Il Clima 4 by luigi vernizzi

Sommario L’energia termica

Le emissioni

Il carbone

Il petrolio

Il gas naturale

L’energia nucleare

I Trasporti

Le emissioni di I.T.

Riassumendo con le lingue! 6

Che cos’è l’energia termica? Che cos’è l’energia termica? È il calore che viene generato dal moto degli atomi e delle molecole all'interno di un corpo. Quando un corpo viene scaldato aumenta il moto, le vibrazioni e le collisioni degli atomi. L'energia termica è posseduta da qualsiasi corpo che abbia una temperatura superiore allo zero assoluto. L'energia termica può essere utilizzata direttamente, oppure trasformata in altre fonti di energia nelle centrali termoelettriche. È il motore dell’industrializzazione ed è originata dalla combustione di carbone, petrolio e gas naturale. Purtroppo, nel corso della combustione, queste fonti liberano il carbonio immagazzinato, restituendolo all’atmosfera sotto forma di anidride carbonica e di altri gas serra.

Quello che millenni avevano nascosto sotto la crosta terrestre viene ora reinserito in circolazione. Andando ad alterare l’effetto serra naturale, e quindi il clima. Tipi di energia termica. Questa energia può essere rilasciata o acquisita da un qualsiasi sistema avente temperatura diversa rispetto a quella che ha intorno, sia dello stesso che di un diverso stato fisico. A seconda del meccanismo attraverso cui si verificano questi passaggi di energia, possiamo avere tre diverse tipologie di scambio termico:

• Convezione: Per convezione si verifica il passaggio di energia termica tra sistemi fluidi; • Irraggiamento: Per irraggiamento di verifica il passaggio di energia termica attraverso emissione di onde elettromagnetiche luminose ed infrarosse. L’energia termica del sole arriva sulla terra per effetto di irraggiamento.

• Conduzione: Per conduzione si verifica il passaggio di energia termica tra sistemi solidi o al loro interno;

Le emissioni Dall’inizio della Rivoluzione Industriale, la concentrazione atmosferica dell’anidride carbonica è aumentata del 30% circa, la concentrazione del gas metano è più che raddoppiata. Inoltre dati recenti indicano che le velocità di crescita delle concentrazioni di questi gas sono di nuovo aumentate. Nei Paesi più sviluppati, i combustibili fossili utilizzati per le auto e i camion, per il riscaldamento negli edifici e per l’alimentazione delle numerose centrali energetiche sono responsabili in misura del 95% delle emissioni dell’anidride carbonica, del 20% di quelle del metano. L’aumento dello sfruttamento agricolo, le varie produzioni industriali e le attività minerarie contribuiscono ulteriormente per una buona fetta alle emissioni in at-

mosfera. Anche la deforestazione contribuisce ad aumentare la concentrazione di anidride carbonica nell’aria, infatti le piante sono in grado di ridurre la presenza di CO2 nell’aria attraverso l’organicazione mediante il processo fotosintetico. Il danno è ancora più evidente se si pensa che nel corso degli incendi intenzionali che colpiscono ogni anno le foreste tropicali viene emessa una quantità totale di anidride carbonica paragonabile a quella delle emissioni dell’intera Europa. Da notare che la respirazione dei vegetali e la decomposizione della materia organica rilasciano una quantità di CO2 nell’aria 10 volte superiore a quella rilasciata dalle attività umane; queste emissioni sono state

comunque bilanciate nel corso dei secoli fino alla Rivoluzione Industriale tramite la fotosintesi e l’assorbimento operato dagli oceani. Se le emissioni globali di CO2 fossero mantenute come in questi ultimi anni, le concentrazioni atmosferiche raggiungerebbero i 500 ppm per la fine di questo secolo, un valore che è quasi il doppio di quello pre-industriale (280 ppm). Il problema viene ulteriormente complicato dal fatto che molti gas serra possono rimanere nell’atmosfera anche per decine o centinaia di anni, così il loro effetto può protrarsi anche per lungo tempo.

