Ultimo aggiornamento: 23/04/2025 • 23:34
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Tag: GretaThunberg

Energie rinnovabili #1 – Nuove e vecchie problematiche per un mondo in evoluzione

Posted on by Redazione Scienza&Salute

Il bisogno sempre maggiore di energia tiene in scacco il mondo: pro e contro delle attuali risorse energetiche.

Questo è il primo di una serie di articoli che realizzeremo intorno al tema cruciale delle energie rinnovabili, di cui analizzeremo gli aspetti più curiosi ed innovativi. Ma andiamo con ordine.

“Una nazione che non può controllare le sue fonti di energia non può controllare il suo futuro.” (Barack Obama)

Cos’è l’energia?

Dare la definizione operativa di energia non è facile e tutt’oggi non è possibile darne una univoca e che soddisfi tutte le nostre esigenze. Tuttavia una possibile definizione è quella per cui l’energia è la proprietà quantitativa che dev’essere trasferita a un oggetto affinché esso esegua un lavoro.

Analizziamo i vari tipi di energia.

I tipi di energia

Al giorno d’oggi sono state classificate tantissime forme di energia, alcune tra le più importanti sono:

  • energia nucleare;
  • energia meccanica;
  • energia gravitazionale;
  • energia elettromagnetica;
  • energia termica;
  • energia chimica.

Ognuna di queste forme di energia è indispensabile nella nostra vita di tutti i giorni e ne fa parte attivamente.

Ormai siamo abituati ad averle facilmente a disposizione, ma sappiamo anche quanto sta costando produrle sia dal punto di vista ambientale che dal punto di vista geopolitico.

È opportuno distinguere le risorse energetiche in:

  • risorse primarie, adatte all’uso finale senza conversione in un’altra forma;
  • risorse secondarie, dove la forma utilizzabile di energia richiede una sostanziale conversione da una fonte primaria.

Un’altra importante classificazione delle risorse energetiche si basa sul tempo necessario per la loro rigenerazione, e possiamo distinguere:

  • risorse rinnovabili, che sono quelle che recuperano la loro capacità in un tempo significativo per le esigenze umane.
  • risorse non rinnovabili, le quali sono quelle che sono significativamente esaurite dall’uso umano e che non recupereranno il loro potenziale durante la vita umana.

Fonti energetiche

Esistono circa dieci principali fonti di energia diverse che vengono utilizzate nel mondo , ognuna di esse con la sua peculiarità. Mentre ci sono altre fonti che vengono scoperte continuamente, nessuna di esse è sufficientemente sviluppata per soddisfare il fabbisogno mondiale di energia.

Ecco una panoramica di ciascuna delle diverse fonti di energia in uso e qual è il potenziale problema per ognuna di esse:

1. Energia solare:

Pro: attraverso l’uso di pannelli fotovoltaici, è possibile convertire l’energia solare in elettricità.

Contro: questo tipo di energia è che solo alcune aree geografiche del mondo ottengono abbastanza energia diretta dal Sole tale da soddisfare la richiesta di energia. Un altro annoso problema è quello dello smaltimento dei materiali costituenti i pannelli fotovoltaici.

2. Energia eolica:

Pro: la rotazione di opportune pale, causata dall’azione del vento, viene convertita in energia da grandi turbine che attivano un generatore e un convertitore.

Contro: Mentre questa sembrava una soluzione ideale per molti, la realtà dei parchi eolici sta iniziando a rivelare un impatto ecologico imprevisto che potrebbe non renderlo una scelta sostenibile.

3. Energia geotermica:

Pro:alcuni elementi radioattivi (quali Uranio, Torio, ecc), attraverso il loro lento decadimento, producono energia. Questa energia riscalda le rocce nel sottosuolo, che a loro volta riscaldano i bacini idrici presenti nelle zone limitrofe: l’acqua presente in essi evapora, e il vapore prodotto viene raccolto e utilizzato per azionare delle turbine rotanti che azionano un generatore.

Contro: Il più grande svantaggio con l’energia geotermica è che può essere prodotto solo in siti selezionati in tutto il mondo.

4. Energia derivante dall’Idrogeno:

Pro: è uno degli elementi più comuni disponibili sulla terra. L’acqua contiene due terzi di idrogeno e può essere trovata in combinazione con altri elementi. Una volta separato, può essere utilizzato come combustibile. È completamente rinnovabile, può essere prodotto su richiesta (tramite i processi di elettrolisi e reforming) e non lascia emissioni tossiche nell’atmosfera.

Contro: questo sistema ha un basso rendimento energetico e in più per potere effettuare i processi, richiede serbatoi con una pressione elevata (250 bar) che naturalmente comportano problemi sia di sicurezza che di peso e ingombro.

