1ENEA - educarsi al futuro in collaborazione con Ministero dellIstruzione Ministero dellAmbiente IFAD – Agenzia ONU per lo sviluppo agricolo Agenzia Nazionale per le nove tecnologie, lenergia e lo sviluppo economico sostenibile EDUCATING THE FUTURE - ENEA project -

2ENEA - educarsi al futuro Il progetto vuole aiutare gli studenti ad affrontare le nuove problematiche che riguardano lo SVILUPPO SOSTENIBILE di tutto il pianeta The projects aim is to help students to face new problems which regard the SUSTAINABLE DEVELOPMENT of our planet e vuole creare nuove relazioni tra studenti del nord e sud del mondo sulla base della consapevolezza del nostro comune futuro to create a new relationships between students in the North and South of the world on the basis of the awareness of our common future

Ciò che manca al nostro sistema educativo è un insegnamento dedicato allepoca planetaria che noi viviamo Nulla ci insegna lo stato del mondo in cui siamo. What is lacking in our educational system is a special education at the time that we live global… …. Nothing teaches us the state of the world where we live. Edgar Morin

Quali nuove relazioni docente - studente e quali nuove metodologie didattiche sono necessarie per favorire la crescita di un adolescente del 2010 che intravede un futuro con più minacce che speranze ? What new relationship teacher-student and what new teaching methods are necessary to facilitate the growth of a teenager in the 2010 who sees a future with more threats than hopes ? A scuola nellepoca planetaria…. School age planetary Quali nuovi saperi è necessario introdurre nella scuola del 2010 per interessare gli studenti alla scienza e metterli in grado di costruire il loro futuro ? What new knowledge must be introduced in our schools to interest students in science and involved them to build their future ?

ll processo educativo segue questi passi Educational process follows these steps Legame emotivo Emotional bond Legame emotivo Emotional bond studente – insegnante student – teacher studente – insegnante student – teacher Legame emotivo Emotional bond Legame emotivo Emotional bond studente – materia student - subject studente – materia student - subject desiderio di apprendere desire to learn desiderio di apprendere desire to learn volontà will volontà will gioia di sé joy of self gioia di sé joy of self autostima esteem autostima esteem identità identity identità identity educazione education educazione education formazione / istruzione training / education formazione / istruzione training / education

6ENEA - educarsi al futuro un esempio di percorso didattico interdisciplinare che vuole esaminare i rapporti e le dipendenze che esistono tra: an example of interdisciplinary learning path whici wants to examine relationships that exist between: energia, ambiente, etica, sviluppo energy, enviroment, ethics, development con il coinvolgimento di tutti i saperi e di tutti i docenti : with the involvement of all knowledge and all the teachers - discipline umanistiche: storia, geografia, filosofia, etica, diritto, lingue straniere history, geography, philosophy, ethics,law, languages history, geography, philosophy, ethics,law, languages - discipline scientifiche: fisica, chimica, biologia, ecologia physics, chemistry, biology, ecology physics, chemistry, biology, ecology - discipline tecnologiche: sistemi, impianti, nuovi materiali systems, equipment, new materials systems, equipment, new materials

La popolazione mondiale cresce drasticamente, entro qualche decennio la terra ospiterà 9 miliardi di persone, circa 3 miliardi più delle attuali The world population grows dramatically, within a few decades the earth will host a billion people, 3 billion more than current. 1 Come nasce la questione del 2 I nuovi abitanti nascono in maggioranza in regioni povere; per raggiungere condizioni di vita accettabili avranno bisogno di quantità sempre maggiori di energia e di risorse naturali New residents are born mostly in poor regions and to acceptable living conditions will require increasing amounts of energy and natural resources 3 La terra è un ecosistema chiuso, le sue risorse sono limitate; lo sviluppo umano non può superare i limiti biofisici del pianeta The earth is a closed ecosystem, its resources are limited; human development cannot exceed the limits of the planets biophisical! Futuro sostenibile ? How was the issue of Sustainable development?

