scienze

1. L ' e n e r g i a
Febbo Mary, Fedele Alice, Mergiotti Maja
4C, Liceo Scientifico C. D'Ascanio

2. L'ENERGIA
É la capacitá di un corpo di compiere un lavoro
Il termine fu usato per la
prima volta per indicare una
grandezza fisica da Keplero,
tuttavia fu introdotto in
termini moderni solo a
partire dalla fine del XIX
secolo.
Nel Sistema Internazionale
l'unitá di misura per
l'energia è il joule (J).
In base all'ambito, vengono
adottate altre unitá di
misura, come l'elettronvolt.
In un sistema, l'energia
totale si conserva: non si
crea, non si distrugge, ma si
trasforma.
Origine del nome Unitá di misura
Principio di conservazione

3. INDICE
Energia del cibo
e da dove deriva
Conclusioni
Energie non rinnovabili
e impatto ambientale
Energie rinnovabili
le diverse tipologie

4. Energie non rinnovabili

5. definizione
Le fonti di energia non rinnovabili sono
quelle fonti energetiche che si esauriscono
man mano che le si usa.
Tali energie sono caratterizzate da una
produzione con un forte impatto
ambientale, in quanto occorre impiegare
nuove risorse per essere prodotte.

6. Sono facilmente utilizzabili in quanto
possono essere trasportate,
immagazzinate e utilizzate nel
momento del bisogno
1. Praticità
La quantità di energia prodotta è
molto elevata
2. Produttività
VANTAGGI

7. 1. Sono esauribili
Sono presenti soltanto in alcuni Paesi
che ne determinano la disponibilità e
il prezzo
2. Localizzazione
SVANTAGGI
3. Impatto ambientale
Quando bruciate producono anidride
carbonica, anidride solforosa, ossidi
di azoto e polveri

8. COMBUSTIBILI
NUCLEARI
Materiale fossile posto nel nocciolo di un
reattore nucleare.
Tipicamente questi sono materiali
radioattivi già liberamente in natura.
COMBUSTIBILI
FOSSILI
Fonti energetiche che si sono
formate grazie alla
decomposizione anaerobica
di materia vivente.
Tipi di fonti non rinnovabili

9. COMBUSTIBILI FOSSILI

10. TIPOLOGIE DI COMBUSTIBILI FOSSILI:
Carbone
combustibile fossile
appartenente alle rocce
sedimentarie, la cui
formazione risale
approssimativamente a
345 milioni di anni fa.
Petrolio
miscela liquida di vari
idrocarburi che si
trovano in giacimenti
superficiali della crosta
terrestre.
Gas Naturale
Derivante dalla
decomposizione
anaerobica di materiale
organico

11. I combustibili fossili assumono grande importanza specialmente all'interno della
rivoluzione industriale:
I combustibili fossili nella storia
La richiesta delle aziende
L'utilizzo dei combustibili fossili
come principale risorsa di energia è
incrementata notevolmente nel XX
secolo, nella seconda metà del
quale si è osservata l'affermazione
del petrolio come principale fonte
energetica.

12. COMBUSTIBILI NUCLEARI

13. TIPOLOGIE DI COMBUSTIBILI NUCLEARI:
Uranio 235
Il solo isotopo fissile presente in natura.
Esso ha una elevata probabilità di
subire fissione se bombardato con
neutroni termici e la sua fissione è
accompagnata dall'emissione di un
numero di neutroni sufficiente a
sostenere una reazione a catena.
Plutonio 239
È l'elemento più usato nelle bombe
nucleari a fissione ed è quello
caratterizzato dalla maggior
radioattività. Puro è un metallo argenteo,
ma imbrunisce quando si ossida.

