Futuro in Circolo
Modulo #1
Alla scoperta dell’energia
Focus: fonti di energia, impianti di produzione e Global Goal numero 7
L’energia elettrica è fondamentale per il benessere delle persone e lo sviluppo della società
Guardiamoci intorno: l’energia elettrica non si vede, ma permea e abilita la nostra vita e la società in cui viviamo.
Cerchiamola vicino a noi e facciamo un elenco:
- accende le luci in classe e non solo,
- fa funzionare il computer, la LIM, il registro elettronico,
- fa suonare la campanella, il campanello all’ingresso e il telefono della segreteria…
Adesso allarghiamo la prospettiva e guardiamo fuori:
- fa funzionare la metro, il treno e i tram,
- ricarica le bici e le auto elettriche,
- è indispensabile negli ospedali, nei centri di ricerca, nelle industrie che producono i beni e i servizi che usiamo...
- conserva i cibi lungo tutta la filiera (produzione, distribuzione, consumo), ma anche i medicinali,
- accende il semaforo, rende sicure le strade e illumina la notte.
Proviamo ad andare oltre:
- consente di trasformare l’acqua del mare in acqua potabile nei Paesi costieri e sulle isole,
- alimenta i satelliti artificiali che orbitano nello Spazio e ci permettono di comunicare, accedere a Internet in aree remote, usare il navigatore e gestire il traffico aereo e navale, ma anche di osservare la Terra.
A proposito, come sarebbe la notte senza energia? Osserviamo questa immagine della NASA realizzata grazie alle foto scattate dal satellite Suomi e poi apriamola in 3D su ➡️ Google Earth.
Entro il 2050, 7 persone su 10 abiteranno in una città o, più probabilmente, in una megalopoli
Analizziamo la mappa e proviamo a rispondere: a cosa corrispondono i luoghi più luminosi? E quelli più bui? Dove si trovano?
In tutto il mondo, le aree più illuminate coincidono con le città e sono anche quelle più densamente popolate e tecnologicamente avanzate.
Secondo gli esperti, dal 1950 a oggi, la quota di popolazione urbana mondiale è raddoppiata passando da 29,6% a 58,3% del totale: il 2007 è stato l’anno in cui la popolazione mondiale residente nelle città ha superato quella nelle aree rurali.
In Italia il 72,6% della popolazione risiede in città e questa percentuale potrebbe superare l’81% nel 2050, con un conseguente aumento delle emissioni specifiche di CO2 del 18%.
I trend di urbanizzazione si legano al ruolo di “catalizzatore” economico e sociale delle città e, in molti Paesi, sono ancora legati all’accessibilità a risorse essenziali come l’energia elettrica.
Abbiamo visto dal satellite una notte senza energia, ma come sarebbe tutta la vita senza elettricità? Proviamo a immaginarla insieme partendo dalla sveglia del mattino...
Ancora oggi, nel mondo, 1 persona su 7 non può accendere la luce, usare il frigo, ricaricare telefoni e tablet, conservare cibi e medicine in maniera sicura
Secondo i dati dell’IEA - International Energy Agency, il 92% della popolazione mondiale ha accesso all’energia elettrica. Questo significa che c’è ancora lavoro da fare per centrare l’Obiettivo di Sviluppo Sostenibile numero 7 dell’Agenda 2030 dell’ONU e garantire a ogni abitante del nostro Pianeta l’accesso a sistemi di energia economici, affidabili, sostenibili e moderni proprio entro il 2030.
Sempre secondo lo studio dell’IEA, le mini-reti e le soluzioni solari off-grid autonome alimentati da pannelli fotovoltaici sono fondamentali per espandere l’accesso all’elettricità grazie alla loro facilità di implementazione e alla loro capacità di soddisfare carichi più bassi e più dispersi in modo economicamente efficace.
Nei villaggi e nelle aree più remote del Pianeta, infatti, le case e le strade sono prive di elettricità e illuminazione, ma l’energia elettrica non si trova pronta in natura: dobbiamo produrla e distribuirla. Per produrla servono le cosiddette fonti energetiche.
Chiediamo alla classe di approfondire le fonti di energia a cominciare dalla differenza tra rinnovabili e non rinnovabili.
L’84% di chi non ha accesso all’energia elettrica vive in comunità rurali e isolate, concentrate soprattutto nell’Africa sub-sahariana e centrale
Fonti rinnovabili
Si rinnovano in continuo e non producono gas serra. Sono disponibili “ovunque”: è il caso del sole che torna a splendere ogni giorno, del vento che soffia sui crinali e in mare aperto, dell’acqua che scorre dalle montagne e nei fiumi, del calore della Terra che è custodito al centro del nostro Pianeta, delle biomasse che derivano, per esempio, dalle potature degli alberi che via via ricrescono, delle onde e delle maree che si susseguono regolarmente.
Fonti non rinnovabili
Sono molto antiche e non possono riformarsi in tempi veloci: prima o poi, sono destinate a finire. Vanno estratte dai giacimenti che si trovano solo in alcuni Paesi (anche molto lontani dal luogo di utilizzo!) e poi trasportate fino alle centrali. Nelle fonti non rinnovabili rientrano le fonti fossili: il carbone, il gas naturale e il petrolio.
