Domande e risposte degli esperti

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Energia: in generale (22)

Attualmente quanto dovrebbero essere le dimensioni delle dighe per evitare un disastro ambientale?

Ciao,
a questa domanda è veramente difficile rispondere.
Inanzitutto perché ogni fiume, ogni vallata, ogni invaso presentano una situazione differente dagli altri; comunque è sempre una situazione unica.
Inoltre il ‘disastro’ deve essere necessariamente declinato nelle sue due versioni:
- cosa succederebbe in caso di incidente/crollo della struttura (caso Vajont)
- cosa succede a livello ambientale sia nel periodo di costruzione che di funzionamento a regime dell’impianto.
Per il primo caso possiamo senz’altro dire che tutti i grandi impianti provocherebbero danni enormi sia in termini di vite umane, distruzione di infrastrutture (strade, ferrovie, abitazioni…) e ingenti danni ambientali.
Nel secondo caso sono sempre i grandi impianti che provocano i danni maggiori. Basti pensare a tutte le conseguenze che negli ultimi anni ha avuto la costruzione di grandi dighe in paesi in via di sviluppo, in primis la diga delle Tre Gole sul Fiume Azzurro, in Cina (vedi articolo http://www.pianeta.it/inquinamento/ecosistema/la-diga-che-ha-sterminato-...).
In molti altri paesi in via di sviluppo si stanno progettando e costruendo grandi dighe (in Etiopia per esempio http://www.corriere.it/esteri/10_marzo_23/diga-etiopia_f6e93f78-368c-11d... ) che forniscono l’energia per far decollare l’economia, ma rischiano di distruggere interi ecosistemi.
Per questi motivi, alcuni esperti ritengono sia meglio, in futuro, costruire una serie dighe più piccole al posto di un unico enorme sbarramento. Questo permetterebbe di non prosciugare intere vallate e sfruttare più volte la stessa acqua anziché una volta sola.

Domanda posta da LUCAACTISGROSSO del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Giordano Bruno' - Torino
Risposta di:

team-gianniContinua...

Come posso sapere se ho un radiazione solare sufficiente per l'impianto fotovoltaico?

La domanda è stata girata all'esperto da energia da fotovoltaico.

Domanda posta da LUCAACTISGROSSO del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Giordano Bruno' - Torino
Risposta di:

team-gianniContinua...

Ci sono, a livello internazionale, interessi politici e/o economici che condizionano l'uso dei combustibili fossili come principale fonte energetica a discapito di energie rinnovabili alternative?

Cara Simona,

innanzitutto scusa per il ritardo nella risposta.
Sicuramente la lobby dell'energia fossile è la più potente del mondo. Tra le prime 10 aziende al mondo, ben sei sono colossi dell'energia.
In quanto direttamente interessate al più grande affare del mondo , faranno di tutto per non trovarsi impreparate quando petrolio e gas cominceranno a scarseggiare davvero. Anzi, lo stanno già facendo: il gigante "fossile" BP (www.bp.com) è tra le aziende più attive nel settore fotovoltaico (www.bpsolar.com).
Detto questo è probabile che si daranno da fare per lucrare. il più a lungo possibile, sul loro business principale del fossile, ma il cambiamento, quando è maturo, non si ferma davanti a nulla.
Anche i potenti commercianti di cavalli ridevano all'apparire delle prime automobili fatte in piccole fabbriche artigianali. Pochi anni dopo dovettero chiudere bottega.

Domanda posta da SimonaFalabino del gruppo IV AEA - ITAer 'Giulio Cesare Faccio' - Vercelli del gruppo V AEA - ITAer 'Giulio Cesare Faccio' - Vercelli
Risposta di:

NicolaArmaroliSi è laureato in chimica nel 1990 e ha ottenuto il dottorato di ricerca in scienze chimiche nel 1994. Attualmente è primo ricercatore del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr) all’istituto...Continua...

si può usare direttamente il legname per la gassificazione?

La gassificazione può avvenire tramite il processo di pirolisi, che consiste nell'ossidazione incompleta della biomassa (in ambiente molto povero di ossigeno) ad elevata temperatura (900/1000°C) per la produzione di una miscela di CO e H2 (detto syngas). Benché nel processo di gassificazione venga consumata parte dell’energia termica posseduta dal combustibile originario, l’operazione risulta conveniente perchè la combustione con combustibili gassosi è più facilmente regolabile e controllabile, non porta a formazioni di ceneri e permette il raggiungimento di temperature più elevate per la possibilità di ridurre l’eccesso di aria necessario per la combustione completa.
Il residuo solido di questi processi (biochar) può essere utilizzato come additivo organico per il suolo. Alcuni scienziati vedono in questo processo uno strumento efficace per sequestrare grandi quantità di carbonio dall’atmosfera in modo permanente e relativamente veloce.

Domanda posta da FabrizioArnaud del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Des Ambrois' - Oulx
Risposta di:

Sono più vantaggiosi gli impianti eolici o quelli solari?

Non esiste l'impianto "migliore" in assoluto. in particolare, per le rinnovabili, la questione principale è l'abbondanza di materia prima. Ad esempio nelle regioni della Germania del Nord vi è poco sole ma molto vento, viceversa ci sono regioni molto assolate e poco ventose. A parità di condizioni (una regione molto ventosa e molto assolata) oggi è meno costoso un kWh di elettricità eolica rispetto a uno prodotto per via fotovoltaica. Ma i prezzi di quest'ultima tecnologia stanno calando sensibilmente e si prevede che si raggiungerà la parità prima del 2015.

Domanda posta da alessiabrivio del gruppo III A - ITIs 'Giulio Cesare Faccio' - Vercelli
Risposta di:

quanti tipi di sorgenti geotermiche ci sono?