5. Energia prodotta dalle maree e dalle onde marine:

Pro: usa l’aumento e la diminuzione delle maree e il movimento della massa acquosa derivante dalle onde per convertire l’energia cinetica del mare, è rinnovabile e non provoca danni all’atmosfera.

Contro: La generazione di energia attraverso le maree è prevalentemente diffusa nelle zone costiere, necessita di enormi investimenti e la disponibilità di siti è piuttosto limitata. La produzione di energia delle onde può danneggiare l’ecosistema marino e può anche essere fonte di disturbo per le navi private e commerciali. 

6. Energia idroelettrica:

Pro: il 16% dell’elettricità prodotta oggi nel mondo arriva da questa fonte. Grossi bacini d’acqua, racchiusi da una diga, forniscono una potenza che viene utilizzata per azionare i generatori in modo da produrre l’elettricità.

Contro: I problemi affrontati con l’energia idroelettrica in questo momento hanno a che fare con l’invecchiamento delle dighe: esse infatti hanno bisogno di importanti lavori di restauro per rimanere funzionali e sicure, e ciò costa enormi somme di denaro. Il drenaggio dell’approvvigionamento di acqua potabile del mondo non è a lungo sostenibile, poiché l’acqua utilizzata per la produzione di energia potrebbe servire per l’utilizzo diretto della popolazione.

7. Energia delle biomasse:

Pro: è prodotta da materiale organico ed è comunemente usata in tutto il mondo. La clorofilla presente nelle piante cattura l’energia del Sole convertendo l’anidride carbonica dall’aria e l’acqua dal terreno in carboidrati attraverso la fotosintesi. Quando le piante vengono bruciate, l’acqua e l’anidride carbonica vengono nuovamente rilasciati nell’atmosfera.

Contro: Questo tipo di energia produce una grande quantità di anidride carbonica nell’atmosfera.

8. Energia nucleare:

Pro:  è una delle principali fonti di energia non rinnovabile disponibile al mondo. L’energia viene creata attraverso una specifica reazione nucleare di fissione, che viene quindi raccolta e utilizzata per generare energia elettrica.

Contro: rimane un grande argomento di dibattito su quanto sia sicura da usare e se sia davvero efficiente dal punto di vista energetico,date le notevoli quantità di scorie radioattive prodotte, molto difficili da smaltire. Gli scienziati stanno cercando di risolvere i problemi relativi alla sicurezza delle centrali (tutti sappiamo l’impatto ambientale che hanno avuto i disastri delle centrali nucleari di Chernobyl e Fukushima) e allo smaltimento dei rifiuti. Inoltre, i fisici stanno lavorando da anni ad un modo alternativo di sfruttare l’energia nucleare per la produzione di energia elettrica, ovvero tramite la fusione piuttosto che tramite la fissione. La fusione nucleare, però, ha diverse problematiche, che saranno trattare in un prossimo articolo.

9. Combustibili fossili:

Pro: attualmente è la principale fonte di energia del mondo e sfrutta materiali primi come carbone e petrolio. Il petrolio viene convertito in molti prodotti, il più utilizzato dei quali è la benzina.

Contro: Per arrivare al combustibile fossile, però, è purtroppo necessario deturpare in maniera irreversibile l’ambiente. Inoltre, le riserve di combustibili fossili sono in esaurimento.

Numero di reattori nucleari per pease. Fonte : Iaea|Pris
Numero di reattori nucleari per paese. Fonte: Iaea|Pris

Non è facile determinare quale di queste diverse fonti di energia sia meglio utilizzare: tutte hanno i loro punti di forza e le loro criticità. La verità è che sono tutti imperfetti: ciò che deve accadere è uno sforzo concertato per cambiare il modo in cui consumiamo energia e creare un equilibrio tra le fonti da cui attingiamo.

Gabriele Galletta

Dentro i reali meccanismi del cambiamento climatico

Posted on by Redazione Scienza&Salute

Il 24 maggio c’è stato il secondo sciopero nel giro di pochi mesi organizzato dal movimento Fridays for Future di cui la giovane Greta è diventata simbolo e portavoce in difesa della nostra Casa, l’ambiente. Ma cos’è realmente il climate change che desta tanta preoccupazione nei tecnici del settore e in che modo e misura la specie umana ne è responsabile?D’altronde differenti ere climatiche si susseguono dagli albori del pianeta Terra, accompagnandosi ad enormi e radicali variazioni nell’ambiente. Cos’è diverso adesso? Cerchiamo di capire quali siano gli indicatori del cambiamento climatico che ci intimoriscono maggiormente, di comprendere uno dei più semplici modelli matematici sul clima, l’Energy Balance Models (EBMs), e quali implicazioni e previsioni questo porti con sé.