Cadice Michela, Delle Noci Alberto, Paternò Debora, Russo Camilla

Il carbone

una roccia sedimentaria di colore bruno o nero, che deriva da una lenta e graduale decomposizione di foreste rimaste sommerse dalle acque e poi sepolte dalla crosta terrestre. Il carbone è un magazzino di energia chimica. È composto da materie organiche e da materie inorganiche. In un primo momento esse hanno formato uno strato di materiale organico compatto detto torba, sulla quale sono andati accumulandosi numerosi strati di materiale sedimentario. La pressione e il calore da questi esercitati hanno gradualmente eliminato l'umidità e accresciuto il contenuto di carbonio della torba, formando il carbone. L'insieme delle operazioni che portano a localizzare giacimenti carbonife-

ri e a valutarne l'interesse minerario, si definisce prospezione mineraria. Le centrali a carbone sono la principale fonte di emissione di anidride carbonica. Il carbone, d’altra parte, è il combustibile fossile con le più alte emissioni specifiche di gas serra, circa il triplo del gas naturale. Ciò ne fa la più grave minaccia per l’equilibrio climatico del Pianeta, anche se l’industria ama parlare di “carbone pulito”. Il carbone è responsabile di più del 40 per cento del totale delle emissioni di CO2 e rappresenta il modo peggiore e più inquinante di produrre energia elettrica. Le centrali a carbone producono differenti sostanze inquinanti che comportano pesanti conseguenze ambientali per il territorio circostante. Un impianto, produce ben 3 milioni

di tonnellate di CO2 all’anno oltre a solfuri, nitrati, metalli pesanti e polveri sottili, quest’ultime responsabili di malattie sempre più diffuse a livello urbano. In Cina si stima che la combustione del carbone sia la prima fonte di inquinamento atmosferico, responsabile di 350-400 mila morti ogni anno. Inoltre, generano una enorme quantità di rifiuti che contengono sostanze tossiche e possono facilmente contaminare il suolo e le falde acquifere se non correttamente smaltiti.

Il petrolio Il petrolio è una miscela di idrocarburi, si presenta come liquido oleoso e denso, di colore variabile tra il giallo-bruno e il nerastro, con fluorescenze verdi o azzurre e di odore caratteristico. È il combustibile per eccellenza, è la fonte primaria di energia ma è anche una delle principali fonti di CO2. Esso è responsabile di un terzo delle emissioni causate dai combustibili fossili. I derivati del petrolio sono i combustibili usati in quasi tutti i veicoli a motore e aerei e in molti impianti di riscaldamento e centrali elettriche. L’uso del petrolio ha cominciato a crescere molto rapidamente nei primi anni del Novecento come fonte energetica diretta, in sostituzione del carbone, e come materia prima della maggior parte dei prodotti della moderna chimica industriale; è stato il combustibile che ha fatto girare il mondo, nel periodo di massima espansione. Il petrolio è stato, ed è ancora, il principale strumento di destabilizzazione geopolitica dei tempi moderni. Negli ultimi anni, l'utilizzo del petrolio come fonte di produzione di energia e nei trasporti è in lento ma costante declino grazie alla grande diffusione delle fonti rinnovabili per la produzione elettrica e, dall'altra, alla intro-

duzione di motori più efficienti che riducono la domanda di carburanti. Il petrolio è una risorsa finita: sono decenni che geologi e ambientalisti mettono in guardia sul suo esaurimento, e sulla necessità di trovare alternative. Una necessità resa più urgente dall’aggravarsi del riscaldamento globale e dei cambiamenti climatici che ne derivano. Ma la reazione dell’industria va in senso contrario, aumentando le esplorazioni e la ricerca di petrolio. Questa nuova “corsa all’oro nero” mette in pericolo regioni e habitat ancora incontaminati, allargando i confini della devastazione ambientale. La raffinazione avviene nella torre per la distillazione frazionata. Il petrolio greggio, passa attraverso un tubo a serpentina dentro un forno, dove viene riscaldato a circa 350°C in modo da provocare l'evaporazione dei diversi gruppi di idrocarburi che, risalendo attraverso i camini presenti nei diversi piani della torre, sono costretti a passare nell'acqua che è sul fondo, condensandosi e dando luogo alle varie frazioni che corrispondono ad altrettanti prodotti commerciali: • gas (metano, propano e butano) utilizzati per uso domestico e per autotrazione;

• benzine, usate come carburante per autoveicoli, aerei e navi; • nafta, usata come carburante per i motori Diesel; • cherosene, usato per gli impianti domestici di riscaldamento, per l'illuminazione e come carburante per gli aerei a reazione; • gasolio, usato per gli impianti di riscaldamento e come combustibile per le centrali elettriche. Dal fondo della torre durante questa operazione esce il residuo da cui si ottengono gli oli lubrificanti, le paraffine e i bitumi impiegati come impermeabilizzanti e soprattutto nella produzione di asfalto per la copertura delle strade.