The earth is a closed and limited ecosystem La terra è un ecosistema chiuso e limitato The earth is a closed and limited ecosystem 8 è possibile realizzare uno sviluppo illimitato dentro un eco-sistema limitato ? Is it possible realized unlimited development inside a limited eco-system?

9ENEA - educarsi al futuro I consumi di risorse naturali, energia, cibo, acqua, necessari alla vita di tutti gli abitanti del pianeta devono tener conto delle limitate capacità della biosfera The consuption of natural resources, energy, food, water, necesary to the life of all innabitans of the planet, must take into account the limited capacity of the biosphere Lumanità deve imparare a vivere in modo sostenibile Humanity must learn to live sustainably

10ENEA - educarsi al futuro 250 milioni 2 miliardi 500 milioni 9 miliardi anno ,2 miliardi Anno La popolazione mondiale è cresciuta di 250 milioni di persone in 1600 anni …mentre ora cresce drasticamente. Dal 1950 al 2050, in soli 100 anni crescerà di / miliardi di abitanti World population grew by 250 million people in 1600 years...and now grows dramatically. From 1950 to 2050, in just 100 years to grow/billion people

11ENEA - educarsi al futuro La popolazione non cresce uniformemente sul pianeta: nelle nazioni più povere, la popolazione cresce con un tasso 10 volte superiore a quello delle nazioni ricche The population dont grow evenly on the planet: In poorer countries, population is growing at a rate 10 times higher than of rich countries Nel % della popolazione abiterà in paesi poveri In % of population Will live in poor countries Abitanti di paesi poveri

Variazione della popolazione mondiale tra il 2000 e il 2050 Variazione della popolazione mondiale tra il 2000 e il 2050 Change in the world population between 2000 and 2050 anno ,2 miliardi di abitanti anno ,2 miliardi di abitanti Nel 2050 lAfrica sarà la regione più popolosa del pianeta con 2 miliardi di abitanti By 2050, Africa will be the most populous region in the world with 2 billion people

13 ENEA - educarsi al futuro Una strategia globale per lo sviluppo sostenibile deve coinvolgere tutti i paesi, sia quelli poveri che quelli industrializzati A comprensive strategy for sustainable development must involved all countries, both poor and industrialized

Più energia per i paesi poveri 14 ENEA - educarsi al futuro Ai paesi poveri si dovranno assicurare le quantità di risorse naturali ed energia necessarie a raggiungere livelli minimi di dignità e benessere The poor countries will have to ensure the amount of natural resources and energy needed to achieve minimum levels of dignity and well being

Meno consumi per i paesi ricchi I paesi sviluppati dovranno invece ridurre i loro consumi, modificare gli stili di vita, applicare le conoscenze e le tecnologie di cui dispongono per individuare nuove soluzioni, in accordo con lambiente. Developed countries should reduce their consumption, changing life styles, apply knowledge and technologies available to find new solutions, in agreement with the Environment. ENEA - educarsi al futuro15

Abitanti (milioni) Consumi di energia (milioni di tep) Se tutti gli abitanti del pianeta volessero imitare lo stile di vita degli Americani, il pianeta dovrebbe sopportare consumi di energia 14 volte quelli attuali con conseguenze economiche, sociali ed ambientali nemmeno immaginabili. If everyone on the planet wanted to imitate the lifestyle of Americans the planet would have to bear energy consuption 14 times that with current economic, social and environmental unthinkable Chi consuma energia sul pianeta ? Who consumes energy on the planet?

il 65% del petrolio ancora disponibile per il futuro, si trova nel medio oriente, anche il gas è presente in due sole regioni del pianeta Non è un caso, se il medio oriente da molti anni è una regione di conflitti. Distribuzione dei giacimenti di petrolio e gas nel mondo Distribution of oil and gas in the world 65% of oil still available for the future, is in the middle East, the gas is present in only two regions of the planet. Not a case, if middle East has been being a region of conflicts for many years.

