1. SISSIS A. A. 2006-2007
VII ciclo
MATERIA: LABORATORIO DI GEOGRAFIA
PROF. SSA GIAMPORCARO
Classe AD4 (M-Z)
LEILA ORLANDO
UNITA’ DIDATTICA:
L’UOMO E L’ENERGIA
Liceo psico-socio-pedagogico
Classe: I E
Prof. Leila Orlando

2. Le fonti energetiche
Fonte di energia: Qualunque organismo ha
bisogno di energia per vivere.
Tutto ciò che produce energia è una "fonte di
energia". Il Sole è la principale fonte di energia
della Terra.
L'evoluzione della società umana richiede un
apporto di energia sempre maggiore e questo ha
portato allo sviluppo di strutture atte alla
produzione di energia e al suo
immagazzinamento.
Fino a circa un secolo fa anche nel mondo
industrializzato, ma ancora oggi in innumerevoli
regioni della Terra, le fonti di energia più
impiegate sono state l'energia umana e
l'energia animale.

3. Fonti primarie e secondarie
Le fonti energetiche si dividono in:
Fonti primarie: se sono utilizzabili
direttamente, così come si trovano in
natura. Sono fonti primarie il carbone,
il petrolio, il gas naturale, la legna, i
combustibili nucleari, il sole, il vento,
le maree, i laghi montani e i fiumi (da
cui è possibile ottenere energia
idroelettrica) e il calore della Terra che
fornisce energia geotermica.

4. Fonti primarie e secondarie
Fonti secondarie: sono quelle che derivano dalla
trasformazione di fonti d'energia primaria: ad esempio, la
benzina, che deriva dal trattamento del petrolio grezzo e
l'energia elettrica ottenuta dalla conversione di energia
meccanica (centrali idroelettriche, eoliche) o chimica
(centrali termoelettriche) o nucleare (centrali nucleari).
Centrale idroelettrica Centrale nucleare

5. Fonti rinnovabili e non rinnovabili
Le fonti primarie si distinguono, a loro volta, in:
Fonti rinnovabili: forniscono energia che si rigenera in continuazione
mediante trasformazioni chimiche (come le biomasse) o fisiche (come
l'energia idrica, solare, eolica, ecc). In particolare il sole, il vento, il ciclo
dell’acqua, le maree, il calore della Terra sono fonti inesauribili, sempre
disponibili e che non finiranno mai.
Centrale eolica
Pannelli solari

6. Fonti rinnovabili e non rinnovabili
Fonti non rinnovabili (o esauribili): hanno
tempi di rigenerazione talmente lunghi (milioni
di anni) che una volta sfruttate si considerano
esaurite. Sono quelle che si sono formate nel
corso di milioni di anni, come i combustibili
fossili (petrolio, carbone, gas naturale). La
disponibilità di queste fonti, per quanto
grande, è limitata ed esse costituiscono una
sorta di magazzino energetico della Terra.
Attualmente, solo il 14% dell'energia
consumata nel mondo è prodotta da fonti
rinnovabili. Tutto il resto deriva da fonti non
rinnovabili, perlopiù da combustibili fossili
(78%).
carbone

7. Il consumo di energia
I consumi pro-capite di energia sono difficili
da quantificare con precisione, si cela inoltre
il grave problema del divario tra il Nord e il
Sud del mondo.
Un cittadino statunitense consuma in
media 8 tonnellate di petrolio, contro lo 0,07
degli africani, cioè oltre 50 volte di più.
I paesi ad avanzato sviluppo consumano i
7/8 dell’energia prodotta annualmente pur
rappresentando, le loro popolazioni, appena
un quarto di quella mondiale.

8. Energia dal petrolio
La moderna civiltà industriale dipende in larga
misura dal petrolio, che costituisce la
principale fonte di energia in tutto il mondo.
La formazione del petrolio ha avuto inizio molti
milioni di anni fa, nel seguente modo:
- i resti degli organismi viventi si depositarono
nel terreno
- in assenza di aria, poi, le sostanze organiche
furono attaccate e decomposte dai
microrganismi
- a poco a poco, quindi, il carbonio e l'idrogeno
presenti, prevalsero sugli altri elementi, fino a
formare il petrolio.
Il petrolio viene estratto con delle torri di
trivellazione, e in mare aperto facendo ricorso
a delle piattaforme petrolifere.
Estrazione del petrolio
Piattaforma petrolifera

