I tipi di energia rinnovabile: un esempio di lezione con proposte e suggerimenti operativi

Abbiamo già detto, negli articoli che hanno preceduto questo, che l’energia rinnovabile è l’energia che è ricavata dalle risorse naturali della terra che non sono limitate o esauribili, come vento e luce solare. L’energia rinnovabile è un’alternativa all’energia tradizionale che si basa sui combustibili fossili e tende a essere molto meno dannosa per l’ambiente. Insegnarlo ai nostri alunni potrebbe sembrare cosa di estrema facilità. Ma come coinvolgerli in questo percorso? Come sensibilizzarli al rinnovabile e come trasformarli in promoter del concetto di “pulizia ambientale” tanto caro ai numerosi ragionamenti attorno al futuro della tetta? Il modello organizzativo della lezione che vi proponiamo, al di fuori dell’UdA che pur sempre andrebbe realizzata, è la risposta più esaustiva alle tante richieste pervenute in redazione tese a ricevere, congiuntamente a quelli pedagogico-didattici, anche suggerimenti metodologici e, più compiutamente, operativi. A seguire i tipi di energia rinnovabile e, per ciascuno di essi, un sintetico quadro dei benefici per l’ambiente, per l’economia e per l’uomo. Essere troppo ottimisti, però, talvolta non è la massima operazione da compiere, nell’articolo, infatti, suggeriamo alcune limitazioni attuali alla produzione della stessa. Su queste limitazioni dobbiamo lavorare per quanto possibile (anche in una prospettiva di lungo periodo) per costruire percorsi formativi in grado di formare cittadini, uomini e, principalmente, professionisti.

Le Linee Guida e l’educazione ambientale, in primis

Le Linee Guida contenute nell’allegato A della legge che ha istituito l’educazione civica si sviluppano intorno a tre nuclei concettuali. Uno di questi è lo “Sviluppo sostenibile”. Lo sviluppo sostenibile riguarda:

• educazione ambientale
• conoscenza e tutela del patrimonio e del territorio.

Gli alunni saranno formati su educazione ambientale, conoscenza e tutela del patrimonio e del territorio, tenendo conto degli obiettivi dell’Agenda 2030 dell’ONU. Rientreranno in questo asse anche l’educazione alla salute, la tutela dei beni comuni, principi di protezione civile. La sostenibilità entrerà, così, negli obiettivi di apprendimento.

Le competenze chiave europee utilizzate

L’individuazione delle competenze chiave europee (dette anche competenze chiave di cittadinanza) è tema cardine per ciascun intervento educativo e formativo. Ricordiamo che per “competenze chiave” intendiamo «quelle di cui tutti hanno bisogno per la realizzazione e lo sviluppo personali, l’occupabilità, l’inclusione sociale, uno stile di vita sostenibile, una vita fruttuosa in società pacifiche, una gestione della vita attenta alla salute e la cittadinanza attiva. Esse si sviluppano in una prospettiva di apprendimento permanente, dalla prima infanzia a tutta la vita adulta, mediante l’apprendimento formale, non formale e informale in tutti i contesti, compresi la famiglia, la scuola, il luogo di lavoro, il vicinato e altre comunità». Per questo intervento si individuano:

• competenza alfabetica funzionale;

• competenza matematica e competenza di base in scienze e tecnologie;

• competenza personale, sociale e capacità di imparare ad imparare;

• competenza sociale e civica in materia di cittadinanza.

L’energia solare

Poniamo l’attenzione alla prima fonte di energia rinnovabile. L’energia solare è quell’energia che si ottiene catturando e poi immagazzinando l’energia radiante dalla luce solare e trasformandola in calore, elettricità o acqua calda. I sistemi fotovoltaici possono trasformare la luce solare diretta in elettricità per il tramite dell’uso di celle solari inseriti in appositi pannelli.

I vantaggi dell’energia solare

Uno dei vantaggi dell’energia solare – come sottolinea Just Green – è che la luce solare è funzionalmente infinita. Grazie alla tecnologia che impieghiamo per raccoglierla, c’è una fornitura illimitata di energia solare, con la speranza da rendere, presto, obsoleti i combustibili fossili (anche se l’attuale crisi russo-ucraina ha riaperto, in taluni casi, all’utilizzo dei combustibili fossili). Affidarsi all’energia solare anziché che ai combustibili fossili ci aiuta anche a arricchire la nostra attenzione per la salute pubblica e per le condizioni ambientali. A lungo termine, l’energia solare potrebbe anche eliminare i costi energetici e, a breve, ridurre le bollette energetiche.