Un americano consuma 26 barili di petrolio allanno An American consumes 26 barrels of oil per year

Un americano consuma 26 barili di petrolio allanno Un italiano consuma 12 barili di petrolio allanno An American consumes 26 barrels of oil per year An Italian consumes 12 barrels of oil per year

Un americano consuma 26 barili di petrolio allanno Un italiano consuma 12 barili di petrolio allanno Un cinese consuma 2 barili di petrolio allanno An American consumes 26 barrels of oil per year An Italian consumes 12 barrels of oil per year An Chinese consumes 2 barrels of oil per year

Un americano consuma 26 barili di petrolio allanno Un italiano consuma 12 barili di petrolio allanno Un cinese consuma 2 barili di petrolio allanno Un africano appena 1 An American consumes 26 barrels of oil per year An Italian consumes 12 barrels of oil per year An Chinese consumes 2 barrels of oil per year An African consumes only 1

Un americano consuma 26 barili di petrolio allanno Un italiano consuma 12 barili di petrolio allanno Un cinese consuma 2 barili di petrolio allanno Un africano appena 1 Lenergia è, prima di tutto, una questione etica The energy is, first of all, an ethical issue An American consumes 26 barrels of oil per year An Italian consumes 12 barrels of oil per year An Chinese consumes 2 barrels of oil per year An African consumes only 1

Fonte di energia Produzione annuale (miliardi di barili) Riserve accertate (miliardi di barili) Riserve attese (miliardi di barili) Tempo di esaurimento (anni) Petrolio27, Gas naturale14, Carbone20, Uranio - Thorio2, Quanto possiamo contare sulle fonti di energia non rinnovabili ?

24ENEA - educarsi al futuro Crescita dei consumi energetici mondiali

Quali danni stiamo producendo la nostro ecosistema a causa del nostro modo di produrre e consumare energia ? What damages are we producing to our ecosystem because of the way we produce and consume energy?

L 80 % di tutta lenergia mondiale proviene da fonti fossili (petrolio + gas + carbone ) 80% of all world energy comes from fossil (oil + gas + coal) quali fonti usiamo per produrre energia e quali sono le conseguenze sullecosistema terrestre ? What sources do we use to produce energy? what are consequences for the ecosystem on earth?

27 ATMOSFERA 1,8% ( MtC) SUOLO 5,6% (2,3 milioni MtC) MtC/anno MtC/anno MtC/anno OCEANO 92,6% (38 milioni MtC) con lestrazione dei fossili luomo riporta nellatmosfera, in pochi anni, enormi quantità di carbonio che i processi naturali avevano confinato nel sottosuolo in centinaia di milioni di anni. Ciò è particolarmente allarmante se si ricorda che proprio la sottrazione del carbonio e laccumulo di ossigeno in atmosfera avevano permesso la comparsa del genere umano 3,7 milioni MtC 3,7 milioni MtC carbonio fossile confinato da oltre 100 milioni di anni nel sottosuolo rientra in atmosfera FATTORE UOMO ECOSISTEMA TERRESTRE

Imissioni di carbonio in atmosfera 28ENEA - educarsi al futuro oceani 2400 alberi / terre emerse 900 (Megaton/anno) Oceani e foreste assorbono CO 2 e convertono in ossigeno nelle seguenti quantità (Megaton/anno) : Quante emissioni di carbonio produciamo oggi bruciando fossili ? E quante ne può sopportare il pianeta ? Emissioni di carbonio per attività umane 7500 Le attuali emissioni di carbonio sono oltre due volte la capacità naturale del nostro pianeta di assorbirle Immissioni di carbonio in atmosfera per attività umane 4200 Capacità totale del pianeta di assorbire carbonio 3300

29ENEA - educarsi al futuro per quanto tempo rimane in vita nell atmosfera la CO2 emessa e non riciclata dal pianeta? La parte di CO2 prodotta ogni anno da attività umane e non assorbita dal pianeta, permane in atmosfera per 50 /200 anni. CO2 CH4 NO2 CFC-11HFC-23 CF4 (PFC) Pre rivoluzione industriale ~280 ppmv ~700 ppbv ~280 ppbv pptv ppmv 1745 ppbv 314 ppbv 268 pptv 14 pptv 80 pptv Tasso di crescita annuale Persistenza media (anni) 50 / GWP (potenziale di riscaldamento globale) Ppmv = parti per milione in volume, ppbv = parti per miliardo in volume,pptv = parti per migliaia di miliardi in volume. Così la CO2 emessa oggi si sommerà a quella emessa nei prossimi decenni provocando un drastico aumento di concentrazione di CO2 in atmosfera.