A seconda delle condizioni specifiche locali, in particolare la morfologia e la temperatura del sottosuolo, si possono formare serbatoi geologici ad acqua dominante o a vapore dominante. I primi sono di gran lunga più frequenti: qui l’acqua può raggiungere temperature superiori ai 300 °C, pur rimanendo liquida a causa della elevatissima pressione. Quando il pozzo artificiale raggiunge questi serbatoi l’acqua risale verso la superficie e si trasforma parzialmente in vapore, che è inviato alle turbine per generare elettricità; l’acqua invece viene generalmente reiniettata nel giacimento.
I giacimenti a vapore dominante sono i più preziosi poiché il vapore secco è già praticamente pronto per essere immesso in turbina per produrre elettricità. Il serbatoio di Larderello in Toscana è di questo tipo e lo si sfrutta generando una potenza elettrica complessiva analoga a quella di una centrale elettrica convenzionale a combustibili fossili o nucleare: 700 MW.

Aggiungo solo due considerazioni alla risposta precedente.
Credo che tu per sorgente geotermica intenda tutti quegli elementi geologici che possono immagazznare calore ed eventualmente essere sfruttati per la produzione di energia (termica o elettrica). In questo caso i tipi di sorgente geotermica sono davvero numerosi. Si passa dal prato vicino a casa nostra la cui temperatura (costante tutto l'anno attorno ai 12-15 gradi) ad una profondità compresa tra i 2 ed i 150-200 metri può essere sfruttata per la climatizzazione degli ambienti (geotermia a bassa entalpia che permette di scaldare gli edifici di inverno e raffrescarli in estate), alle zone vulcaniche e di forte anomalia geotermica dell'Islanda, della Nuova Zelanda, dell'Indonesia, dei Caraibi o, molto più vicino a noi, della Toscana. In questo caso le sorgenti geotermiche che possiamo vedere sono facilmente individuabili: fumarole, geysers, pozze di acqua calda, che sono tutti indizi che ci confermano la presenza di una situazione calda, molto calda, più in profondità e che potenzialmente potrebbe essere sfruttata per la produzione sia di calore che di elettricità.
In mezzo a questi due estremi esiste una varietà di condizioni geologiche favorevoli alla produzione di energia anche se in superficie non vediamo alcuna evidenza. In questo caso rientrano zone di intrusione magmatica (zone in cui del magma risale fino quasi alla superficie, si rafredda e si solidifica pur mantenendo temperature elevate attorno ai 300-400 gradi), zone interessate da intensa fratturazione tettonica e quindi ricche di faglie che permettono alle acque fredde di infiltrarsi e scaldarsi man mano che vanno in profondità ed eventualmente risalire calde (da noi in Piemonte ci sono 3 zone - Valdieri e Vinadio, Acqui Terme, Premia e Craveggia- in cui si verifica questa condizione), zone di subsidenza (aree in cui si verifica un progressivo sprofondamento della parte superficiale della crosta a seguito del progressivo accumulo di sedimenti) o anche solo zone in cui il gradiente geotermico (l'aumento della temperatura del sottosuolo con la profondità) è anomalo per cui le acque presenti nel sottosuolo si scaldano e se vengono intercettate dai pozzi profondi (3-6km di lunghezza) possono risalire in superficie o sottoforma di acqua, o di vapore o di miscela di acqua e vapore e qui mi ricollego alla risposta precedente.

Domanda posta da LUCAACTISGROSSO del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Giordano Bruno' - Torino
Risposta di:

team-gianniContinua...

Luca GuglielmettiSi è laureato in Geologia all’Università degli Studi di Torino nel 2006 e dopo aver lavorato per un anno e mezzo al Dipartimento di Scienze della Terra di Torino e conseguito l’abilitazione...Continua...

Quanto tempo occorre per rendere pienamente attiva una centrale nucleare?

Il tempo di costruzione di una centrale nucleare di potenza e' di circa 3/4 anni:nei progetti dei reattori di terza generazione si tenta dii ridurre questo tempo a 3 anni.
Come esempio la costruzione della centrale di Trino da 270 Mw ha avuto inizio nel 61 e la immissione di energia elettrica in rete e' avvenuta a fine 64. Va notato che il tempo di costruzione e' preceduto da tempi necessari alla delibera del finanziamento ed alla scelta del sito . Questi processi possono richiedere tempi anche molto lunghi

Domanda posta da alessiabrivio del gruppo III A - ITIs 'Giulio Cesare Faccio' - Vercelli
Risposta di:

EmilioChiavassaLaureato nel 1959. Ricercatore INFN nel 1961. Professore incaricato all’Universita’ di Torino dal 1964 al 1981. Libero docente in Fisica Nucleare nel 1966. Dal 1981 professore Ordinario...Continua...

team-gianniContinua...

I pannelli si deteriorano al passare del tempo?

Caro Studente, il processo, inverso a quello di produzione, dipende dalla tecnologia del semiconduttore (silicio o film sottili), ma in generale sono trattamenti termici (tipicamente sopra 150 °C) volti a produrre il distacco mutuo dei vari strati (vetro anteriore, celle solari, foglio opaco di tedlar oppure vetro posteriore), tenuti assieme dall'Etilene Vinil Acetato (EVA) che costituisce l'incapsulante. Il silicio, recuperato dopo il processo di dis-assemblaggio, viene rifuso e dalla successiva solidificazione si producono celle solari con rendimenti addirittura superiori per il continuo miglioramento tecnologico.
Il proprietario dei moduli non ha spese perché la maggior parte dei costruttori di moduli fotovoltaici garantisce il recupero dopo i 25 anni di vita garantiti (PVCycle, sito www.pvcycle.org).
La garanzia dei costruttori è dell'80% delle prestazioni iniziali dopo 20 oppure 25 anni di esposizione al Sole (quindi circa 1% all'anno), ma i dati sperimentali di vari enti di ricerca (laboratorio dell'Unione Europea JRC di Ispra (VA), laboratorio del CESI Ricerca di Milano, laboratorio LEEE TISO della Università della Svizzera Italiana) concordano su valori di perdita sensibilmente inferiori (circa 0,3-0,5% all'anno), corrispondenti al 90-94% delle prestazioni iniziali dopo 20 anni.

