Galileo: l'impossibilità del motore perpetuo

L’idea di questa proposta didattica è quella di partire da un articolo riguardante le energie rinnovabili da proporre agli studenti, per poi iniziare un excursus storico sul tema dell’energia e porre un particolare accento sugli esperimenti di Galileo sui pendoli ed il piano inclinato, arricchendo le spiegazioni con argomenti multimediali come dei filmati e dei link per eventuali approfondimenti che lo studente può scegliere di fare se incuriosito dai temi affrontati.

L’energia, seppur sia così complicato definirla teoricamente, nel suo aspetto di “capacità di compiere lavoro” è diventata nelle attuali società industrializzate una necessità primaria della quale c’è crescente bisogno. L’energia che utilizziamo nella nostra vita quotidiana, nelle industrie, nelle più svariate attività umane, viene trasformata usando in gran parte fonti disponibili soltanto in quantità finite, provocando inoltre la produzione di sostanze inquinanti e cambiamenti climatici nocivi per l’umanità e per l’ecosistema terrestre. La scienza, aiutata anche dalle nuove tecnologie, sta cercando di elaborare strategie alternative basate sulla produzione di energia da fonti rinnovabili.
Si desidera, quindi, partire, ad esempio con un dibattito in classe, da un problema attuale, che riguarda il presente, ma soprattutto il futuro di ognuno di noi e dei nostri discendenti. Si vorrebbe che lo studente da subito acquisti consapevolezza di come il tema dell’energia non sia semplicemente uno dei capitoletti del libro di fisica, su cui verrà verificato e che dovrà studiare per superare i compiti in classe, ma piuttosto un argomento su cui avere una veduta più ampia e di interesse anche per sviluppare un’adeguata coscienza di ‘cittadino’ del pianeta terrestre.


Propongo qui di seguito alcuni ritagli dell’ articolo tratto dal sito internet:
http://www.elettronicanews.it/articoli/0,1254,40_ART_274,00.html che l’insegnante potrebbe consegnare ai suoi studenti. "Elettronica News" è il portale b2b, realizzato dal Il Sole 24 Ore Business Media, che si propone come il punto di riferimento per i professionisti dell'elettronica.


" LA SFIDA DELLE ENERGIE RINNOVABILI
Il problema dell'ambiente è sempre più pressante e in quest'ambito la ricerca di energie rinnovabili è un fattore di grande importanza, anche se non risolutivo. L'attività in questo settore coinvolge non solo scienziati ed enti di ricerca ma anche l'industria italiana.

Galileo: l'impossibilità del motore perpetuo - Storia della Scienza
Il viaggio verso il Duemila parte dalla questione dell'energia. Le fonti di energia sono il motore della società e contribuiscono in diversa misura ai nostri bisogni. Immaginate di impiegare un ora per leggere un articolo alla luce di una comune lampadina ad incandescenza. Per 27 minuti ad illuminarvi sarà un derivato del petrolio bruciato in qualche centrale termoelettrica. Per 12 minuti energia idroelettrica, e, in minima parte, geotermica. Per 6 minuti metano e per 5 carbone. Le fonti alternative (vento, sole) non coprono neppure qualche secondo della nostra ora di lettura. Ai 10 minuti rimanenti provvederà energia nucleare, importata in prevalenza dalla Francia.
Così, nel 1994, scriveva Tullio Regge, all'epoca docente al Politecnico di Torino, considerato uno dei grandi scienziati del XX secolo nel campo della relatività generale, sul problema energetico italiano, in una pubblicazione dedicata alla situazione del mondo all'inizio del nuovo millennio. (...)



Nell'ultimo decennio l'impiego del petrolio è diminuito mentre è notevolmente aumentato l'uso del carbone e le energie rinnovabili sono cresciute di poco; al riguardo bisogna però ricordare che queste ultime comprendono le energie idroelettriche e geotermiche; le percentuali rispetto al totale delle rinnovabili in Italia nel 2004 sono: idroelettrica circa il 77%, geotermica circa 10%, eolica 3,3%, fotovoltaica 0,05%, altro 10%.
Tuttavia il solo aspetto quantitativo non è il punto più significativo da porre in evidenza. L'esame delle fonti di energia è un capitolo, ovviamente di primaria importanza, del più vasto problema dell'ambiente terrestre ed è proprio nel differente approccio ad esso che si evidenzia la differenza concettuale tra le valutazioni del 1994 e quelle odierne. Venti anni fa si poneva l'accento sulla necessità di disporre di quantità sempre crescenti di energia per i consumi mondiali, dovuti a motivi ben noti. Attualmente le trasformazioni ambientali si sono imposte come un problema che non può più essere eluso e solo abbastanza recentemente è stato dimostrato in modo inoppugnabile che la causa antropica del cambiamento climatico è preponderante. I climatologi sono oggi sicuri che le attività umane stanno riscaldando pericolosamente le terra e ciò è stato dimostrato adottando i più elevati standard scientifici per verificare le loro asserzioni. L'ente internazionale IPCC (International Panel on Climate Change) nel febbraio 2007 ha pubblicato un rapporto in merito, ponendo in evidenza che un ulteriore aumento climatico indotto dall'uomo è alle porte. "Il futuro, in particolare a lungo termine, è in gran parte nelle nostre mani: l'intensità del cambiamento dipende da quello che faremo riguardo alle emissioni di gas serra (anidride carbonica, metano, ossido d'azoto, idrocarburi idrogenati)."...
Una seconda constatazione, in pratica universalmente accettata, è che non esiste un'unica strada per vincere la sfida energetica, ma il problema deve essere affrontato con l'adozione di un complesso di misure (risparmio generalizzato, aumento dei rendimenti di produzione e trasporto dell'energia, ricorso a fonti rinnovabili, ricerca e realizzazione di nuove fonti energetiche) internazionalmente accettato e perseguito da tutti i paesi del mondo.
Diverse società italiane, in particolare alcuni settori delle piccole e medie industrie, negli ultimi anni hanno realizzato che il settore energie rinnovabili può rappresentare una grande opportunità industriale per il futuro e hanno investito in questa scommessa. (...) "