15. I combustibili nucleari hanno avuto un ruolo molto pesante nel corso della storia:
I combustibili nucleari nella storia
Le bombe atomiche
-----------------------------------------
Hiroshima Nagasaki
Agosto 1945 Agosto 1945

16. Energie rinnovabili

17. definizione
Le fonti di energia rinnovabili sono tutte
quelle fonti energetiche non soggette ad
esaurimento, che rispettano le risorse
provenienti dal mondo naturale.
L’energie rinnovabili sono dette anche
sostenibili, nel momento in cui il tasso di
rigenerazione della risorsa risulta uguale o
superiore a quella di utilizzo.
Sono pulite, economiche e a disposizione di
tutti.

18. Non emettono anidride carbonica e gas, che
sono tra le cause principali dell’effetto serra e
del riscaldamento globale.
1. Non inquinano
Nel lungo periodo garantiscono stabilità di
fornitura grazie al fatto che le risorse
sfruttate sono naturali e potenzialmente
infinite.
2. Inesauribilità delle fonti
Lo sviluppo tecnologico abbatte
progressivamente i costi di produzione e
questo si riflette anche in termini di spese per
il consumatore finale.
3. Costi bassi
VANTAGGI

19. Al contrario delle fonti non rinnovabili, il
trasporto o lo spostamento delle risorse
naturali non comporta nessun rischio per
l’ambiente e la salute umana.
4. Nessun rischio di trasferimento
Basandosi su fonti naturali, le energie
rinnovabili possono essere prodotte
praticamente dappertutto.
5. Altissima reperibilità
VANTAGGI

20. SOLARE
EOLICA
GEOTERMICA
IDROELETTRICA
DA BIOMASSE
OCEANICA
È l'energia associata
alla radiazione
solare.
È l'energia generata
per mezzo di fonti
geologiche di calore.
È l'energia del vento,
cioè di una massa
d'aria in movimento.
È l'energia che
sfrutta grandi masse
d'acqua, mosse dalla
gravità
È l'energia racchiusa
in varie forme nei
mari e negli oceani.
È l'energia prodotta
dal riutilizzo di
prodotti di scarto.
Tipi di fonti rinnovabili

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22. Per energia solare si intende quella forma
di energia emessa dal Sole sotto forma di
radiazione solare.
L’energia solare si può sfruttare in due
modi:
per riscaldare fluidi
tramite energia termica;
per generare energia
elettrica.
L’energia solare è la forma
primaria di energia del
pianeta, da cui derivano
quasi tutte le altre.
Che cos'è?

23. COSA SI RICAVA DALL'ENERGIA SOLARE?
Solare
fotovoltaico
Tramite lo sfruttamento
di pannelli fotovoltaici.
Solare termico
Tramite l'utilizzo di
collettori termici.
Solare
termodinamico
Tramite l'uso congiunto
di impianto solare
termico e pompa di
calore.

24. 2.
L’energia solare non è certo una scoperta recente, nonostante solo nei giorni nostri
stia diventando una fonte di energia importante:
Prossime fasi
1. I Romani
Storia dell'energia solare
Già ai tempi dei Romani, il
potenziale energetico del sole
era cosa nota all'uomo.
Questi avevano infatti concepito
sistemi di riscaldamento delle
abitazioni e dell’acqua basati
sull’utilizzo dell’energia solare
Edmund Becquerel
Nel 1839, il
diciannovenne
Alexandre Edmund
Becquerel, scoprì il
cosiddetto effetto
fotovoltaico.

25. 4.
L’energia solare non è certo una scoperta recente, nonostante solo nei giorni nostri
stia diventando una fonte di energia importante:
Prossime fasi
3. Smith
Storia dell'energia solare
Nel 1873, l'elettronico
inglese Willoughby
Smith scopre che il
selenio (un non
metallo di numero
atomico 34 e simbolo
Se), se esposto alla
luce, migliora la sua
conduttività elettrica.
New York
Nel 1884 il primo
pannello solare viene
posato su un tetto di New
York.
A causa del suo
rendimento, all'ora
troppo basso, verrà
abbandonata la
produzione.