Domanda posta da alessiabrivio del gruppo III A - ITIs 'Giulio Cesare Faccio' - Vercelli
Risposta di:

FilippoSpertinoHa conseguito la Laurea in Ingegneria Elettrica presso il Politecnico di Torino nel 1995 e, nello stesso anno, ha superato l’Esame di Stato di Abilitazione all’esercizio della professione...Continua...

team-gianniContinua...

L'utilizzo dell'idrogeno,in futuro può essere considerato come fonte di energia alternatia ?

Il primo punto, fondamentale, da chiarire è che l'idrogeno NON E' UNA FONTE DI ENERGIA. Esso è un gas ad elevato contenuto energetico, per cui può essere considerato come un carburante che libera energia (per reazione di combustione o per reazione elettrochimica), MA NON è classificabile fra le FONTI ENERGETICHE PRIMARIE (quali petrolio, carbone, gas naturale, irraggiamento solare, biomasse, calore geotermico, elementi fissili, maree). Infatti esso non è presente in natura allo stato libero, ma come componente di composti chimici (acqua, idrocarburi, ...): per poterlo utilizzare come gas energetico, deve essere separato dal composto chimico in cui è contenuto, e questa operazione comporta un consumo di energia.
Per cui, esso non è classificabile come fonte primaria, ma più correttamente come VETTORE ENERGETICO, vale a dire una sostanza che ha un elevato contenuto energetico ma che deve essere "prodotta" (spendendo energia) in quanto non non si trova in natura allo stato libero. Per cui, per poter essere considerato una forma energetica interessante per il futuro, bisogno sviluppare e migliorare i processi atti alla sua produzione, e soprattutto renderli economici in termini di consumo di energia e di costo monetario. I processi sono già esistenti: processi chimici partendo da fonti fossili (gas naturale, carbone) o rinnovabili come le biomasse, elettrolisi per la separazione dell'acqua in idrogeno ed ossigeno, oppure processi più evoluti quali fotolisi e cicli termochimici. La strada più interessante da perseguire è quella legata alla produzione da fonti rinnovabili, per generare idrogeno in modo completamente pulito e renderlo un vettore energetico di elevato interesse in quanto esso permetterebbe un utilizzo più efficiente delle fonti rinnovabili nei sistemi energetici complessi delle società moderne. Infatti, le fonti rinnovabili presentano alcuni problemi, soprattutto nei sistemi energetici delle nostre società: sono forme energetiche aleatorie, non continue; sono una forma energetica "flusso" e non "stock" (come ad esempio un kg di carbone, un litro di petrolio, o un metro cubo di gas naturale); sono caratterizzate da bassa concentrazione di energia; soprattutto, sono difficilmente accumulabili in spazi ridotti. In questo consiste il possibile ruolo dell'idrogeno: esso è potenzialmente un "accumulatore" delle fonti rinnovabili, sia nello spazio che nel tempo: le può rendere disponibili in modo continuo e sicuro perchè le accumula in una forma "stock" (un metro cubo di idrogeno), e quindi le rende meno aleatorie, più continue, più concentrate. Per cui, in questo senso, l'Idrogeno potrebbe diventare un componente importante dei sistemi energetici del futuro, sia nel settore dei trasporti che degli usi civili e industriali dell'energia; questo in particolar modo se considerato come un "vettore" delle fonti rinnovabili primarie da cui potrebbe essere prodotto. Tutto questo però al momento è ancora costoso, e sicuramente al momento l'idrogeno non è paragonabile, in termini di costo, al petrolio, al gas naturale e al carbone. E' presumibile che il trend di costo delle fonti fossili sarà in crescita nei prossimi anni e decenni, mentre quello delle fonti rinnovabili (e quindi presumibilmente anche dell'idrogeno prodotto da esse) sarà in diminuzione a seguito di un loro ingresso più significativo nel mercato dell'energia. Ma per il momento il costo dell'idrogeno è ancora molto elevato: ti allego un file con una indicazione dei costi dell'idrogeno al 2007 (non molto variati al momento attuale).

Allegati:

Costi_Idrogeno.pdf

Domanda posta da GraziaCasalino del gruppo IV I - ITIs 'G.C.Faccio' Vercelli del gruppo V C - ITIS 'G.C.Faccio' - Vercelli
Risposta di:

MassimoSantarelliHa conseguito la Laurea in Ingegneria Meccanica nel 1993 e il Dottorato di Ricerca in Energetica nel 1999, entrambi presso il Politecnico di Torino. E’ Professore Associato in Fisica Tecnica...Continua...

team-gianniContinua...

Quali sono le differenze dal punto di vista energetico tra i pannelli solari e i pannelli fotovoltaici ?

I moduli o pannelli fotovoltaici convertono direttamente l'energia solare in energia elettrica con materiali semiconduttori, del tutto simili a quelli usati nell'elettronica. Non c'è nulla che si muove (assenza di energia meccanica) e si può inviare alla rete energia elettrica in corrente alternata grazie ad appositi convertitori da corrente continua a corrente alternata (inverter). Con i pannelli solari termici si produce o acqua calda per uso sanitario o più raramente per riscaldamento o ancora vapor d'acqua (con adeguata concentrazione solare) per una turbina in una centrale termo-elettrica.

Domanda posta da GraziaCasalino del gruppo IV I - ITIs 'G.C.Faccio' Vercelli del gruppo V C - ITIS 'G.C.Faccio' - Vercelli
Risposta di:

team-gianniContinua...

Perchè nonostante il motore elettrico sia stato sviluppato molto tempo fà è ancora in fase di sviluppo e le prime applicazioni sugli autoveicoli compaiono solo ora? Forse si vogliono agevolare ancora i derivati del petrolio?