Nei primi 6 mesi del 2025 le rinnovabili hanno prodotto più energia elettrica del carbone: è la prima volta
Ma quanta energie elettrica producono le fonti rinnovabili?
Secondo il report ➡️ Global Electricity Mid-Year Insights 2025, nei primi 6 mesi del 2025, le rinnovabili hanno fornito 5.072 TWh, raggiungendo quota 34%. Il carbone, invece, si è fermato a 4.896 TWh, cioè il 33%.
Si tratta di un sorpasso storico: solare ed eolico non sono più tecnologie marginali, ma protagoniste del sistema energetico globale.
Questo progresso pone nuove sfide:
- da una parte, bisogna accelerare gli investimenti nei sistemi di stoccaggio dell’energia rinnovabile, che è soggetta per natura a picchi di produzione non prevedibili, e trovare nuove soluzioni per integrare l’energia prodotta nella rete elettrica nazionale (ma non solo!) garantendo che l’elettricità pulita, conveniente e affidabile raggiunga le comunità ovunque e in modo sicuro,
- dall’altra, occorre diversificare gli approvvigionamenti di componenti e materie prime in modo da ridurre la dipendenza da altri Paesi. Oggi, i segmenti produttivi chiave per la filiera fotovoltaica ed eolica, anche in termini di terre rare, si concentrano in Cina.
La quota del solare nel mix globale di elettricità
E in Italia?
Anche nel nostro Paese le rinnovabili hanno un ruolo centrale nella produzione di energia elettrica, come dimostrano i dati pubblicati da Terna per il mese di Agosto 2025.
Spazio alla biodiversità
Le fonti rinnovabili sono essenziali per la transizione energetica e la lotta al cambiamento climatico. Inoltre, gli impianti che le impiegano possono diventare presidi di biodiversità. Proprio come succede presso la centrale idroelettrica di Ampezzo (UD): qui A2A ha avviato uno studio per monitorare e tutelare una popolazione di chirotteri che è stata ritrovata durante lavori di bonifica.
È sempre una questione di fisica!
Il vento è aria che si muove. Quando qualcosa si muove, può dare energia. Le pale di un grande “mulino moderno”, chiamato turbina eolica, usano l’energia del vento per girare e produrre elettricità.
Che cos’è il vento?
- Il vento è l’aria che si sposta da un posto all’altro.
- Perché si sposta: il Sole scalda la Terra in modo diverso: il mare si scalda più lentamente della terra, l’equatore più dei poli, le montagne sono più fredde delle valli. L’aria calda sale, l’aria fredda scende e si sposta per riempire lo spazio: questo movimento è il vento.
Come fa una turbina a trasformare il vento in elettricità?
- Le pale girano: le pale catturano il vento e iniziano a girare, come un mulino.
- Generatore: il movimento delle pale fa girare una macchina (il generatore) che trasforma il movimento in corrente elettrica.
Non tutta l’energia del vento: anche le turbine migliori non possono prendere tutta l’energia del vento. Al massimo possono prenderne un po’ più della metà (circa il 59%). Questo è un limite naturale di come si muove il vento.
Quanta energia c’è nel vento?
- La velocità conta tantissimo: se il vento va più veloce, l’energia cresce molto. In fisica questo si vede perché la potenza del vento aumenta con il cubo della velocità, cioè con (v³).
- Con i numeri: facciamo che prima la velocità del vento era 1 metro al secondo, quindi la potenza era 1 al cubo, che fa 1. Dopo il vento inizia a soffiare a 2 metri al secondo, quindi la sua potenza diventa 2 al cubo, cioè 8. Quindi la velocità è diventata il doppio, ma la potenza è otto volte più grande!
Qual è la formula che usano gli scienziati?
- La formula della potenza del vento: P = ½ × ρ × A × v³
- Cosa significano i simboli:
- ρ (si legge “ro”): densità dell’aria (quanta aria ci aspettiamo in un metro cubo di volume),
- A: l’area grande che le pale coprono girando,
- v: la velocità del vento.
La parte veramente importante è la velocità del vento al cubo, v³, che ci fa capire che la velocità del vento comanda in quella formula.
Piccolo esperimento
- Prendiamo un foglio di carta dal lato corto con due mani. Soffiamo prima al centro e poi con la stessa forza vicino ai bordi laterali.
- Nota: il foglio si solleva di più quando soffiamo al centro perché più area del foglio è colpita dall’aria. Quando soffiamo al lato una parte di aria non finisce sul foglio, che si alza di meno.
Perché il vento è speciale?
- È rinnovabile: il vento non finisce perché nasce dal Sole che scalda la Terra ogni giorno.
- È pulito: usando il vento per produrre elettricità, aiutiamo la natura e riduciamo l’inquinamento.
Flipped classroom
L’energia che accende la nostra vita quotidiana è preziosa e va usata con consapevolezza e senza sprechi.
Ricordiamolo a tutta la scuola con dei post it colorati e delle locandine e delle locandine da attaccare nei luoghi di passaggio.
Aggiungiamo anche le informazioni che abbiamo scoperto sull’accesso all’elettricità nel mondo e sugli obiettivi del Global Goal numero 7.
