro che il comune alcol etilico, esso viene prodotto a partire dal granturco o da materiali a base di cellulosa. L’etanolo ricavato da granturco brucia combustibili fossili per ottenere il calore necessario alla fermentazione; l’ etanolo da cellulosa brucia lignina, la combustione della lignina non produce gas serra, perché le emissioni sono compensate dall’anidride carbonica assorbite durante la crescita dalle piante sfruttate per produrre biocarburante. Esso è utilizzato come additivo nella benzina ed aggiunto in ragione di percentuali variabili, limitate da accordi internazionali (5% in Europa). Biodiesel: viene prodotto a partire da grassi o oli vegetali; la maggior parte delle produzione europea deriva dall’olio di semi di colza. Esso può essere aggiunto fino al 5% al gasolio commercializzato, mentre in Germania e Austria è consentito di usarlo allo stato puro. Biogas: deriva dalla produzione di metano a partire da biomasse fermentate per via microbica in assenza o scarsità di ossigeno (fermentazione anaerobica o anerobica facoltativa). Il biogas che ne risulta contiene geralmente il 70% di metano. Vantaggi Svantaggi

23 Riduzione degli sprechi energetici
Aumentare l’efficienza energetica di edifici, macchine e processi industriali, permette di ottenere enormi risparmi Circa due terzi dell’energia sono persi durante la sua conversione in forme fruibili. La via più rapida e più facile per ridurre le emissioni di carbonio è evitare più possibile le perdite. Un uso più efficiente dell’energia offre un vantaggio economico perché risparmiare combustibili fossili è molto più conveniente che comprarli. Grandi industrie come IBM, British Telecom, Alcan e Bayer a partire dagli anni ’90 hanno risparmiato complessivamente due miliardi di dollari riducendo le emissioni di gas serra di oltre il 60%.

24 Menara Mesiniaga Subang Jaya, Malaysia Lucernai esterni fanno ombra sui lati caldi dell’edificio Finestre non schermate sui lati freschi migliorano l’illuminazione naturale Ventilazione naturale Il tetto ricoperto di piante riduce il deposito del calore Edificio Malecon Buenos Aires, Argentina La sagoma lunga e stretta minimizza il calore solare Ventilazione naturale nelle trombe delle scale Planimetria aperta e finestre manovrabili per sfruttare la brezza proveniente dal fiume SWISS RE TOWER Londra Inghilterra Consuma il 50% in meno dell’energia di un tradizionale edificio commerciale Ventilazione e sistemi di illuminazione naturale Riscaldamento naturale passivo Costruita con materiali che si possono facilmente riciclare Appartamenti Gerusalemme, Israele Pannelli solari per il riscaldamento e serbatoi

25 Muri Uno spesso isolamento in cellulosa trattiene il calore d’inverno e lo respinge d’estate Finestre Doppi vetri riempiti di gas a bassa conduttività riducono il flusso di calore del 50% o più Bordi sigillati con schiuma di silicone Lampada fluorescente compatta Consuma da ad dell’energia necessaria alle lampade a incandescenza Sensore di presenza che spegne la luce quando non c’è nessuno nella stanza Computer Lo schermo a LCD consuma fino al 60% meno dei monitor tradizionali Genera meno calore E fatto con materiali riciclabili Lavastoviglie Viene riscaldata solo l’acqua necessaria al lavaggio, così non serve che l’acqua calda dell’abitazione sia portata alla stessa temperatura Consuma circa la metà dell’acqua che occorre per il lavaggio manuale Forno Gli elettrodomestici per cucinare sono ancora in fase di sviluppo: raggiunge l’alimento meno del 25% dell’energia consumata da un forno tradizionale I forni termoventilati possono ridurre il consumo di energia del 20% circa Frigorifero Un frigorifero nuovo in media consuma dell’energia di un modello del 1974 Il vecchio frigorifero è stato riciclato, anziché messo in garage, per avere spazio supplementare per le provviste, e così fa fruttare appieno tutti i benefici dei nuovi modelli ad alta efficienza Acqua calda Scaldabagno a energia solare con sistema ausiliario non solare Serbatoio isolato

26 Le inefficienze lungo il percorso dalla centrale di produzione all’allacciamento di un impianto industriale riducono l’energia ricavata dal combustibile, in questo esempio pari a 100, di più del 90%, facendo sì che solo 9,5 unità di energia, erogata come fluido che percorre le condutture, raggiunga l’utenza finale.