26. E
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27. L'energia eolica è in costante sviluppo: entro il
2030 coprire il 20% della domanda elettrica a
livello globale, con una conseguente riduzione
delle emissioni di CO2 di oltre 3 miliardi di
tonnellate annue.
Impatto ambientale
on-shore, se installati sulla terraferma;
off-shore. se collocati direttamente sul mare.
In base alla sua collocazione, la centrale eolica
può essere:
Tipi di pale eoliche
L’energia eolica è quella che viene generata sfruttando il
vento.
Servendosi di pale eoliche, si usa la forza cinetica del
vento per produrre energia meccanica, da cui si genera
poi quella elettrica.
Che cos'è?

28. in Danimarca in Italia, Tocco Da Casauria (PE)
in Germania in Italia, Ponte Alabanito (FG)

29. Struttura
DI UNA CENTRALE EOLICA

30. Inquinamento visivo,
soprattutto da un punto di
vista turistico
Rumore fastidioso prodotto
dagli elementi
elettromeccanici
VANTAGGI
Reperibilità
Facilità di sfruttamento e
trasformazione dell'energia
Costante produzione, molto
di più continua rispetto ad
altre fonti rinnovabili, come
il fotovoltaico che può
produrre solo di giorno, o
l’idroelettrico
SVANTAGGI

31. Cosi come la luce solare, anche il vento è da sempre stato visto come un'importante
fonte di energia.
Venne utilizzato per le prime volte dai Persiani, con i mulini a vento.
MULINI A VENTO
I P R I M I
Gli storici sono concordi nell'affermare che i
primi esemplari vennero costruiti nel VII
secolo d.C. nei territori che oggi appartengono
all'attuale Iran.
Utilizzati per macinare cerali e azionare le
pompe per l'irrigazione dei campi, i mulini
persiani erano dotati di pale di stuoia
intrecciate che, spinte dal vento, mettevano in
moto una ruota alla quale queste erano fissate.

32. E
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33. L’energia geotermica è quella che sfrutta il
calore naturale della Terra, rilasciato dai
processi di decadimento nucleare degli
elementi radioattivi presenti all’interno del
nucleo, del mantello e della crosta terrestre,
come il potassio e l'uranio.
Questo calore viene successivamente
trasformato in energia elettrica dalle centrali
geotermiche.
La produzione di energia è continua,
indipendentemente dalle temperature esterne,
dalle condizioni meteorologiche e
dall'alternanza giorno-notte.
Che cos'è?

34. Il costo iniziale d'installazione
di un impianto geotermico
comporta un investimento
consistente che è, tuttavia,
ripagato dal periodo di vita
molto lungo dell'impianto
geotermico stesso, da
vantaggiosi risparmi
energetici annui e dalla
presenza di incentivi fiscali.
GLI IMPIANTI GEOTERMICI
Sono silenziosi, non
creano problemi
acustici e non
emettono anidride
carbonica e polveri
sottili.
Gli scarti di produzione vengono rimessi in circolo
grazie al riciclo del vapore prodotto e l'assenza di
processi di combustione riduce al minimo la necessità
di interventi di manutenzione sugli impianti.

35. Il calore della
terra fa giungere il
vapore acqueo in
superficie.
Questo viene poi
convogliato nelle
tubazioni e nelle
turbine.
Infine, viene
convertito in
energia elettrica
per mezzo degli
alternatori.