Il petrolio è un'energia straordinaria: densa, facile da trasportare, e fruibile da chiunque senza particolari rischi (il pieno si fa in self service!). Non sarebbe stato possibile dispiegare tutta l'attuale potenza motoristica a livello mondiale utilizzando l'elettricità: basti pensare che la somma della potenza di tutti gli automezzi mondiali è migliaia di volte la potenza di tutte le centrali elettriche del pianeta. Detto questo, l'attuale sistema dei trasporti è diventato troppo inquinante ed inefficiente, ed è straordinariamente obsoleto: un'auto di 100 anni fa era molto rudimentale, ma funzionava fondamentalmente con lo stesso principio di un’auto del 2010.
Lo scenario futuro più probabile è che gli automezzi diverranno elettrici, anche nella prospettiva di una cosiddetta smart grid, cioè di una rete di distribuzione diffusa tra miliardi di individui che scambiano continuamente l'elettricità, ora come produttori, ora come consumatori. L'auto sarebbe un elemento chiave di questa infrastruttura: quando va consuma, quando è ferma può produrre e, se necessario, distribuire energia. Tuttavia si potrà arrivare alla smart grid solo con una larga diffusione delle tecnologie rinnovabili per produrre elettricità. Se non altro perchè non ci sono abbastanza risorse energetiche tradizionali per far funzionare elettricamente tutte le auto, i camion e i bus del mondo con le tecnologie attuali.

Domanda posta da CarolaSella del gruppo III B - Liceo Sc. 'Amedeo Avogadro' - Vercelli
Risposta di:

Domanda di: Stefano Pirilli Secondo voi quale è l'energia del futuro che verrà utilizzata per le macchine?

Nessuno può prevederlo con certezza. Lo scenario più probabile è che gli automezzi diverranno elettrici, anche nella prospettiva di una cosiddetta smart grid, cioè di una rete di distribuzione diffusa tra miliardi di individui che scambiano continuamente l'elettricità, ora come produttori, ora come consumatori. L'auto sarebbe un elemento chiave di questa infrastruttura: quando va consuma, quando è ferma può produrre e, se necessario, distribuire energia (da fonte rinnovabile solare).
Attenzione però: la potenza dispiegata da tutti gli automezzi mondiali è migliaia di volte la potenza di tutte le centrali elettriche del pianeta. Si potrà arrivare alla smart grid solo con una larga diffusione delle tecnologie rinnovabili per produrre elettricità. Se non altro perchè non ci sono abbastanza risorse energetiche tradizionali per far funzionare elettricamente tutte le auto, i camion e i bus del mondo con le tecnologie attuali.

Domanda posta da SetarehPedone del gruppo III A - IIS 'Primo Levi' - Torino
Risposta di:

Domanda di: Lorenzo Zolli. Cosa succederà quando le riserve di petrolio esauriranno????

Il dibattito sulle effettive riserve di combustibili fossili ancora disponibili nel sottosuolo terrestre, in particolare petrolio, è molto acceso. Geologi ed economisti, sia di estrazione industriale che accademica, si confrontano su questo tema da decenni. La letteratura scientifica si occupa in modo diffuso dell’argomento ma, fortunatamente, esso comincia anche ad uscire fuori dai ristretti circoli degli addetti ai lavori. Un concetto chiave per districarsi in questa materia è quello di “picco di produzione”.
Al fine di analizzare il problema e di prendere le misure necessarie per risolvere la crisi causata dalla scarsa disponibilità del petrolio non ha rilevanza sapere chi sarà il fortunato utilizzatore dell’ultimo barile che verrà estratto. E’ molto importante, invece, cercare di prevedere il momento in cui la domanda di petrolio (in continua crescita) supererà l’offerta disponibile. In altre parole, è importante cercare di prevedere quando la nostra civiltà delle macchine richiederà più petrolio di quanto riusciremo ad estrarne dalle viscere della Terra, ovvero quando la Terra raggiungerà il suo picco di produzione. In quel momento ci sarà ancora una grande quantità di petrolio nel sottosuolo, ma questo sarà sempre più caro, sempre meno agevole da estrarre e di qualità sempre peggiore. Quel giorno non morirà l’era del petrolio, ma sarà finita per sempre l’era del petrolio a buon mercato. I pessimisti ritengono che il picco è stato raggiunto nel 2005-2010 (e in effetti bisogna dire che la produzione non è sostanzialmente aumentata in questi 4 anni ... vedremo ...) gli ottimisti ritengono che il picco di produzione di petrolio convenzionale (classico, facile da estrarre) si raggiungerà nel 2035-2040.
Senza entrare nel merito di una discussione complessa che deve tener conto sia di aspetti geologici che economici, è necessario sottolineare due fatti: (i) tutti gli analisti concordano che, indipendentemente dalla data in cui si raggiungerà il picco di produzione, le ultime riserve relativamente a buon mercato e di buona qualità saranno localizzate nella cosiddetta “Elisse Strategica del Petrolio”, una regione che racchiude un ristretto gruppo di nazioni situate tra il Golfo Persico ed il bacino del Mar Caspio, il cui futuro politico e sociale è a dir poco incerto; (ii) la discrepanza tra ottimisti e pessimisti sulla data del picco è, al massimo, di un trentennio. I neonati di oggi, a quel tempo, avranno solo 30 anni: è quindi fuor di dubbio che questo problema non riguarda le generazioni di un futuro non ben definito, ma l’umanità che già oggi popola la Terra.
Cosa succederà esattamente in un modo post-picco, con il petrolio molto costoso, nessuno lo sa. Speriamo che si cominci l’uscita progressiva dai combustibili fossili, per rendere quel periodo il meno traumatico possibile.

Domanda posta da SetarehPedone del gruppo III A - IIS 'Primo Levi' - Torino
Risposta di:

Quali sono i nuovi tipi d energia per il futuro?