Grafico aumento concentrazione CO2 30ENEA - educarsi al futuro La concentrazione di CO 2 in atmosfera è aumentata del 35 % in soli 200 anni passando da 280 ppmv a 380 ppmv 380

La storia della CO2 fino a 600 mila anni fa 31ENEA - educarsi al futuro Gli studi realizzati in Antartide sulle bolle daria intrappolate negli strati profondi di ghiaccio hanno permesso di scrivere la storia della CO2 nellaria fino a anni fa Le misure dimostrano che la concentrazione della CO 2 nellatmosfera si è sempre mantenuta, da 600 mila anni fa ad oggi, allinterno delle due linee rosse tratteggiate che corrispondono ad un minimo di 200 ed un massimo di 290 parti per milione. Oggi (anno 0 del grafico) si è determinato un improvviso ed elevatissimo aumento di concentrazione di CO2 da 290 a 380 parti per milione un livello molto più alto di quello mai raggiunto negli ultimi anni

32ENEA - educarsi al futuro Si può parlare di energia in tanti modi: energia può significare benessere, sviluppo, assenza di energia vuol dire povertà, giacimenti di petrolio fanno pensare a immense ricchezze, oppure a interminabili conflitti per il controllo del futuro. You can talk about energy in many ways: energy can mean prosperity, development, lack of energy is poverty, oilfields suggest immense wealth or endless conflicts over future

33ENEA - educarsi al futuro Legame emotivo studente – materia Emotional bond student-subject Se lenergia viene trattata come una problematica con implicazioni etiche, ambientali, sociali devono parlarne anche gli insegnanti di discipline umanistiche. Lo studente capisce che la questione lo riguarda direttamente e vuole approfondire If the energy is treated as an issue with ethical, environmental, social... teacher of humanities should talk. Student understands that the issue affects them directly and wants to deepen.

34ENEA - educarsi al futuro Lo studente ha bisogno di capire se la conoscenza, la ricerca scientifica, le nuove tecnologie, trovano soluzioni positive per il futuro esistono nuove fonti di energia che possono rispondere ai bisogni dellumanità senza arrecare danni irreparabili allambiente ? The students needs to understand if knowledge, scientific research, new technologies, find positive solutions for the future. Are new sources of energy available to meet the needs of humanity without causing irreparable damage to the environment ?

IEA – Agenzia Internazionale dell Energia Rapporto dell IEA – Agenzia Internazionale dell Energia che fornisce dati per valutare levoluzione del mercato energetico internazionle e le relative conseguenze sui cambiamenti climatici Il sistema energetico mondiale è ad un crocevia. Il sistema energetico mondiale è ad un crocevia. I consumi attuali di energia sono manifestamente insostenibili da un punto di vista ambientale, economico e sociale I consumi attuali di energia sono manifestamente insostenibili da un punto di vista ambientale, economico e sociale bisogna attuare una RIVOLUZIONE ENERGETICA bisogna attuare una RIVOLUZIONE ENERGETICA The world energy system is at a crossroads. The current energy consumption are clearly unsustainable from an environmental, economic and socialThe world energy system is at a crossroads. The current energy consumption are clearly unsustainable from an environmental, economic and social It must implement an ENERGY REVOLUTIONIt must implement an ENERGY REVOLUTION World Energy Outlook 2008

Energia dal vento 36 ENEA - educarsi al futuro secondo lEREC – European Renewable Energy Council nel 2020 lindustria europea delle rinnovabili è in grado di produrre il 33–40% dellenergia elettrica necessaria allEuropa. Nel settore termico lenergia solare potrà coprire il 25 % della domanda di calore europeo Con le fonti rinnovabili si potranno creare circa 2 milioni di posti di lavoro EU industry sources can produce 33-40% of the electricity needed Europe. In thermal solar energy can cover 25% of heat demand in Europe. With renewables will generate about 2 million jobs