27 Produzioni didattiche Strumenti
Ricerche Internet Mappe concettuali Word-Power Point Rielaborazione dati Access Presentazione multimediale Power Point

28 Svantaggi dalle Biomasse
Hanno una resa energetica relativamente bassa L’estensione delle coltivazioni ad uso energetico è limitata dalla sottrazione di terre coltivabili ad uso agroalimentare L’impatto ambientale è relativamente ridotto

29 Vantaggi dalle Biomasse
Usa prodotti di scarto come fonte energetica o materie prime abbondanti e rinnovabili Tecnologia disponibile ed economicamente accessibile Favorisce il riutilizzo di terre coltivabili ora abbandonate per mancanza di profitto La loro combustione non contribuisce all’effetto serra e a piogge acide

30 La produzione di etanolo, il biocarburante più diffuso, è arrivata nel 2005 a 36,5 miliardi di litri, la maggior parte distillati da granturco coltivato in America.

31 Svantaggi Energia Eolica
Bassa densità energetica La potenza prodotta è funzione della velocità del vento La produzione centralizzata richiede grandi spazi Utilizzabile solo in zone particolarmente ventose Hanno un marcato impatto visivo sul paesaggio e sono rumorosi

32 Vantaggi Energia Eolica
Usa una fonte energetica inesauribile Tecnologia disponibile ed in continuo sviluppo e miglioramento economicamente accessibile Carico inquinante nullo Permette applicazioni che richiedono elettricità in località remote

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34 L’energia eolica è cresciuta a un ritmo appena inferiore a quello del solare.
Negli ultimi dieci anni, la potenza installata è aumentata del 25% all’anno, arrivando a MW nel In Europa la crescita è stata esplosiva: tra il 1994 e il 2005 la potenza degli impianti eolici è balzata da a MW. La Germania è leader mondiale con un parco eolico corrispondente a più di MW.

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36 Svantaggi Fotovoltaico
Bassa densità energetica Rendimento ampiamente influenzato dalle condizioni atmosferiche La produzione centralizzata di energia richiede grandi spazi e costi elevati I pannelli devono essere sostituiti ogni 30 anni circa

37 Vantaggi Fotovoltaico
Usa una fonte energetica praticamente inesauribile Tecnologia già disponibile e in continuo sviluppo e miglioramento Impatto ambientale nullo Permette applicazioni che richiedono elettricità in località remote In caso di sovrapproduzione di energia permette di ottenere un ricavo vendendo l’eccesso al gestore della rete elettrica

38 La produzione di celle fotovoltaiche è aumentata di più del 25% all’anno nell’ultimo decenniio e del 45% nel 2005.

39 Svantaggi Solare Termico
Bassa densità energetica Rendimento ampiamente influenzato dalle condizioni atmosferiche Non essendo convertibile in un vettore energetico ha un uso esclusivamente locale Utilizzo limitato ad applicazioni a basso consumo energetico di tipo civile

40 Vantaggi Solare Termico
Usa una fonte energetica praticamente inesauribile Tecnologia già disponibile ed economicamente accessibile Impatto ambientale nullo Permette applicazioni che richiedono calore in località remote

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42 Specchi del prototipo di collettore messo a punto dall’ENEA in prova presso i laboratori della Casaccia. Il passo successivo sarà la realizzazione di un impianto dimostrativo che sarà installato nella centrale termoelettrica ENEL di Priolo, presso Siracusa, che prevede un campo solare con 318 collettori da 100 metri ciascuno con una potenza elettrica da 28 MW.

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“Su aride terre sorgeranno industrie senza inquinamento e senza inquinamento e senza ciminiere. Foreste di tubi di vetro si estenderanno nelle pianure. All’interno di palazzi di vetro avranno luogo quei processi fotochimici che finora sono stati un segreto geloso delle piante, ma che saranno controllati dall’industria umana. Impareremo come renderli più produttivi della stessa natura. Infatti la natura non ha fretta, ma l’umanità si.” Giacomo Ciamìcian 1912 Università degli Studi di Teramo Facoltà di Scienze della Comunicazione Master Universitario di I Livello in METODI FORMATIVI E STRUMENTI INFORMATICI PER LA DIDATTICA Indirizzo Scienze Naturali Anno Accademico 2006/2007 Daniela Monaco Nato a Trieste nel 1857, aveva studiato a Vienna e vinto la cattedra di Chimica all’Università di Padova. Era poi stato chiamato all’Università di Bologna dove ha insegnato fino alla morte, nel Egli dedicò gran parte delle sue ricerche alla fotochimica cioè allo studio delle modificazioni che le sostanze chimiche subiscono quando sono esposte alla luce.