Le fonti energetiche rinnovabili sono molteplici: radiazione solare, vento, biomasse, idroelettrico, energia degli oceani (es. onde, maree), geotermia; quasi tutte sono di origine solare, ad esempio è il sole che muove l’atmosfera e genera i venti. Oggi, tutte insieme, le fonti rinnovabili soddisfano il 13% del fabbisogno mondiale. Tuttavia il loro potenziale è sterminato: teoricamente esse potrebbero fornire oltre 300 mila volte il consumo energetico complessivo attuale. Tenuto conto dei limiti tecnici, fisici, economici ed ambientali la quota che già oggi potrebbero coprire è pari a 16 volte il fabbisogno mondiale.
Per maggiori dettagli:
N. Armaroli, V. Balzani, Energia per l'Astronave Terra, Zanichelli, 2008.

Domanda posta da TeresaGisonni del gruppo III A - IIS 'Primo Levi' - Torino
Risposta di:

quali elettrodomestici richiedono maggiore energia elettrica?

Naturalmente dipende dalla classe energetica (A, B, C, ...)
http://www.enea.it/produzione_scientifica/pdf_op_svil_sost/Op24.pdf
http://it.wikipedia.org/wiki/Classe_di_consumo_energetico

A parità di classe energetica, gli elettrodomestici a maggior consumo sono lavatrice, lavastoviglie, ferro da stiro, frigorifero (che è sempre connesso, a differenza degli altri ...).
Naturalmente, quando in funzione, il condizionatore diviene solitamente il primo consumatore.

Domanda posta da TeresaGisonni del gruppo III A - IIS 'Primo Levi' - Torino
Risposta di:

Il contatore elettronico è dotato di salvavita?

No, il salvavita è un altro dispositivo posizionato a valle del contatore elettrico che permette di interrompere l'erogazione di energia elettrica nel caso in cui si verifichi un sovraccarico, un corto circuito o altri fenomeni pericolosi.
Il contatore elettrico, invece, interrompe l'erogazione se la richiesta di potenza supera quanto stabilito dallo specifico contratto che abbiamo firmato con l'azienda che ci vende l'elettricità (tipicamente 3kW per consumatori residenziali)

Domanda posta da TeresaGisonni del gruppo III A - IIS 'Primo Levi' - Torino
Risposta di:

1 la sicurezza delle centrali " in progetto " deve riguardare maggiormente lo smaltimento delle scorie o la gestione delle stessa ; e la gestione delle nuove scorie derivanti dalle possibili future centrali sarà regolata da un piano di smaltimento affidabile ? 2 il fabbisogno energetico nazionale sarà soddisfatto dalla costruzione delle centrali nucleari ?

Lo smaltimento e la gestione delle scorie nucleari sono pratiche che non ammettono il minimo errore. E' evidente che se mai si costruiranno nuove centrali in Italia (e vi sono forti dubbi che questo mai accadrà, dato che la tecnologia è sostanzialmente moribonda in quasi tutto il mondo) il piano di gestione dovrà obbedire agli standard internazionali richiesti dalla Agenzia Internazionale per l'Energia Atomica. Questo ovviamente avrà dei costi ragguardevoli, che qualcuno dovrà accollarsi. E questo sarà presumibilmente lo Stato che, come ben sapete (a scuola vi passano ancora i gessi per scrivere alla lavagna?) non ha in cassa neppure le lacrime per piangere.
Detto questo, le quattro centrali da 1600 MW per ora previste soddisferebbero circa il 12% del fabbisogno elettrico italiano di picco. Tenuto conto che l'elettricità costituisce appena il 20% dei fabbisogni finali di energia in Italia (le auto vanno a benzina, il riscaldamento a gas, ecc: noi consumiamo molti più combustibili che elettricità ...!), le nuove centrali produrrebbero meno del 3% del fabbisogno finale di energia.
Una goccia nel mare per la quale occorre aspettare 20 anni e investire decine di miliardi di euro che finiranno principalmente nelle casse di grandi aziende straniere specializzate nel settore.
Intanto fra 20 anni il sistema energetico mondiale sarà necessariamente mutato e, forse, quelle centrali saranno gli ultimi lasciti di un sistema energetico morto e sepolto.

Domanda posta da GIUSEPPESTIRPARO del gruppo V M - ITIs 'Leopoldo Nobili' - Reggio Emilia
Risposta di:

quel'è realisticamente il futuro delle fonti rinnovabili? in quale percentuale sarà possibile produrre energia pulita?

Le fonti energetiche rinnovabili sono molteplici: radiazione solare, vento, biomasse, idroelettrico, energia degli oceani, geotermia; quasi tutte sono di origine solare, ad esempio è il sole che muove l’atmosfera e genera i venti. Oggi, tutte insieme, le fonti rinnovabili soddisfano il 13% del fabbisogno mondiale. Tuttavia il loro potenziale è sterminato: teoricamente esse potrebbero fornire oltre 300 mila volte il consumo energetico complessivo attuale. Tenuto conto dei limiti tecnici, fisici, economici ed ambientali la quota che già oggi potrebbero coprire è pari a 16 volte il fabbisogno mondiale.
Il sistema energetico attuale, basato su risorse esauribili e dannose come i combustibili fossili e i minerali di uranio, è ben consolidato in termini di infrastruttura di produzione, trasporto ed utilizzo. Esso inoltre gode di una quantità enorme di sussidi pubblici, del tutto ignoti ai cittadini contribuenti, e molto minori degli incentivi sin qui goduti dalle tecnologie rinnovabili. Nel loro impiego inoltre non vengono conteggiati i danni collaterali da essi causati: tra i tanti, si pensi ai costi per la cura delle malattie causate dall’inquinamento atmosferico. Stante questa situazione, e tenuto conto dei progressi necessari per far maturare le tecnologie più innovative, la transizione energetica sarà necessariamente lunga. Tuttavia, proprio per questo motivo, bisogna incamminarsi sin da oggi, senza indugi. Questa sfida chiama in causa i governi, le istituzioni internazionali, il sistema educativo e, innanzitutto, i singoli cittadini. A cominciare da quelli dei paesi più ricchi.