Le limitazioni attuali all’utilizzo dell’energia solare

Sebbene l’energia solare ti farà risparmiare denaro a lungo termine, tende a essere un costo iniziale significativo ed è una spesa non realistica (ancor più senza significativi interventi dello Stato) per la maggior parte delle nostre famiglie. Inoltre, le abitazioni dovrebbero disporre di spazi esposti alla luce solare e sui quali impiantare i pannelli solari, il che limita chi può adottare concretamente questa tecnologia a livello individuale.

L’energia eolica e i suoi benefici

Sono numerosi, in Italia, i parchi eolici creati per catturare l’energia del flusso del vento. Pale eoliche che utilizzano le turbine per convertire il vento e la sua velocità in elettricità. Esistono diverse forme di sistemi utilizzati per convertire l’energia eolica. I sistemi di generazione a energia eolica di livello commerciale possono alimentare molte organizzazioni diverse, mentre le turbine eoliche singole vengono utilizzate per aiutare a integrare le organizzazioni energetiche preesistenti. Ve ne sono di importanti in alcune realtà del nord Europa a servizio di aziende agricole e di industrie. Ma anche in Italia stanno diventando frequenti e costellano i crinali delle nostre catene montuose. Un’altra forma – come sottolinea Just Green – sono i parchi eolici su scala industriale, che vengono acquistati per contratto o all’ingrosso. Tecnicamente, l’energia eolica è una forma di energia solare. Il fenomeno che chiamiamo “vento” è causato dalle differenze di temperatura nell’atmosfera unite alla rotazione della Terra e alla geografia del pianeta.

Benefici dell’energia eolica

L’energia eolica è una fonte di energia pulita, il che significa che non inquina l’aria come altre forme di energia. L’energia eolica non produce anidride carbonica, né rilascia prodotti nocivi che possono causare degrado ambientale o operare negativamente sulla salute umana. Gli investimenti nella tecnologia dell’energia eolica possono anche aprire nuove strade per l’occupazione e la formazione professionale.

Le limitazioni attuali all’utilizzo dell’energia eolici

Poiché i parchi eolici tendono ad essere costruiti in aree rurali o remote, di solito sono lontani dalle vivaci città dove l’elettricità è più necessaria. L’energia eolica deve essere trasportata attraverso linee di transizione, il che comporta costi più elevati. Sebbene le turbine eoliche producano pochissimo inquinamento, alcune città si oppongono poiché dominano gli skyline e generano rumore. Le turbine eoliche minacciano anche la fauna locale come gli uccelli, che a volte vengono uccisi colpendo i bracci della turbina durante il volo.

L’energia idroelettrico

Le dighe sono ciò che le persone associano di più quando si tratta di energia idroelettrica. L’acqua scorre attraverso le turbine della diga per produrre elettricità, nota come energia idroelettrica di pompaggio. L’ energia idroelettrica a flusso di fiume utilizza un canale per incanalare l’acqua piuttosto che alimentarla attraverso una diga.

Benefici dell’energia idroelettrica

L’energia idroelettrica è molto versatile e può essere generata utilizzando sia progetti su larga scala, come la diga di Hoover, sia progetti su piccola scala come turbine sottomarine e dighe inferiori su piccoli fiumi e torrenti. L’energia idroelettrica non genera inquinamento e quindi è un’opzione energetica molto più rispettosa dell’ambiente per il nostro ambiente.

Le limitazioni attuali all’utilizzo dell’energia idroelettrica

Talvolta gli impianti idroelettrici consumano più energia di quanta ne sia in grado di produrre per il consumo. I sistemi di stoccaggio potrebbero dover utilizzare combustibili fossili per pompare l’acqua quando questa non è per caduta come per le cascate o le dighe realizzate lungo i corsi d’acqua. Sebbene l’energia idroelettrica non inquini l’aria – come sottolinea Just Green – interrompe i corsi d’acqua e influisce negativamente sugli animali che li vivono, modificando i livelli dell’acqua, le correnti e i percorsi di migrazione per molti pesci e altri ecosistemi di acqua dolce.

L’energia geotermica

Per calore geotermico si intende il calore intrappolato sotto la crosta della Terra. Talvolta grandi quantità di questo calore fuoriescono naturalmente, ma tutto in una volta, provocando eruzioni vulcaniche e, per ciò che ci interessa maggiormente, i geyser. Questo calore può essere catturato e utilizzato per produrre energia geotermica utilizzando il vapore che proviene dall’acqua riscaldata che pompa sotto la superficie, che poi sale verso l’alto ed è utilizzata per azionare una turbina.

Benefici dell’energia geotermica

L’energia geotermica non è comune come altri tipi di fonti di energia rinnovabile, ma ha un potenziale significativo per la fornitura di energia. Dal momento che può essere costruito sottoterra, lascia pochissima impronta a terra. L’energia geotermica viene naturalmente reintegrata e quindi non corre il rischio di esaurirsi (su una scala temporale umana).