In Germania ed Austria spesso i collettori solari termici sono integrati sui tetti delle abitazioni o di edifici per servizi In Germany and Austria often are integrated solar thermal collectors on the roofs of houses or buildings for services Impianto solare termico in Neckarsulm – Germania Solar block in Neckarsulm – Germania

38ENEA - educarsi al futuro ENEA - Centro Ricerche Casaccia - Roma grandi specchi parabolici lineari di oltre 5 metri concentrano la radiazione solare su un tubo ricevitore dove scorrono sali fusi che vengono riscaldati fino ad oltre 500 ° C. large linear parabolic mirrors of 5 metres concentrate solar radiation on a receiver pipe flowing molten salts that are heated to over 500 ° C. Energia solare a concentrazione per la produzione di energia elettrica Concentrating solar power for electricity

Limpianto solare scalda il fluido presente nel tubo ricevitore. Il calore del fluido viene accumulato nel primo serbatoio a 550°C. Con questa energia termica possiamo produrre vapore 24 ore su 24. La turbina a vapore genera così energia elettrica. Il fluido, dopo aver ceduto parte della sua energia termica per produrre il vapore, viene raccolto in un secondo serbatoio a 290°C. Poi ritorna allimpianto solare per riscaldarsi di nuovo. With this heat can produce steam 24 hours on 24. The steam turbine generates electricity. The fluid, after having sold part of its thermal energy to produce steam, is collected in a second tank to 290 ° C. Then returns to the solar to warm again. The solar plant heats the fluid present in the pipe receiver. The heat of the fluid is accumulated in the first tank at 550 ° C. The solar plant heats the fluid present in the pipe receiver. The heat of the fluid is accumulated in the first tank at 550 ° C.

40ENEA - educarsi al futuro Il tubo ricevitore ENEA

Progetto Archimede impianto dimostrativo di una centrale solare 5MWe a Priolo (Sicilia) Archimedes Project demonstration installation of a solar power plant 5MWe in Priolo (Sicily)

Ampie zone del pianeta sono molto soleggiate e perciò idonee alla costruzioni di impianti solari a concentrazione. Da ogni metro quadrato di superficie, possiamo ottenere, in un anno, la stessa quantità di energia che si ricava da un barile di petrolio. Large areas of the planet are very sunny and therefore suitable for the construction of solar concentration. From each square meter of surface, we can achieve in one year, the same amount of energy that is derived from a barrel of oil. 42ENEA - educarsi al futuro Ipotetica estensione dellarea occupata da impianti solari termodinamici per produrre il fabbisogno mondiale (europeo) di energia elettrica al 2050 Hypothetical extension of the area occupied by solar thermal plants to produce the world's supply (European) electricity to 2050

43ENEA - educarsi al futuro un progetto di cooperazione tra Europa - Medio Oriente - Nord Africa

44ENEA - educarsi al futuro Energie rinnovabili per uno sviluppo sostenibile del sud del mondo Renewable energy for sustainable development of the South I paesi poveri dispongono di grandi quantità di energia solare, gratuita e non inquinante. Due miliardi di persone che vivono nei milioni di villaggi rurali sparsi nel mondo, possono produrre lenergia elettrica e termica necessaria al loro sviluppo, senza danni per il pianeta. Poor countries have large quantities of solar energy, free and nonpolluting. Two billion people living in the millions of rural villages scattered throughout the world, can produce electricity and heat necessary for their development without harming the planet.