9. Energia dal petrolio
Dalla lavorazione del petrolio si ricavano:
la benzina, il gasolio e il cherosene.
I Paesi più ricchi di petrolio si trovano in Medio
Oriente, nelle due Americhe, in Africa settentrionale e nei
Paesi dell'ex Unione Sovietica.
Molti Paesi industrializzati, tra i quali l' Italia, non
dispongono di giacimenti di petrolio e devono quindi
ricorrere alle importazioni.
Durante la combustione, il petrolio produce le seguenti
sostanze inquinanti:
- anidride carbonica, responsabile dell'effetto serra
- biossido di azoto e ossidi di zolfo, responsabili della
pioggia acida
- particelle di polvere, responsabili dello smog.
Estrazione del petrolio

10. Energia idraulica
L'uso dell'energia idraulica risale all' antichità. Già gli antichi
Greci e Romani, infatti, usavano ruote idrauliche mosse
dall'acqua corrente per ottenere la macinazione del grano.
Nell' Ottocento, con la costruzione di condotte e grandi dighe
di sbarramento dei fiumi, l'energia idraulica giocò un ruolo
importante nell'ambito della rivoluzione industriale.
L'energia idraulica è ottenuta sfruttando la caduta dell'acqua
attraverso un dislivello, per cui è una risorsa naturale
disponibile ovunque esista un sufficiente flusso d'acqua.
Attraverso delle condotte l'acqua entra nelle turbine ed esce
da un canale di scarico.
Le turbine funzionano secondo lo stesso principio delle antiche
ruote idrauliche, con in più il fatto che le turbine stesse sono
collegate ad un generatore in grado di produrre energia
elettrica.

11. Energia idraulica
L'energia idraulica contribuisce all'incirca
per 1/4 alla generazione dell'energia
elettrica prodotta in tutto il mondo.
L'impatto ambientale dell'energia
idraulica non è trascurabile perchè
richiede la costruzione di opere
imponenti, quali:
- dighe
- laghi artificiali
- canali di deviazione
-sistemazione di grandi turbine e
generatori elettrici.
diga

12. Energia dal carbone
Il carbone è un combustibile di origine vegetale, infatti è così
che si forma:
- nelle passate ere geologiche gran parte della superficie
terrestre era occupata da paludi in cui cresceva una vegetazione
lussureggiante
- mano a mano che morivano, le piante venivano sommerse
dall'acqua
- di conseguenza subivano un lento processo di fossilizzazione,
che consiste nella perdita di atomi di idrogeno e di ossigeno, con
conseguente accumulo di un'alta percentuale di carbonio
- in tal modo si formarono i primi giacimenti di torba che,
gradualmente ricoperti da strati di terreno, in milioni di anni sono
stati compressi e progressivamente trasformati in carbone.
Il carbone viene classificato secondo la sua età.
A partire dal più giovane, si distinguono: la torba, la lignite, il
litantrace e l' antracite.
L'unico tipo di carbone che si trova in Italia (Sardegna) è la
miniera di carbone

13. Energia dal carbone
Il carbone è oggi usato soprattutto nelle
centrali termoelettriche, dove il calore che
si sprigiona dalla sua combustione, viene
usato per riscaldare l'acqua presente in una
caldaia.
Il vapore che di conseguenza viene prodotto,
mette in movimento una turbina, che
collegata ad un generatore, produce energia
elettrica.
La combustione del carbone sviluppa:
- biossido di azoto e ossidi di zolfo,
responsabili delle piogge acide
- anidride carbonica, responsabile dell' effetto
serra
- polveri, responsabili dello smog.
centrale termoelettrica
a carbone in Germania

14. Energia nucleare
Con energia nucleare si intendono tutti quei
fenomeni in cui si ha la produzione di energia
in seguito a trasformazioni nei nuclei atomici.
L'energia nucleare insieme a quella solare è
una fonte di energia primaria.
L’energia nucleare è data dalla fissione (la
rottura di nuclei pesanti come quello
dell'uranio) o dalla fusione (l'aggregazione di
nuclei leggeri come quelli dell'idrogeno) del
nucleo di un atomo. La prima persona che intuì
la possibilità di ricavare energia dal nucleo
dell’atomo fu lo scienziato Albert Einstein.
Albert Einstein
Schema di un atomo