36. L'ENERGIA GEOTERMICA
L'Italia presenta un potenziale che sarebbe
capace di soddisfare oltre il 40% del
consumo intero lordo di energia elettrica
derivante dagli impianti geotermici.
Si colloca infatti alla settima posizione
nella classifica dei dieci maggiori Paesi
geotermici.
A livello globale, fanno meglio di noi gli
Stati Uniti con una capacità pari a 3.676
MW, seguiti da Indonesia, Filippine,
Turchia, Nuova Zelanda e Messico.
in Italia

37. LE SORGENTI GEOTERMICHE
Sorgente
idrotermica
Questa può essere
considerata come sorgente
geotermica a vapore o ad
acqua dominante. La
maggior parte dei sistemi
industriali oggi sfrutta questo
tipo di sorgenti.
Sorgente
geopressurizzata
Questa è molto più
profonda rispetto alla prima.
Possono contenere anche
quantità significative di metano
e potrebbero produrre
energia termica e idraulica.
Sorgente
petrotermica
Si trova a profondità ancora
maggiori rispetto alle
precedenti ed è composta
da rocce calde; a causa della
sua assenza di acqua, sono di
difficile sfruttamento.

38. E
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39. Grazie alle attuali tecnologie, è possibile
trasformare in elettricità il 90% circa
dell’energia dell’acqua, una percentuale
quasi tre volte superiore al livello di
efficienza delle fonti convenzionali.
Alcuni dati...
Basso impatto ambientale e alta efficienza
sono due dei fattori che contribuiscono ad
una eccellente resa finale: tra gli impianti
rinnovabili più grandi del mondo, i primi
cinque per energia prodotta sono
alimentati dalla forza dell’acqua.
Impatto ambientale
usate dall’uomo: è fondamentale per vivere, per
produrre il cibo, per l’igiene.
Ma l’acqua è anche alla base di una delle
tipologie di energia rinnovabile più diffuse:
l’energia idroelettrica.
L' acqua
è una delle più antiche fonti di energia

40. L’energia idroelettrica viene quindi
prodotta dai moti dell’acqua.
Oggi, tramite turbine, viene trasformata
in elettricità l’energia cinetica prodotta da
cascate, fiumi, onde e maree.
A produrre l’energia sono le centrali
idroelettriche, le quali sfruttano infatti la
forza di gravità per accelerare l’acqua
(racchiusa all’interno di un bacino idrico),
e liberarne tutta l’energia potenziale.
Queste strutture sono solitamente
costruite in montagna, in prossimità dei
corsi d’acqua. In questo modo è più facile
sfruttare il combinato tra energia cinetica
e forza di gravità.
Come viene
prodotta?

42. Le dighe
Una diga è un’opera artificiale di
sbarramento di un corso d'acqua, che
serve a regolare il deflusso di un corso
d'acqua naturale.
E' dotata di opere d’imbocco e di scarico
dell'acqua, e di gallerie o canali. Può essere
alta da poche decine di metri fino a
centinaia di metri.
1. Diga a gravità
E' generalmente a sezione verticale, con forma
triangolare o trapezoidale, e sezione
orizzontale, con asse rettilineo o curvo.
La stabilità e la resistenza della diga alla spinta
idrostatica sono affidate unicamente al peso
della costruzione.
2.Diga ad arco
Di forma convessa, a causa delle sue
caratteristiche, è generalmente costruita per
sbarrare valli non molto larghe, con fianchi
rocciosi o comunque in presenza di sponde
naturali stabili.

43. E
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44. LE BIOMASSE: UNA FONTE DI ENERGIA VERDE
Che cos'è?
L’energia da biomasse è l’energia prodotta da
materiali di origine organico-vegetale quali piante,
alghe marine, rifiuti organici vegetali, legno, rami ,
scarti di lavorazione dell’industria agroalimentare,
scarti e reflui dell’allevamento del bestiame e
residui delle attività agricole o forestali.
Per incrementare il ricorso a questa fonte di
energia rinnovabile, negli ultimi anni è stata anche
intrapresa ed implementata la coltivazione di
specie vegetali destinate esclusivamente alla
combustione.
Le biomasse sono bruciate all’interno di una camera
di combustione: il calore così ottenuto sarà poi
utilizzato per la produzione di energia elettrica o
come fonte di riscaldamento.