Questo è un esempio di ciò che causa il petrolio

Il gas naturale Il gas naturale è costituito da idrocarburi gassosi che si trovano nel sottosuolo da dove fuoriescono spontaneamente o sono estratti attraverso perforazioni; hanno origine da formazioni geologiche e sono legati ai giacimenti di petrolio. È considerato la forma “più pulita” di combustibile fossile e può essere utilizzato per generare sia calore che elettricità. Emette comunque la metà di CO2 del carbone. Il suo contributo al riscaldamento globale sembra destinato a crescere, nella prospettiva di un mondo ancora dipendente dalle fonti fossili, vista la sua maggiore disponi-

bilità rispetto al petrolio. Negli ultimi anni si è assistito a una diffusione capillare del gas naturale quale fonte di produzione di energia elettrica e termica, si pensa che le sue emissioni di anidride siano minori rispetto a carbone e petrolio, il gas è comunque una fonte fossile, dannosa per il clima terrestre. Sulla base della composizione chimica si possono classificare diversi tipi di gas naturale. Il principale è il metano, che è un gas serra molto più potente della CO2 (ventuno volte), ma resta inalterato in atmosfera per una decina di

anni ed è per questo che ha ricevuto finora meno attenzione. Il metano è secondo soltanto all’anidride carbonica nel contribuire al riscaldamento del Pianeta. Proviene da fonti naturali e dal Settecento a oggi la sua concentrazione atmosferica è più che raddoppiata.

Il trasporto del gas naturale Come combustibile è particolarmente apprezzato per la sua facilità di trasporto, anche a grandi distanze, sia allo stato liquido e sia allo stato aeriforme. Il trasporto allo stato aeriforme è realizzato tramite pipe-line, lunghissime tubazioni dette gasdotti o metanodotti, in grado di collare il luogo di estrazione con il luogo di lavorazione. Poiché i gasdotti coprono distanze elevate, nell'ordine dei centinaia di chilometri, per mantenere costante il flusso del gas è necessaria la presenza di stazioni intermedie di controllo della pressione lungo il percorso delle tubature. In alternativa ai gasdotti il gas naturale può essere portato allo stato liquido e trasportato all'interno di grandi serbatoi. Giunto a destinazione il gas viene ridotto nuovamente allo stato gassoso, lavorato ed infine immesso nella rete di distribuzione.

I primi dieci paesi al mondo produ ori di gas naturale (miliardi di m3) 1. Stati Uniti: 611,01 2. Russia: 588,92 3. Canada: 159,83 4. Iran: 138,54 5. Qatar: 116,75 6. Norvegia: 106,46 7. Cina: 96,87 8. Arabia Saudita: 83,98 9. Indonesia: 82,09 10. Algeria: 80,410

L’energia nucleare L'energia nucleare è una fonte energetica da valutare attentamente sia negli aspetti positivi che negativi. In primo luogo è necessario comprendere il suo funzionamento. Nelle centrali nucleari l’energia si ricava dal bombardamento dell’uranio con neutroni. Durante questo processo viene emessa radioattività ad alta intensità. Gli oggetti e i metalli esposti alle radiazioni diventano essi stessi radioattivi, ossia scorie radioattive. Riguardo alla sicurezza, il nucleare è relativamente sicuro. Resta però il problema dei costi sociali e quello della localizzazione delle centrali e del deposito di scorie. Oltretutto non serve a proteggere il clima. Anche raddoppiando la potenza nucleare, l’effetto sulla riduzione delle emissioni di CO2 è limitato al 5 per cento, e si dovrebbe mettere in rete un reattore ogni due settimane da ora al 2030. Aspetti positivi e negativi. La prima cosa di cui il nucleare fa parlare non è se conviene o meno ma se è sicuro. La risposta ovviamente non può che essere, no, non è sicura, come non è sicuro attraversare la strada o peggio ancora andare in giro in scooter.

Ma cosa vuol dire sicuro? La produzione di energia elettrica da una determinata fonte andrà conteggiata sicuro o meno in base ai danni, ai morti e ai feriti causati a parità d’uso rispetto ad un’altra fonte. In base ai dati, si può affermare che l’energia elettrica più sicura sia quella prodotta

dal metano. Se consideriamo accettabile morire a migliaia per l’idroelettrico o per il carbone dovremmo farlo anche per il nucleare, no? La cosa strana è voler mettere i reattori atomici relativamente vicini ad aree densamente popolate. Quindi è pericolosa una centrale nucleare? SI.