15. Energia nucleare: la centrale nucleare
ll funzionamento di una centrale nucleare è molto
simile a quello di una centrale termoelettrica con la
differenza che l’acqua viene riscaldata da un reattore
nucleare dove l’uranio viene fissato.
La produzione di energia con i reattori nucleari presenta
però i seguenti inconvenienti:
- se vengono a contatto con un organismo vivente, le
particelle emesse dagli elementi radioattivi producono
danni molto gravi, come malattie ereditarie e difetti
genetici
- esiste il problema dello smaltimento del materiale
di scarto a seguito del funzionamento dei reattori
nucleari, materiali di scarto che restano infatti radioattivi
anche per migliaia di anni.
In attesa di risolvere i problemi connessi al suo impiego,
molti Paesi, tra cui l' Italia, hanno deciso di non usare
l'energia nucleare.
centrale nucleare di Chernobyl

16. Energia geotermica
L'energia geotermica sfrutta il calore presente nelle
profondità terrestri. Una fonte di calore usata fin
dall'antichità sono state le sorgenti termali.
Nelle zone che presentano fenomeni di vulcanismo non
violento e costante nel tempo, riscaldandosi le acque
nelle vicinanze, viene prodotto vapore e acqua calda
(fluidi geotermici) che man mano salgono in
superficie.
I vapori e l'acqua calda che fuoriescono dal suolo, avendo
temperature anche superiori ai 100° C, possono essere
utilizzati come fonte di calore oppure per produrre
energia elettrica.
Lo sfruttamento dell'energia geotermica è economica è
di facile utilizzo, ma richiede grandi tubature che
alterano il paesaggio. Un fenomeno di vulcanismo:
il geyser
Affresco raffigurante
le terme romane

17. Energia solare
La fonte dell'energia solare è il
Sole.
Come quasi tutte le stelle, il Sole
è un'immensa sfera di gas elio
incandescente che, per tale
motivo, è simile ad una centrale
che produce un'enorme quantità
di energia termica.
Una piccola parte della suddetta
energia giunge fino a noi qui
sulla Terra.
il Sole

18. Energia solare
L'energia solare è l'energia prodotta sfruttando
direttamente l'energia termica del Sole che appunto
arriva sulla Terra, e precisamente:
- utilizzando le cosiddette celle fotovoltaiche: sono in
sostanza delle sottili lamine di silicio che, colpite dai
raggi solari, producono energia elettrica.
- utilizzando i cosiddetti pannelli solari per produrre
calore. I pannelli solari invece sono costituiti in sostanza
da un contenitore che racchiude una serpentina in cui
circola dell' acqua.
Siccome per produrre energia a sufficienza occorrono
molte celle fotovoltaiche e molti pannelli solari,
attualmente, l'impiego dell'energia solare, basta a
soddisfare solo una parte esigua delle necessità
energetiche.
Parco di celle fotovoltaiche
Pannelli solari

19. Energia eolica
Lo sfruttamento del vento come fonte di
energia risale ad epoche lontanissime.
Usando i cosiddetti mulino a vento, si riusciva
infatti a convertire l'energia del vento in
energia meccanica, con quest'ultima che
veniva soprattutto usata per la macinazione
del grano.
Il mulino a vento sfrutta l'azione di pale che,
ruotando sospinte dal vento, determinano il
movimento di un albero di trasmissione.
In Europa i mulini a vento furono introdotti
intorno al dodicesimo secolo.
mulino a vento

20. Energia eolica
Gli antichi mulini a vento si sono oggi
trasformati nelle cosiddette turbine eoliche, in
grado di produrre direttamente energia
elettrica, e che, sempre azionate dall'energia
del vento, sono dotate di pale che facilmente si
mettono in rapida ed efficace rotazione.
Per aumentare la quantità di energia, le turbine
eoliche spesso sono collegate insieme a formare
delle vere e proprie centrali eoliche.
In Italia le centrali eoliche producono solo una
parte esigua delle necessità energetiche.
centrale eolica

21. Energia dal metano
Il metano fu scoperto nei pressi del lago Maggiore da
Alessandro Volta, che per primo ne studiò le proprietà
combustibili.
In natura si trova sotto forma di gas, e soprattutto in
giacimenti sotterranei. Il metano ed il petrolio spesso si
trovano negli stessi giacimenti, e ciò perchè la
formazione del metano è identica a quella del petrolio.
Anche il metano, ha avuto inizio milioni di anni fa:
- i resti degli organismi viventi si depositarono nel
terreno
- in assenza di aria, poi, le sostanze organiche furono
attaccate e decomposte dai microrganismi
- a poco a poco, quindi, il carbonio e l'idrogeno presenti,
prevalsero sugli altri elementi, fino a formare il metano.
Alessandro Volta
(1745-1827)