45. Energia
DELLE BIOMASSE

46. COME VENGONO USATE LE BIOMASSE PER LA PRODUZIONE
DI ENERGIA ELETTRICA
Le biomasse usate per produrre energia elettrica sono materiali di scarto che vengono riconvertiti
tramite processi termici, chimici o biochimici. Quando le biomasse vengono bruciate rilasciano
calore, emettendo una quantità di anidride carbonica sostanzialmente assimilabile a quella emessa in
natura nel corso di un normale processo di fotosintesi.
Il calore sprigionato permette l’evaporazione dell’acqua del circuito termodinamico, dove diventa
vapore e viene incanalata nelle tubature. Il vapore fa funzionare le turbine che, a loro volta,
producono elettricità o calore da utilizzare negli impianti domestici o industriali.

47. LE PRINCIPALI TIPOLOGIE DI
BIOMASSE
biomasse vegetali
sono le biomasse più
utilizzate che provengono
dagli scarti delle attività di
agricoltura, di giardinaggio
e di manutenzione dei
terreni.
biomasse animali
le biomasse derivanti
dall’allevamento di
animali erbivori. La
tipologia maggiormente
impiegata è il letame.
biomasse microbiche
la biomassa microbica
proviene dal suolo ed è
disponibile grazie agli
elementi del terreno: zolfo,
azoto, funghi, batteri,
microbi.
biomasse liquide
questa tipologia di
biomassa deriva dalla
spremitura e dalla
raffinazione di semi
oleosi o da altre parti
di piante particolari.

48. È stato un oceanografo di
origini russe a coniare, nel
lontano 1931, la parola
biomassa: Lev Aleksandrovich
Zenkevich.
Egli parlò di biomassa in
riferimento alla quantità di
sostanza, in ambiente acquatico
o terrestre, costituita da
organismi viventi per unità di
superficie o di volume.
LA STORIA DELLE
BIOMASSE

49. E
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50. L’energia oceanica, anche detta energia
marina o pelagica, è quella ricavabile
dall'acqua del mare e degli oceani, che
occupa circa il 70% della superficie
terrestre.
Si tratta di una fonte rinnovabile
fondamentale per il futuro, dato che
permette potenzialmente di generare
grandissime quantità di energia pulita
attraverso l'utilizzo di tecnologie di tipo
fluidodinamico, ovvero in grado di
sfruttare i moti di correnti, onde o
maree per ricavare energia meccanica
che verrà poi trasformata in elettricità.
Che cos'è?

51. ENERGIA DALLE MAREE
ENERGIA DALLE CORRENTI MARINE
ENERGIA A GRADIENTE SALINO
Esistono diversi tipi di energia marina
ENERGIA DEL MOTO ONDOSO
ENERGIA A GRADIENTE TERMICO

52. ENERGIA DALLE
CORRENTI MARINE
Dalle correnti marine è
possibile raccogliere energia
cinetica, esattamente con lo
stesso meccanismo che viene
utilizzato per l’energia eolica.
L’energia marina delle
correnti, naturalmente pulita
e rinnovabile, viene
recuperata attraverso
tecnologie che fanno uso di
pale o turbine che vengono
messe in movimento e
arrivano a produrre corrente
elettrica.

53. L'energia oceanica può essere
ricavata anche dagli
spostamenti d’acqua provocati
dalle maree, ovvero
dall’innalzamento e
abbassamento ritmico del
livello del mare provocato
dall’azione gravitazionale di
luna e sole. Questa energia
viene raccolta principalmente
attraverso l’utilizzo di centrali
mareomotrici in cui una
turbina genera energia mentre
l’acqua si alza e si abbassa.
ENERGIA DALLE
MAREE

54. Un altro tipo di energia marina
deriva dal vento che soffia sul
mare e crea, appunto, le onde.
Per raccoglierla, sono diverse le
tecnologie studiate: ci sono le
colonne d’acqua oscillanti,
turbine idrauliche,
turbogeneratori e diverse
tecnologie ancora in via di
sviluppo tra impianti sommersi e
apparati galleggianti.
ENERGIA DEL
MOTO ONDOSO