Partiamo da noi. Abitiamo questo Pianeta nel periodo definito postwurmiano, un’epoca interglaciale che ha inizio circa 10.000 anni fa. All’interno di ciascun periodo geologico ci sono però ampie oscillazioni, le fasi stadiali, così ad esempio l’optimum climatico è stato raggiunto nel “periodo caldo medievale” (PCM) al quale si è succeduta, a partire dal XIV secolo, la “piccola era glaciale” (PEG) che ha permesso a generazioni di illuministi e romantici di pattinare su un Tamigi totalmente congelato (ma pare, per gli storici, essere anche stata causa di rilevanti carestie). Dal 1850, dall’inizio della rivoluzione industriale, però la temperatura è in costante aumento. Osserviamo quindi alcuni indicatori utilizzati dagli esperti per definire il benessere di questi cambiamenti, cioè se siano un’oscillazione fisiologica e quindi una normale fase stadiale, o meno, e quanto l’attività umana vi contribuisca.

  1. Aumento della Temperatura o Global Warming

Il primo indicatore del cambiamento climatico è proprio la temperatura in aumento. In immagine vediamo la ricostruzione delle anomalie della temperatura rispetto allo zero (optimum climatico, al quale il PCM tende) effettuata per gli ultimi duemila anni e, con una lente d’ingrandimento, dal 1880 ad oggi. La prima immagine prende il nome di “hockey stick”per la somiglianza ad una mazza da hockey, dovuta al brusco incremento di temperatura media che ha inizio nella seconda metà del XIX secolo. Il secondo grafico mostra ripetute oscillazioni, ma è chiaro il trend in costante aumento degli ultimi 150 anni.

  1. Riduzione del Mar Glaciale Artico

Il ghiaccio del Mar Glaciale Artico è diventato più sottile di circa il 43% negli ultimi 25 anni, raggiungendo il valore record di minima espansione invernale il 7 marzo 2017 (NASA). Il Mar Artico infatti subisce variazioni stagionali, estendendosi verso sud nei mesi invernali. Dall’altro capo del mondo, l’oceano antartico invece aumenta in volume, ma non è nulla di rassicurante perché ciò è dovuto alla perdita di ghiacciai dalla Penisola Antartica.

  1. Innalzamento del Livello del Mare

Diretta conseguenza della perdita di ghiacciai ai poli è l’innalzamento del livello del mare che pone a rischio tutte le zone costiere. Anche l’aumento della temperatura media globale gioca un ruolo importante, determinando l’espansione del volume dell’acqua.

  1. Anidride Carbonica Atmosferica

Altro indicatore è la concentrazione di anidride carbonica atmosferica. A partire dal 1960 i livelli di CO2 in atmosfera misurati in ppm mostrano rapide oscillazioni, ma il trend è in continuo aumento, superando nel 2015 soglia 400. I livelli raggiunti non sono in realtà una novità per il Pianeta, che ha conosciuto in ere geologiche passate concentrazioni ugualmente e più elevate, ma l’incredibile parametroda tenere in considerazione e a destare timoreè il rate dell‘incremento, ovvero la velocità con cui i livelli di CO2 aumentano.Esiste peraltro una stretta correlazione fra l’incremento di CO2 e della temperatura, sebbene ci siano letterature discordi su quale sia la causa e quale l’effetto. Secondo l’Energy Balance Models, l’accumulo nell’atmosfera di anidride carbonica e di altri gas costituirebbe uno schermo alle radiazioni emesse dalla Terra, favorendone il suo surriscaldamento. La maggior quota di CO2 è prodotta dall’attività umana e cioè dalla combustione di combustibili fossili. Un secondo gas serra in aumento è il metano che trova una delle sue principali sorgenti negli allevamenti intensivi. L’uomo è quindi uno dei principali attori protagonisti in questa storia.

Ma in che modo possiamo utilizzare questi indicatori e informazioni per proiettarci nel futuro? L’Energy Balance Models è un modello climatico sempliceche considera la Terra come un corpo nero che, dotato di specifica temperatura (T), riceve ed emette radiazioni. Conoscendo quindi poche variabili: l’energia radiante emessa dal sole (S), l’albedo (a; cioè la frazione di questa energia riflessa dalla Terra) e l’emissività (e) della Terra è possibile calcolare la temperatura del corpo ed effettuare previsioni sul suo andamento nel futuro.