22. Energia dal metano
Il metano, una volta estratto da sotto la terraferma o da sotto i fondali
marini, viene immesso nei metanodotti.
I metanodotti sono fatti di grandi condotte che si diramano via via in
condotte più piccole, e che appunto convogliano il metano ad una rete di
distribuzione che lo fa arrivare:
- o presso le abitazioni, dove viene usato per cucinare, per riscaldare gli
ambienti e per produrre acqua calda
- o presso le centrali termoelettriche, dove viene appunto usato per
produrre energia elettrica.
Il metano, quando brucia, non genera fumo e, rispetto al petrolio e al
carbone, produce una minor quantità di sostanze inquinanti.

23. Energia dalle biomasse
In relazione alle fonti di energia,
quando si parla di biomassa, ci si
riferisce all'energia che si può
ottenere dai combustibili biologici,
come: legna, letame e scarti delle
coltivazioni agricole.
È una forma di energia rinnovabile
che è spesso minimizzata e non
possiede la stessa ribalta mediatica
dell'eolico e del fotovoltaico.

24. Energia dalle biomasse
Alcuni esempi di sfruttamento
delle biomasse:
- il legno che brucia
- i rifiuti animali che, attraverso
la fermentazione, possono essere
usati per produrre gas
combustibili
- gli scarti vegetali che, lavorati e
distillati, originano un alcol che
può essere usato per far
muovere macchine di vario tipo.
scarti vegetali

25. Energia dall’ Idrogeno
L’idrogeno naturale è un gas incolore, inodore e non
è velenoso.
La combustione dell’idrogeno non presenta
particolari problemi e dà luogo ad emissioni molto
meno inquinanti rispetto ad altri combustibili.
Alimentando il bruciatore della caldaia di casa o un
motore a scoppio con questo gas si potrebbe
produrre energia evitando le emissioni di sostanze
nocive.
Nel settore del trasporto su gomma già nei primi
anni Settanta un ingegnere torinese aveva
sviluppato un sistema per utilizzare l’idrogeno nelle
automobili. Questa possibilità ha poi assunto
un’importanza strategica con lo sviluppo delle celle
a combustibile avvenuta negli ultimi decenni.
Bus a idrogeno

26. L’attività di trasporto e conservazione si rivela
particolarmente difficoltosa, infatti, questo gas è
infiammabile, poco denso e si disperde nell’aria con
molta facilità. La conservazione e il trasporto sono
quindi aspetti che rendono ancora difficile l’utilizzo
dell’idrogeno su vasta scala.
Attualmente molte case automobilistiche stanno
realizzando modelli sperimentali di automobili e di
autobus a idrogeno, ed alcuni prototipi già
circolano in diverse città italiane ed estere.
Il problema per lo sviluppo dei veicoli a idrogeno,
oltre a quello della produzione di tale
combustibile, è che manca una rete di distribuzione
e di stazioni di rifornimento per questo gas.
Energia dall’ Idrogeno
Auto a idrogeno
al distributore

27. La sfida del ventunesimo secolo
La continua crescita della popolazione
mondiale e la naturale aspirazione dei paesi
in via di sviluppo a raggiungere livelli di vita
vicini a quelli dei paesi industrializzati sono
le principali cause della crescita inarrestabile
della domanda di energia e del
contemporaneo aumento delle emissioni di
gas serra, prima fra tutte l’anidride
carbonica.
Soddisfare tale domanda, mantenendo
questi gas a livelli non pericolosi per
l’ambiente (oltre che, naturalmente,
garantire l’approvvigionamento energetico)
rappresenta la sfida tecnologica del nuovo
secolo.

28. La sfida del ventunesimo secolo
Una sfida che può essere vinta solo con:
• l’aumento dell’efficienza dei sistemi e la
riduzione del consumo di idrocarburi
• l’espansione dell’impiego di fonti a basso o
nullo contenuto di carbonio quali gas
naturale, energie rinnovabili ed alternative
• la separazione dell’anidride carbonica
prodotta nella trasformazione dei
combustibili fossili
• l’aumento, infine, del potenziale di
assorbimento della stessa CO2 da parte
dell’ecosistema