55. L’Italia è circondata dal mare e può sfruttare le correnti del moto ondoso. Nel Paese è stato creato l’Iswec
-“Inertial Sea Wave Energy Converter”, uno dei primi impianti al mondo che genera elettricità integrata da
moto ondoso e fotovoltaico, al largo di Ravenna.
L’impianto è stato inaugurato nel 2018 e ha dimostrato di essere in grado di funzionate in diverse
condizioni del mare arrivando a una potenza di 50 kW.
Iswec

56. Energia a
gradiente salino
Quella che è chiamata anche
energia osmotica, viene
raccolta attraverso la
differenza di concentrazione
del sale tra l’acqua marina e
l’acqua dolce. In pratica,
tramite la presenza
ravvicinata di acqua salata e
acqua dolce, si assiste a un
passaggio delle molecole di
acqua dolce verso l’acqua
salata e lo spostamento di
acqua è in grado di generare
energia. L’energia a gradiente
salino può essere raccolta in
natura principalmente presso
le foci dei fiumi.

57. ENERGIA A
GRADIENTE
TERMICO
Questo particolare tipo di energia
oceanica sfrutta la differenza di
temperature tra acqua in
superficie e acqua in profondità
per attivare alcuni generatori di
elettricità. Per produrre questo
genere di energia viene utilizzata la
tecnologia OTEC, Ocean Thermal
Energy Conversion, in cui viene
sfruttato il calore dell’acqua per
scaldare ammoniaca e alimentare
una turbina a vapore.
Successivamente viene pompata
acqua fredda dal profondo del
mare per condensare il vapore in
liquido e ricominciare.

58. Energie dal cibo

59. Il nostro organismo ha un continuo
bisogno di energia chimica, che ottiene
attraverso il catabolismo dei vari
macronutrienti (glucidi, lipidi e proteine).
Almeno metà dell'energia liberata da
questo processo di demolizione viene
dispersa come calore.
La macchina umana ricicla una parte di
queste perdite, destinandole alla
regolazione della temperatura corporea
(omeostasi termica).
Nel dettaglio..

60. Per questo motivo, al fine di mantenere costanti i livelli energetici, l'ATP dev'essere continuamente
prodotta attraverso il catabolismo ossidativo dei nutrienti.
L'ENERGIA FORNITA DALL'ATP RAPPRESENTA LA VALUTA
ENERGETICA DELLE NOSTRE CELLULE
L'energia contenuta nei macronutrienti viene liberata con una certa gradualità.
Tale energia, prima di essere utilizzata dalle cellule, dev'essere indirizzata alla sintesi di ATP.
Possiede un'elevata carica energetica liberata nella trasformazione in sottoprodotti.
La conversione di una mole di ATP in ADP libera 7,3 Kcal di energia prontamente
utilizzabile.
L'energia fornita dall'ATP rappresenta la valuta energetica delle nostre cellule in
quanto sostiene tutte le forme di lavoro del corpo. Nonostante ciò l'organismo
possiede solo 80-100 grammi di ATP circa, in grado di soddisfare le richieste
energetiche soltanto per pochi secondi.

61. La caloria è la quantità di calore richiesta per
innalzare di 1°C la temperatura di 1 g di
acqua, portandola dai 14,5 ai 15,5°C
Si tratta, in realtà, di un parametro troppo
esiguo per esprimere i movimenti energetici
dell'organismo. Per questo motivo si utilizza
una grandezza mille volte più grande, detta
chilocaloria (Kcal).
DI MISURA
U N I T A '
La caloria è l'unità di misura utilizzata per esprimere sia il contenuto di energia
chimica degli alimenti, sia la spesa energetica dell'organismo nei vari processi
funzionali.

62. Fine