Domanda posta da ROBERTOPRANZO del gruppo V AT - IIS 'Primo Levi' - Torino
Risposta di:

è possibile ridurre i costi dell'energia? se si, in quali modi?

L'energia non costa praticamente nulla, se teniamo conto dei servizi che ci fornisce.
Un litro di petrolio costa 30 centesimi, meno di un litro di acqua minerale al supermercato.
Un litro di benzina fornisce l'equivalente del lavoro di 12 persone per un giorno intero e costa molto meno di un litro di acqua minerale in trattoria.
Il punto non è calare i costi (che sono già bassissimi, altrimenti non potremmo vivere come autentici nababbi, tutti quanti), ma ridurre i i consumi.
Per sfatare il mito dell'energia costosa, v.
N. Armaroli, V. Balzani, Energia per l'Astronave Terra, Zanichelli, 2008.

Domanda posta da ROBERTOPRANZO del gruppo V AT - IIS 'Primo Levi' - Torino
Risposta di:

il fabbisogno energetico mondiale è in continua crescita. ci dobbiamo aspettare momenti di vera crisi?

Nessuno è in grado di fare previsioni attendibili su un tema estremamente complesso che dipende da una serie di fattori: disponibilità effettiva di risorse energetiche, sostenibilità, mercato, relazioni internazionali, ecc.
Al momento la preoccupazione principale è la possibilità di poter rispondere alla crescente domanda di petrolio, il cui prezzo è rimasto su livelli alti anche in piena crisi economica. L'amm. Delegato di Total ha recentemente dichiarato che è impossibile arrivare ad una produzione mondiale di 120 milioni di barili al giorno, ovvero il valore previsto entro un decennio (v. http://www.time.com/time/specials/packages/article/0,28804,1954176_19541...)
E' possibile che l’annunciata ripresa economica faccia salire la domanda e quindi il prezzo del petrolio, creando tensioni nel medio termine. Prepariamoci ...
L'unica certezza che abbiamo è che il XXI secolo non potrà essere una replica del XX secolo, energeticamente parlando. Non vi è alcuna possibilità che i combustibili fossili possano garantire l'aumento della prevista domanda energetica, sia per ragioni di disponibilità che di sostenibilità. Cosa però in pratica accadrà (guerre per l'accaparramento delle risorse? sviluppo impetuoso delle rinnovabili? altro ...?) nessuno è in grado al momento di dirlo.
Certamente la vostra generazione sarà “perseguitata” da questo problema.

Domanda posta da ROBERTOPRANZO del gruppo V AT - IIS 'Primo Levi' - Torino
Risposta di:

in italia su quali tipi di centrali converrebbe investire?

Vista la assoluta mancanza di risorse energetiche primarie tradizionali (comb. fossili, uranio) in quantità significative, sarebbe strategico per l'italia investire sull'unica risorsa abbondante e garantita per sempre di cui dispone: le fonti rinnovabili, in particolare sole, vento e geotermia.
Queste garantiscono una copertura del nostro fabbisogno pari a MIGLIAIA di volte gli attuali consumi. Inoltre, tenendo conto che l'italia è un paese in declino industriale, le energie rinnovabili costituiscono un serbatoio di lavoro potenzialmente enorme.

Domanda posta da ROBERTOPRANZO del gruppo V AT - IIS 'Primo Levi' - Torino
Risposta di:

Quanto inquinano metano e gpl rispetto al petrolio?

Metano e GPL vengono distribuiti all'utilizzatore finale dopo un processo di "lavaggio" che riduce le impurezze dalla materia prima da cui vengono ottenuti, cioè il gas naturale (di cui il GPL costituisce la frazione più pesante). Tali impurezze consistono in prodotti solforati ed idrocarburi ad alto peso molecolare. La loro eliminazione è necessaria non solo per motivi di salvaguardia ambientale ma per una serie di ragioni tecnologiche connesse al trasporto.
Dalla combustione di metano e GPL si ottengono CO2, vapore acqueo, ossidi di azoto (NOx) e quantità estremamente ridotte di ossidi di zolfo (SOx) e particolato fine ed ultrafine. Gli ossidi di azoto si formano poiché la combustione non avviene mai con ossigeno puro ma con aria, che è costituita in gran parte di azoto. Gli NOx partecipano alla formazione di inquinanti secondari quali ozono e particolato secondario (largamente preponderante, nelle nostre città, rispetto alla frazione primaria emessa direttamente dai processi di combustione).
Il petrolio non viene mai utilizzato come tale ma viene raffinato, ottenendo varie frazioni di miscele di idrocarburi indirizzate a vari usi: benzina per automobili, gasolio per camion, kerosene per aerei, oli combustibili per macchine termiche, paraffine come lubrificanti, bitumi per asfalti, ecc.
La combustione del petrolio è tanto più inquinante quanto più è pesante la frazione coinvolta nel processo: il gasolio è più inquinante della benzina, ma inquina meno del kerosene.
Bruciando i derivati del petrolio si ottengono tutti gli inquinanti emessi dalla combustione di metano e gpl (v. sopra) ma in misura sostanzialmente maggiore rispetto alla combustione di metano e GPL. In particolare crescono i composti solforati che creano emissioni con odori molto più caratteristici e pungenti (che ben percepiamo in prossimità di strade trafficate), il particolato (talvolta con una frazione di nerofumo osservabile ad occhio nudo) e l’emissione di composti aromatici incombusti.
Anche per quanto riguarda il principale “inquinante del clima” (CO2, responsabile dell’effetto serra antropogenico), la combustione di prodotti petroliferi ne produce circa il 25% in più, a parità di energia prodotta, rispetto al metano.
Va infine rilevato che l’inquinamento prodotto non è solo funzione del combustibile, ma anche della macchina utilizzata. La stessa benzina impiegata su un auto con gli standard di legge attuali rispetto a quelli di 30 anni fa emette oltre il 95% in meno di NOx e ossidi di zolfo (SOx), grazie all’impiego delle marmitte catalitiche. Non basta però che una macchina sia nuova: deve essere controllata regolarmente per garantire una prestazione ambientale continua nel tempo. Questo è il motivo per cui siamo obbligati a fare il controllo periodico dei fumi di scarico della caldaia di casa nostra (a metano) e dell’auto (a benzina o a gasolio).
In conclusione metano e GPL inquinano meno dei derivati del petrolio ma è profondamente errato ritenere, come alcuni fanno, che non inquinino.