La situazione delle centrali nucleari nel mondo a oggi. ██ Reattori in funzione e in costruzione ██ Reattori in funzione e in considerazione ██ Nessun reattore in funzione e in costruzione ██ Nessun reattore in funzione e in considerazione ██ Reattori in funzione, situazione stabile ██ Reattori in funzione e in considerazione la chiusura ██ L'energia nucleare non è legale ██ Nessun reattore

Quanto? Abbastanza, anche se meno di una a carbone. Quindi sostituendo il carbone con il nucleare avremo un mondo più sicuro, con meno morti? Probabile, ma resta il problema dello stoccaggio dei rifiuti nucleari. Spesso le scorie le respiriamo, le beviamo e le mangiamo diluite nel pianeta. Il nucleare non funziona così, le scorie sono concentrate in un solo punto. Cosa succederebbe se si riuscisse a schiacciarle in un volume grande come una lattina? Avremo la possibilità di gestire questa cosa. Ovviamente essendo un concentrato sarà un pericolosissimo problema da maneggiare… COME UNA SCORIA NUCLEARE! La domanda è: meglio avere tonnellate di roba da buttare pericolosa o avere una sola lattina complessivamente meno pericolosa ma concentrata in un solo punto? Meglio 300 tonnellate di carbone e relative scorie o tre lattine di pelati (2kg di uranio)? La risposta dovrebbe essere automatica.

I trasporti L’uso di mezzi di trasporto comporta l'emissione di CO2 in atmosfera. Ogni volta che ci muoviamo, per lavoro o per svago possiamo attivare comportamenti virtuosi per difendere il nostro ambiente. Tutto dipende dalla scelta del mezzo di trasporto, che dovrà consumare il meno possibile, essere cioè più efficiente. Se ci spostiamo a piedi o in bicicletta l’emissione è nulla, ma non sempre questo è possibile. Gli altri mezzi di trasporto hanno un fattore di emissione di CO2 in relazione al carburante usato. A questo punto potremmo farci alcune semplici domande: tutti i trasferimenti sono strettamente necessari? Quanti di questi possono essere evitati con telefonate, video-conferenze o raggruppati attraverso un’attenta pro-

grammazione, per evitare “giri a vuoto” o doppi percorsi? Modifiche virtuose delle proprie abitudini sono possibili e alla portata di tutti. Quindi è facile comprendere che le scelte individuali sono importanti ed in questo caso possono essere preziose per dare un contributo al contenimento dei gas climalteranti. Cerchiamo di calcolare i possibili risparmi di CO2. Prendiamo in considerazione il caso in cui si decida di usare l'autobus invece dell’automobile. Per calcolare la CO2 che si può risparmiare utilizzando l'autobus al posto dell'auto occorre fare la differenza tra le due quantità ottenute. Se si riesce a convincere anche altre persone, a cambiare mezzo di trasporto si può fare per ognuno lo stesso calcolo e sommare la CO2 risparmia-

Le emissioni di I.T. La diffusione massiccia delle nuove tecnologie dell’informazione comporta effetti sul clima molto più importanti di quanto si possa immaginare. Ad esempio, la diffusione del Cloud Computing, l’insieme di tecnologie che permettono di memorizzare/ archiviare e/o elaborare dati, comporterà un forte aumento dei consumi energetici e, quindi, una crescita delle emissioni. D’altra parte, l’information technology può essere parte importante della soluzione. Secondo uno studio di Greenpeace, i consumi elettrici nel settore dell’Information Technology potrebbero più che triplicarsi entro il 2020 in assenza di interventi concreti. Imprese come Facebook o

Google consumano grandi quantità di energia che necessariamente dovrà essere rinnovabile per evitare pesanti conseguenze climatiche. Le tecnologie IT possono, allo stesso tempo, essere molto amiche del clima. Ad esempio rendono possibile misurare i consumi energetici e le relative emissioni in tempo reale consentendo all’utente di modificare il suo comportamento. Secondo un report della società McKinsey del 2008, l’utilizzo delle soluzioni IT nei settori dell’edilizia, dei trasporti, dell’industria, dell’energia e nei servizi potrà ridurre le emissioni al 2020 di un 15 per cento rispetto a quelle attuali.

La campagna di Greenpeace “Cool IT Challenge” chiede alle aziende informatiche di diventare leader anche nel combattere il riscaldamento globale. Il settore dell’IT possiede infatti uno spirito innovativo, un sapere tecnologico e un’influenza politica capace di portare a una rapida rivoluzione energetica. L’industria IT deve emergere rispetto alle aziende energetiche più stagnanti per sviluppare un modello di business che aiuti il mondo a raggiungere riduzioni tangibili delle emissioni. Una vittoria per questo settore che diventerà pioniere di un cambiamento globale verso un’economia energetica pulita.

ta in un anno da loro con quella risparmiata dal proprio comportamento virtuoso, così da ottenere un valore in mancata emissione di CO2 globale, più elevato e significativo. Come procedere al risparmio? Il miglior modo di risparmiare emissioni di anidride carbonica nell'ambito dei trasporti è, ovviamente, quello di usare la bicicletta e di andare a piedi, se ciò non è possibile, allora occorre utilizzare i mezzi pubblici. Spesso si fa uso di mezzi di trasporto privati più per abitudine che per necessità. Ciò comporta traffico, spese di benzina, di manutenzione, stress di guida e non sempre si ha un beneficio in termini di tempo. Senza contare i costi indiretti che gravano sulla società!