Le limitazioni attuali all’utilizzo dell’energia geotermica

Il costo gioca un fattore importante quando si tratta di svantaggi dell’energia geotermica. Non solo è costoso costruire l’infrastruttura, ma un’altra grande preoccupazione è la sua vulnerabilità ai terremoti in alcune regioni del mondo.

L’energia termica e meccanica

L’oceano può produrre due tipi di energia, quella termica e quella meccanica. L’energia termica oceanica si determina a causa delle temperature superficiali dell’acqua. L’energia meccanica oceanica impiega i flussi e riflussi delle maree per generare energia, che viene creata dalla rotazione terrestre e dalla gravità della luna.

Benefici dell’energia termica e meccanica

A differenza di altre forme di energia rinnovabile, l’energia del moto ondoso è prevedibile ed è facile stimare la quantità di energia che verrà prodotta. Invece di fare affidamento su fattori variabili, come sole e vento, l’energia delle onde è molto più coerente. Anche questo tipo di energia rinnovabile è abbondante, le città più popolate tendono ad essere vicine agli oceani e ai porti, rendendo più facile sfruttare questa energia per la popolazione locale.

Le limitazioni attuali all’utilizzo dell’energia termica e meccanica oceanica

Coloro che vivono vicino all’oceano beneficiano sicuramente dell’energia delle onde, ma coloro che vivono in stati del mondo, o aree, senza sbocco sul mare non avranno accesso immediato a questa energia. Un altro svantaggio dell’energia oceanica è che può disturbare i molti delicati ecosistemi dell’oceano. Sebbene sia una fonte di energia molto pulita, è necessario costruire grandi macchinari.

La biomassa e la bioenergia

La bioenergia è un’energia rinnovabile derivata dalla biomassa . La biomassa è materia organica che proviene da piante e organismi viventi di recente. L’uso della legna nel camino è un esempio di biomassa che la maggior parte delle persone conosce. Esistono – come sottolinea Just Green – vari metodi utilizzati per generare energia attraverso l’uso della biomassa. Questo può essere fatto bruciando biomassa o sfruttando il gas metano prodotto dalla decomposizione naturale dei materiali organici negli stagni o persino nelle discariche.

Benefici della bioenergia

L’uso della biomassa nella produzione di energia crea anidride carbonica che viene immessa nell’aria, ma la rigenerazione delle piante consuma la stessa quantità di anidride carbonica, che si dice crei un’atmosfera equilibrata. La biomassa può essere utilizzata in diversi modi nella nostra vita quotidiana, non solo per uso personale, ma anche aziendale. Questa energia proveniva dal legno, dai biocarburanti come l’etanolo e dall’energia generata dal metano catturato dalle discariche o dalla combustione dei rifiuti urbani.

Benefici della bioenergia

Sebbene le nuove piante abbiano bisogno di anidride carbonica per crescere, le piante richiedono tempo per crescere. Inoltre, non disponiamo ancora di una tecnologia diffusa che possa utilizzare la biomassa al posto dei combustibili fossili.

Energie rinnovabili: cosa puoi fare?

Come consumatore hai diverse opportunità per avere un impatto sul miglioramento dell’ambiente attraverso la scelta di una soluzione energetica più verde. Ci sono alternative per uno stile di vita più verde che solo le scuole possono insegnare e progettare nelle coscienze, nelle comunità, sui territori.

Monitoraggio dei risultati e valutazione della disciplina di educazione civica

La valutazione ed il monitoraggio dei risultati raggiunti potranno essere sia di tipo formativo che sommativo ed avranno funzione diagnostica, predittiva e di controllo del processo di apprendimento-insegnamento. La valutazione, a discrezione dei docenti, potrà avvenire utilizzando diversi strumenti:

• conversazione;

• attività di riproduzione orale: analisi, sintesi, domande, valutazioni, discussioni, espressioni di un parere, interventi coerenti con le attività proposte;

• attività di produzione scritta: saggi, esercizi, commenti, riflessioni, relazioni, questionari, analisi testuali, libere interpretazioni, interpretazioni secondo specifiche consegne, articoli in forma di saggio;

• prove oggettive: vero/falso, a scelta multipla, a risposta singola, integrazione o completamento, corrispondenza;

• attività di produzione grafica e multimediale.

La valutazione globale

Per la valutazione globale verranno presi in considerazione:

• la motivazione

• la partecipazione all’attività didattica (azioni, consigli e proposte, adesione puntuale alle verifiche, orali e scritte, programmate)

• l’attitudine

• l’interesse

• le competenze acquisite

• le conoscenze ottenute

• le abilità apprese

• l’impegno

• il progresso rispetto alla situazione in punto start

• il metodo di studio utilizzato

• l’eventuale produttività creativa.

Lezione su Fonti di energia