Domanda posta da JuniorPerri del gruppo V B - ITIs 'Amedeo Avogadro' - Torino
Risposta di:

team-gianniContinua...

Energia: Celle a combustibile (Idrogeno) (3)

L'utilizzo dell'idrogeno,in futuro può essere considerato come fonte di energia alternatia ?

Allegati:

Costi_Idrogeno.pdf

Domanda posta da GraziaCasalino del gruppo IV I - ITIs 'G.C.Faccio' Vercelli del gruppo V C - ITIS 'G.C.Faccio' - Vercelli
Risposta di:

team-gianniContinua...

Domanda di Stefano Pirilli Volevo sapere quanto tempo manca prima che facciano delle macchine che funzionino ad idrogeno, perchè da un sacco di tempo si sente parlare di progetti ma ancora non si è visto nulla di reale. Perchè? Quanto tempo manca?

Le "macchine a idrogeno" esistono già da molti anni. Prima di tutto, distinguiamo due tipologie di macchine a idrogeno: (a) la prima è una macchina con un propulsore tradizionale (motore a combustione interna) vale a dire un motore termico che brucia idrogeno (reazione chimica tra idrogeno ed ossigeno dell'aria) ed ottiene calore utile per alimentare un ciclo termodinamico (ciclo Otto); questa macchina a idrogeno è stata proposta ad esempio da BMW, ma non rappresenta il modo migliore di utilizzo di un carburante (che non è una fonte primaria) pregiato come l'idrogeno, in quanto l'efficienza del motore termico è paragonable a quella delle macchina tradizionali (quindi dal 15 al 25% a seconda del regime di carico); (b) la seconda è una macchina che utilizza come propulsore un motore elettrico alimentato da una cella a combustibile (fuel cell), che eroga corrente a seguito di una reazione elettrochimica dell'idrogeno e dell'ossigeno dell'aria; tale propulsore è molto più efficiente del motore termico visto prima, in quanto si evita la reazione di combustione che ha elevate perdite.
Ciò premesso, come detto di macchine a idrogeno ne esistono già molti esemplari, io stesso ne ho guidate molte negli ultimi 10 anni nei vari congressi in cui ho relazionato. Quasi tutti i produttori hanno prodotto prototipi ad Idrogeno: Audi, VW, BMW, Fiat, Ford, GM, Honda, Hyunday, Mazda, Mercedes, Mitsubishi, Nissan, Peugeot, Renault, e ovviamente Toyota, che con GM è stata forse la casa che piùha lavorato nel settore. Sono macchine ormai arrivate ad un livello di prestazioni ed affidabilità discreto, e sarebbero pronte per un ingresso sul mercato (tutto questo considerando però costi ancora elevati, e non "di mercato"). E quindi cosa impedisce la loro diffusione? ll problema non è tanto nella tecnologie delle celle a combustibile, quanto a monte del propulsore: si chiama Idrogeno. L'idrogeno non è una fonte primaria: deve essere prodotto utilizzando altre fonti primarie (carbone, gas naturale, fonti rinnovabili, nucleare, ...) e questo ha una spesa energetica significativa. Deve poi essere distribuito, e questo è il nodo del problema. Si tratta di realizzare una infrastruttura di distribuzione dell'idrogeno sul territorio, in modo da poter realizzare una rete di stazioni di rifornimento capillare ed affidabile come quella dei combustibili tradizionali (benzina, gasolio). Questo richiede uno sforzo di investimento e di organizzazione veramente massiccio. Il sistema di distribuzione dell'idrogeno dovrebbe servire auto ad idrogeno, che però sono ancora limitate a pochi prototipi (seppur affidabili, come abbiamo detto). Per cui: i produttori di auto non procedono alla loro produzione più significativa in quanto non ci sono comunque le stazioni di rifornimento. I produttori di idrogeno e delle infrastrutture di distribuzione non procedono a sviluppare una rete capillare in quanto non ci sono abbastanza auto a idrogeno da servire. Si crea quindi una impasse, un classico problema dell'"uovo e della gallina" (chi viene prima?). L'impasse potrebbe essere sbloccata solo da una decisione politica a livello internazionale. Ma ha senso sbloccare questa impasse? A livello di trasporti nell'ambito cittadino (brevi percorrenze, prestazioni basse del motore) l'auto elettrica sarebbe una soluzione migliore di quella a idrogeno. Dove l'auto elettrica ha dei limiti severi è sulle elevate percorrenze (autonomie) e sulle elevate prestazioni in termini di potenza: allora, in questo segmento di mercato l'auto a idrogeno potrebbe avere un ruolo. Ma per arrivare ad una struttura organizzativa in cui si ha disponibilità sufficiente di distributori ad idrogeno per auto a lunga percorrenza, bisogna come detto attendere una decisione di tipo politico. Quella che potrebbe essere una soluzione di passaggio è l'applicazione della propulsione a idrogeno per servizi di tipo pubblico a percorrenza e tragitto noti (per esempio una flotta di autobus urbani) che partano e tornino nello steoo luogo dove si può realizzare una unica stazione di rifornimento del carburante evitando la necessità di una distribuzione capillare. In conclusione, il discorso come sempre è complesso, intreccia problematiche tecnologiche (che spesso sono già sufficientemente affidabili) con considerazioni di tipo economico e di opportunità politica e organizzativa. Nel caso di una prosecuzione nella opzione idrogeno, la roadmap europea ed americana prevede un utilizzo significativo delle auto a idrogeno dopo il 2030. Ma il futuro è ricco di incognite. In particolare, molto dipenderà da come l'auto elettrica (il competirore dell'auto a idrogeno nell'ambito dei propulsori "puliti") si sviluppera nei prossimi anni.

