Attività di Fisica e Chimica

Livello base

Sostituendo i combustibili fossili con energie rinnovabili, le nazioni potrebbero raggiungere i propri impegni di riduzione delle emissioni senza invadere territori naturali vitali. Le fonti di energia a basse emissioni, come l’eolico e il solare, possono avere un’impronta geografica maggiore rispetto agli impianti a combustibili fossili di capacità equivalente. Tuttavia, il potenziale delle energie rinnovabili su terreni già sviluppati è più che sufficiente per soddisfare gli impegni presi nell’ambito dell’Accordo di Parigi e potrebbe coprire la domanda energetica totale prevista per il 2050. Alla 21ª Conferenza delle Parti (COP21) a Parigi nel 2015, 196 paesi hanno concordato di puntare a limitare il riscaldamento a meno di 2 °C rispetto ai livelli preindustriali. I rapidi tagli alle emissioni di gas serra implicano un allontanamento su larga scala dai combustibili fossili.

Tuttavia, anche i progetti di energia rinnovabile non sono privi di impatti ambientali, quindi è importante scegliere luoghi e tecniche di generazione che causino il minor danno possibile. Analogamente alle fonti energetiche convenzionali, dobbiamo pensare oltre la semplice impronta diretta della turbina eolica o del pannello solare e considerare le strutture e le strade associate che lo sviluppo delle energie rinnovabili comporta.

Il primo passo è la mappatura del potenziale di ciascun paese per la generazione di energia eolica e solare. Dovremmo anche includere il potenziale di produzione derivante dall’aggiornamento degli impianti idroelettrici esistenti – assumendo che la loro efficienza possa essere leggermente migliorata – e dalla riconversione delle dighe non idroelettriche per la produzione di energia.

Per raggiungere questo obiettivo, possiamo sfruttare le potenzialità del

• Lab on Renewable Energy powered by Teach Engineering, University of Colorado, Boulder: https://www.teachengineering.org/livinglabs/renewableenergy912🔗

Oppure sfruttando la 

• CLEAN Collection of Climate and Energy Educational Resources, una raccolta di oltre 700 risorse didattiche gratuite e pronte all’uso, rigorosamente revisionate da educatori e scienziati, adatte per le classi dalla scuola secondaria all’università. https://cleanet.org/index.html🔗

^{Risorse del National Renewable Energy Laboratory (NREL) https://www.nrel.gov/index.html🔗}

• Dati e strumenti: Trova set di dati, mappe, modelli e strumenti sviluppati da NREL utilizzati per l’analisi delle tecnologie energetiche e dell’efficienza energetica.
• Basi dell’energia: Scopri le basi delle aree di ricerca—bioenergia, geotermia, idrogeno, solare, trasporti, eolico e acqua.

Progetta la tua eco-città

Una eco-città è una città ecologicamente sana. In futuro, le città in cui viviamo dovranno permettere alle persone di prosperare in armonia con la natura e raggiungere uno sviluppo sostenibile. Lo sviluppo di una eco-città orientata alle persone richiede una comprensione completa delle complesse interazioni tra fattori ambientali, economici, politici e socio-culturali, basata su principi ecologici. Città, paesi e villaggi dovrebbero essere progettati per migliorare la salute e la qualità della vita dei loro abitanti e mantenere gli ecosistemi da cui dipendono. Lo sviluppo di una eco-città integra visione, iniziativa dei cittadini, amministrazione pubblica, industria ecologicamente efficiente, bisogni e aspirazioni delle persone, cultura armoniosa e paesaggi in cui natura, agricoltura e ambiente costruito sono integrati funzionalmente in modo sano.

Il Modello Prototipo UE di Smart Eco-Polis ha adottato la Strategia e il Piano di Attuazione Smart Eco Polis, in cui Eco-town e le comunità locali sono concepite come luoghi intelligenti e verdi, vivibili e creativi, vivaci e attraenti, resilienti al clima, destinazioni uniche di eccellenza per il futuro.

Risorse online:

• https://medium.com/climate-conscious/how-to-design-a-sustainable-city-367b481d2039🔗
• https://www.sustainablelearning.com/resource/my-green-city🔗
• https://www.southampton.ac.uk/news/2017/07/how-to-build-a-sustainable-city.page🔗

Livello avanzato

Un grande dibattito per ridurre l’impatto ambientale dell’uomo riguarda la scelta dei materiali per la costruzione degli edifici. Come mostrato in soprafìgura, l’edilizia è un processo che richiede energia durante Normalmente tutto il suo ciclo di vita. Steve Howard, innovatore aziendale di IKEA, riassume le pressanti esigenze di sostenibilità considerando che:

^{Energia attualmente richiesta per pipeline edilizie}

Negli edifici, è possibile risparmiare energia sia nei materiali utilizzati sia nel miglioramento del ciclo di vita degli stessi edifici.

Richiamando il concetto di economia circolare, esistono già materiali da costruzione che richiedono meno energia e provengono da materiali riciclati. Ad esempio, l’uso di roccia sedimentaria o vetro riciclato, particolarmente apprezzati per la loro elevata resistenza meccanica. Ma la nuova frontiera dell’eco-edilizia sembra essere il sughero.

Poiché oltre il 50% del volume cellulare di un pezzo di sughero è costituito da miscele d’aria, il sughero è una delle sostanze solide più leggere. Poiché una forte pressione non rompe né distrugge le minuscole celle d’aria ma comprime l’aria al loro interno, il sughero inizia a riprendere la sua forma quando la pressione viene rimossa. Un rotolo o un foglio di sughero composito può essere compresso in una proverbial direzione senza perdere le sue dimensioni nell’altra direzione. Questo è di grande importanza per molte applicazioni del sughero composito. Inoltre, il sughero è un materiale altamente frizionale, sia nella sua forma naturale sia in quella composita. Anche quando è bagnato o ricoperto di olio o grasso, il sughero mantiene questa qualità che supera quella della pelle, della gomma e di molti altri prodotti utilizzati per scopi di attrito o antiscivolo. L’elevato grado di stabilità in condizioni variabili è fondamentale per il continuo successo e utilizzo del sughero nel mondo di oggi.

L’isolamento termico in sughero è prodotto principalmente dalla quercia da sughero e può essere realizzato sia come materiale di riempimento che come pannelli. I valori tipici di conducibilità termica per il sughero sono compresi tra 40 e 50 mW/mK. I prodotti isolanti in sughero possono essere forati e anche tagliati e adattati in cantiere, senza alcuna perdita di resistenza termica.

Alcuni svantaggi nell’uso del sughero sono legati a questioni estetiche come la limitata disponibilità di colori e la possibilità di forature o danni se utilizzato come superficie calpestabile.

In conclusione, la scienza dei biomateriali ha circa cinquant’anni. La definizione IUPAC di questa parola è

Quindi, questo termine include anche le sostanze che, combinate con un idoneo substrato polimerico, sono in titolate a interagire con i sistemi biologici e per questo motivo vengono impiegate anche a scopo medico.

Dalla moda al design, dall’edilizia alle costruzioni, i biomateriali e le loro applicazioni si stanno moltiplicando, cambiando il futuro della nostra vita.

Vantaggi e svantaggi del pavimento in sughero | The Flooring Group🔗

Attività

• Proporre quadri di sostenibilità nel contesto della gestione dei rifiuti: metodi, indicatori ed eventuali strumenti utilizzati.
• Proporre soluzioni per una casa ecosostenibile

• Flipped learning: scopri il progetto europeo Lifecab https://www.lifecab.eu/pages/home.aspx🔗