La tecnologia può sconfiggere la povertà La tecnologia è larma più importante per vincere la povertà The technology is the most important weapon to overcome poverty The end of poverty - Jeffrey Sachs La diffusione della telefonia cellulare è un ottimo esempio (280 milioni di utenti in Africa, 130 in Brasile, 120 in Indonesia). Permetterà di superare lisolamento dei villaggi, diffondere informazione, fare commercio. In Bangladesh loperatore mobile GRAMEENPHONE ha introdotto la HealthLine, una linea diretta e continua per lassistenza medica via cellulare The spread of mobile telephony is a prime example (280 million users in Africa, 130 in Brazil, 120 in Indonesia). Will overcome the isolation of villages, disseminate information, do business. In Bangladesh mobile operator GrameenPhone has introduced the Healthline, a direct line and continues for medical assistance via mobile

ENERGIA SOLARE PER I VILLAGGI Oggi è possibile rendere autosufficienti milioni di villaggi rurali sparsi per il mondo con piccoli impianti fotovoltaici e termici che producono sul posto lenergia elettrica necessaria ai loro bisogni. Today you can make millions of self-sufficient rural villages scattered around the world with small thermal and photovoltaic systems that produce the electricity needed on site to their needs POSSIBILITA DUSO illuminare case e ambienti, cucinare con forni solari e biogas, irrigare con pompe solari, potabilizzare lacqua, usare utensili da lavoro e frigoriferi, comunicare e fare scuola. Opportunity guide illuminate homes and environments, cooking with solar ovens and biogas, irrigate with solar pumps, potable water, using work tools and refrigerators, communicate and school

Scuola fotovoltaica africana 47ENEA - educarsi al futuro Una scuola fotovoltaica in Africa In una scuola di una remota area del Sud Africa, SELF (Solar Electric Light Found), ha installato un impianto fotovoltaico di 2400W, DELL ha fornito alcuni computer e INFOSAT ha fornito il collegamento satellitare. At a school in an area of South Africa, SELF (Solar Electric Light Found), has installed a photovoltaic system to 2400W, DELL has provided some computers and INFOSAT provided the satellite link. La Myeka High School è un sogno tecnologico diventato realtà The Myeka High School is a technological dream come true

48ENEA - educarsi al futuro Gli studenti, che leggevano a lume di candela, oggi possono collegarsi in Internet ed avere accesso al Learning Channel. I diplomati sono passati dal 30 al 70%, alcuni studenti hanno vinto premi scientifici e molti si iscriveranno all'università.

Kit fotovoltaico per illuminare una scuola rurale Il Kit fornisce energia a : 5 lampade per 5 ore 1 radio reg. per 3 ore 1 televisore per 3 ore 1 videoreg per 3 ore 1 radio per 1 ora Un esempio di come partecipare ad un progetto di cooperazione…. Questo Kit fotovoltaico può fornire elettricità ad una piccola scuola rurale e allabitazione dellinsegnate. Un inverter trasforma la tensione continua dei moduli (12V) in tensione alternata di rete (220 V) per alimentare radio, utensili e sistema audiovisivo per la scuola. Laccumulatore permette lilluminazione serale. Il Kit e composto da: 6 moduli fotovoltaici da 70 Wp 1 regolatore di carica batterie 2 batterie 12V - 200Ah 1 inverter 400W – 220 V c.a. 5 lampade fluor. 24 V - 11 W Costa (circa 7 /anno per studente in una scuola con 500 alunni)

Burkina Faso aprile 2009

per creare un legame emotivo tra lo studente, il docente e la conoscenza la scuola deve superare la frammentazione dei saperi in materie ed offrire un insieme di conoscenze aggiornate e interdisciplinari che permetta agli studenti di affrontare questioni complesse e di ricercare nuove soluzioni la scuola deve diventare il luogo privilegiato dove si difendono gli interessi degli studenti e i beni comuni della società necessari per costruire un futuro pacifico e sostenibile per tutti gli abitanti del pianeta Fare scuola nellepoca planetaria

docenti, studenti, ricercatori lavorano assieme per - produrre nuovi materiali didattici per le scuole, da diffondere su web - promuovere le fonti rinnovabili e il consumo responsabile nel territorio - realizzare progetti di cooperazione con scuole di paesi in via di sviluppo EDUCARSI AL FUTURO progetto di collaborazione scientifica tra ENEA e scuole per creare RETE NAZIONALE DI SCUOLE PER UN FUTURO SOSTENIBILE