The thermal energy and the emissions The thermal energy is the heat that is generated from movement of atoms and molecules inside a body. When a body is heated, the motion, the vibrations and the collision of atoms increase. The thermal energy originated by the combustion of coal, petroleum and natural gas puts in motion the cars. During the combustion, these source release the accumulated carbon, return it to the atmosphere in the form of anhydride and other gases, changing the natural greenhouse effect, and the climate. Recent statistics say that the growing speed of these gasses concentrations are still increasily; if the global emissions of CO2 were maintained like it has been these last years, the atmospheric concentration would reach the 500 ppm by the end of this century. The coal is a sedimentary rock that is brown or black, which derivates from a slowly and gradual decomposition of forests; it’s a

store of chemical energy. The coal centrals are the principal sources of the release of anhydride. Coal is the fossil combustible with the highest emissions caused by the fossil fuel. The petroleum is a mixture of hydrocarbons. It’s the best combustible and the primary source for energy, but it’s also a principal source of CO2. It is responsible for a one-third of the emissions caused by the fossil fuels. The petroleum is a non-renewable source. The new “run to the black gold” puts in danger the lands and habitat which are not contaminated yet, widen the boundaries of environment devastation. The natural gas is made of gaseous hydrocarbons that are in the substratum; it’s considerate the “cleanest form” of fossil combustible and can be used for generate both heat and electricity. It releases however CO2 even if half than the coal.

The nuclear energy is made by bombing uranium with neutrons. During this process is releases radioactivity in high intensity. The nuclear is relatively safe, except for the problem of the social cost. The use of public transport involve the emission of CO2 in the atmosphere; the best way to restrict its use is using bicycle and walking. The diffusion of new information technologies involves very important climate effectst. Companies like Facebook and Google consume big amounts of energy, despite they can be very friendly of climate: they can misurate the energy consumption in real time allowing people to change their behaviour.

La energía termica y las emisiónes La energía termica es el calor por los atomos y las molécolas al interior de un cuerpo. Cuando el cuerpo es calentado aumenta el moto de las molécolas, las vibraciones y las colisiones de los átomos. La energía termica originada por la combustión del carbón, petróleo y gas natural ayuda al movimiento. Durante la combustión, se libera el carbonio almacenado, devolviendolo al atmósfera en forma de dióxido de carbono y otros gases, que alteran el efecto invernadero, y por lo tanto, altera el clima. Datos recientes indican que la velocidad de la concentración de estos gases ha aumentado de nuevo. El carbón es una roca sedimentaria de color negro, que deriva de una lenta y gradual descomposición de los bosques. Las centrales de carbón son las principales fuentes de emisión de dióxido de carbono. El carbón es el combustible fósil con las mas altas emisiones de gas invernadero, casi el triplo del gas natural. El petroleo es una mezcla de idrocarburos. Es el combustible por excelencia, es la fuente primaria de energía

pero tambíen es una de las principales fuentes de CO2. Es responsable de una tercera parte de las emisiones causadas por los combustibles fósiles. El petroleo es un recurso limitado. La nueva “carrera al oro negro” mete en peligro las regiones y hábitat todavía no contaminados, que ensanchan los confines de la devastación ambiental. El gas natural es constituido por idrocarburos gaseosos que se encuentran bajo tierra; es considerado la forma “más limpia” de combustible fósil y puede ser

utilizado para generar calor que provoca eletricidad. Emite CO2, aunque la mitad en comparación con el carbón. La energía nuclear se consigue del bombardeo del uranio con neutrónes. Durante este procedimiento se emite radiación de alta intensidad. El nuclear es relativamente seguro, queda entonces el problema de los costes sociales. El uso de los medios de transporte implica la emisión de CO2 en atmósfera. La mejor manera de limitarle es el uso de la bicicleta y ir andando. La difusión de la nueva

tecnologìa de informaciòn implica efectos en el clima más importantes de lo que se imagina. Empresas como Facebook y Google consumen enormes cantidades de energía. A pesar de que pueden ser amigas del clima: se puede medir el consumo de energía en tiempo real que permite al usuario cambiar su comportamiento.