Considerando:            Calore assorbito = (1-a)S    Calore irradiato = eσT^4con σ=k Boltzmann;  uguagliando i termini e risolvendo l’equazione per T, si può ottenere la temperatura   in un dato momento, funzione del calore assorbito e di quello emesso dalla Terra. Si calcola che una diminuzione nelle radiazioni emesse, come avviene in seguito all’accumulo di gas serra nell’atmosfera che schermano tali radiazioni, si accompagna ad un incremento significativo nel valore di T, dimostrando una correlazione diretta fra l’aumento dei gas serra e l’aumento della temperatura.  Ciò avrebbe effetto sinergico con la perdita dei ghiacciai, che contribuiscono in larga parte alla riflessione delle radiazioni solari “rinfrescando” la temperatura media globale. La perdita della riflessione da parte dei ghiacciai comporterebbe un ulteriore aumento della temperatura.

Minime variazioni della temperatura media sono associate a notevole incremento della probabilità che si verifichino eventi climatici estremi(relazione esponenziale), come confermato dalla aumentata incidenza di eventi catastrofici negli ultimi decenni. Precipitazioni estreme e inondazioni potrebbero pertanto diventare in futuro ancora più frequenti, la perdita dei ghiacciai e l’immissione in mare di acqua nuova potrebbero alterarne la salinità provocando sconvolgimenti negli ecosistemi polare e marino, oltre alla distruzione di città costiere.

L’homo sapiens è la prima specie animale in grado di comprendere il potere e le conseguenze delle proprie azioni. Il cambiamento climatico è reale e una donna di 16 anni ha già urlato al mondo una richiesta di aiuto. In molti percepiscono la responsabilità ed hanno risposto, accorrendo nelle piazze a protestare per richiedere che l’innalzamento della temperatura si attesti al di sotto di 1.5C, valore soglia, per fermare le nazioni nell’utilizzo dei combustibili fossili, per cambiare la storia del clima del Nostro Pianeta. “We have come here to let you know that change is coming, whether you like it or not. The real power belongs to the people”(Greta Thunberg).

Mattia Porcino

Fonti:

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2018/arctic-wintertime-sea-ice-extent-is-among-lowest-on-record

https://www.nature.com/articles/ngeo1327?cacheBust=1508262790376

“Planet vs Plastic. Un pianeta straordinario tra bellezza e abusi” di Randy Olson National Geographic

Posted on by Redazione Eventi

Venerdì 12 aprile 2019. Ore 18.00. Palacultura “Antonello da Messina“. Si è aperto un Talk dal titolo “Sostenibilità e innovazione, sfide dovute tra costume, economia e architettura” a introduzione della mostra internazionale “Planet vs Plastic” al quale hanno partecipato: il Presidente della Conferenza permanente interregionale per l’Area dello Stretto On. Mimmo Battaglia, l’Architetto Claudio Lucchesi – studio UFO, l’architetto Renato Laganà – UniRC e il Dott. Francesco Scarpino Amm. Unico e curatore della mostra. L’incontro ha registrato la presenza di numerosi professionisti e appassionati di fotografia.

La mostra, di forte impatto emotivo, è frutto della partnership tra Bluocean e National Geographic di cui Randy Olson è tra i più importanti e storici collaboratori nonché docente del Bluocean’s Workshop percorso di Alta formazione fotografica giunto alla 10 edizione e patrocinato in esclusiva da NatGeo.

Le immagini di Planet vs Plastic mirano a rappresentare il racconto di una sfida sempre più attuale: la straordinaria bellezza del nostro Pianeta mentre è impegnato nella più ardua delle battaglie, ovvero, la resistenza contro l’inquinamento. Il rispetto dell’ambiente e delle sue risorse naturali sono un tema centrale sempre più collegato alle grandi emergenze che colpiscono il pianeta, da quelle idrogeologiche all’inquinamento, in particolare della plastica la quale ha compiuto una vera e propria rivoluzione.

Tema attualissimo per cui l’ONU promuove numerose campagne di sensibilizzazione e l’UE si impegna a ridurre notevolmente, entro il 2030, l’uso di questi materiali.

Anima così tanto le coscienze della popolazione che basti pensare alla piccola Greta Thunberg, la ragazzina di 12 anni, che fa scioperare il mondo contro il riscaldamento globale, famosa ormai in tutto il web per la propria lotta.

La mostra propone un percorso volto all’educazione degli animi del visitatore attraverso opere di grandi dimensioni. Ca 35*50 cm. Una sorta di manifesto a protezione della vita della Terra. Ogni fotografia, uno strumento di persuasione, affinché si possa prendere coscienza che ogni nostro piccolo gesto è finalizzato a mutare in maniera indelebile il volto del pianeta.

La mostra sarà fruibile lunedì, dalle ore 9.00 alle 12.00 e dalle 15.00 alle 19.00; martedì e giovedì dalle 9.00 alle 17.00; mercoledì e venerdì dalle 9.00 alle 13.00.

Gabriella Parasiliti Collazzo