Domanda posta da SetarehPedone del gruppo III A - IIS 'Primo Levi' - Torino
Risposta di:

(Andrea Gaddò, 2g, "IIS 25 aprile")1)l'idrogeno può essere l'energia del futuro? E' più economico che il il petrolio?

Il primo punto da chiarire è che l'idrogeno è un gas ad elevato contenuto energetico, per cui può essere considerato come un carburante che libera energia (per reazione di combustione o per reazione elettrochimica), MA NON è classificabile fra le FONTI ENERGETICHE PRIMARIE (quali petrolio, carbone, gas naturale, irraggiamento solare, biomasse, calore geotermico, elementi fissili, maree). Infatti esso non è presente in natura allo stato libero, ma come componente di composti chimici (acqua, idrocarburi, ...): per poterlo utilizzare come gas energetico, deve essere separato dal composto chimico in cui è contenuto, e questa operazione comporta un consumo di energia.
Per cui, esso non è classificabile come fonte primaria, ma più correttamente come VETTORE ENERGETICO, vale a dire una sostanza che ha un elevato contenuto energetico ma che deve essere "prodotta" (spendendo energia) in quanto non non si trova in natura allo stato libero. Per cui, per poter essere considerato una forma energetica interessante per il futuro, bisogno sviluppare e migliorare i processi atti alla sua produzione, e soprattutto renderli economici in termini di consumo di energia e di costo monetario. I processi sono già esistenti: processi chimici partendo da fonti fossili (gas naturale, carbone) o rinnovabili come le biomasse, elettrolisi per la separazione dell'acqua in idrogeno ed ossigeno, oppure processi più evoluti quali fotolisi e cicli termochimici. La strada più interessante da perseguire è quella legata alla produzione da fonti rinnovabili, per generare idrogeno in modo completamente pulito e renderlo un vettore energetico di elevato interesse in quanto esso permetterebbe un utilizzo più efficiente delle fonti rinnovabili nei sistemi energetici complessi delle società moderne. Per cui, in questo senso, l'Idrogeno potrebbe diventare un componente importante dei sistemi energetici del futuro, sia nel settore dei trasporti che degli usi civili e industriali dell'energia; questo in particolar modo se considerato come un "vettore" delle fonti rinnovabili primarie da cui potrebbe essere prodotto. Tutto questo però al momento è ancora costoso, e sicuramente al momento l'idrogeno non è paragonabile, in termini di costo, al petrolio. Infatti, come fonte energetica primaria, il petrolio ha, ancora adesso, costi molto contenuti rispetto ai suoi competitori. E' presumibile che il trend di costo del petrolio sarà in crescita nei prossimi anni e decenni, mentre quello delle fonti rinnovabili (e quindi presumibilmente anche dell'idrogeno prodotto da esse) sarà in diminuzione a seguito di un loro ingresso più significativo nel mercato dell'energia. Ma per il momento il costo dell'idrogeno è ancora molto elevato: ti allego un file con una indicazione dei costi dell'idrogeno al 2007 (non molto variati al momento attuale).

Allegati:

Costi_Idrogeno.pdf

Domanda posta da ChiaraBertolino del gruppo II G - IIS '25 Aprile' - Cuorgne' del gruppo II H - IIS '25 Aprile' - Cuorgne'
Risposta di:

Energia: Combustibili fossili (1)

potrebbe essere una soluzione tornare all'utilizzo del carbone pulito?

Il carbone pulito NON esiste, è uno slogan commerciale privo di contenuti scientifici.
Il carbone resta la fonte fossile più inquinante. Ovviamente le centrali moderne inquinano molto meno di quelle di 30 anni fa, ma questo è vero per qualsiasi dispositivo azionato da macchine a combustione, a cominciare dalle auto. La combustione del carbone non solo produce NOx, SOx e PM, ma anche metalli pesanti come il mercurio.
Se per carbone pulito si intendono le centrali moderne dotate di potenti desolforatori dei fumi di scarico bisogna sottolineare che, poichè nulla si crea e nulla si distrugge, i fumi vengono semplicemente trasformati in prodotti solidi da conferire in gran parte in discarica (in parte sono utilizzati come materiali di riempimento nel settore delle costruzioni). Si tratta di milioni e milioni di tonnellate di rifiuti solidi prodotti annualmente in tutto il mondo, la cui collocazione costituisce un problema enorme, anche perchè contengono concentrazioni rilevanti di elementi tossici (mercurio, arsenico, piombo, ecc.).
Se infine per carbone pulito si intendono impianti capaci di confinare la CO2 prodotta nel sottosuolo, bisogna sottolineare che questa tecnologia, se mai potrà essere realizzata su scala industriale, sarà disponibile tra non prima di 15-20 anni. Intanto le sedicenti centrali a carbone pulito continueranno a riversare miliardi di tonnellate di CO2 in atmosfera alterando il clima.

Domanda posta da ROBERTOPRANZO del gruppo V AT - IIS 'Primo Levi' - Torino
Risposta di:

Energia: Eolica (10)

Quali sono le regioni italiane, oltre a quelle in cui è già presente, in cui bisognerebbe investire nell'eolico?

Generalmente in tutto il Centro-Sud dell'Italia, nelle zone consigliate dall'Atlante Eolico Italiano (sul web) con le isole in primo piano. Anche nel Nord, ma solo in montagna val la pena di investire.

Domanda posta da LUCAACTISGROSSO del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Giordano Bruno' - Torino
Risposta di:

Per quali motivi si desidera installare impianti sul mare (off-shore) quindi talvolta a lunga distanza dal luogo di utilizzazione? Dunque con una necessaria perdita di energia?

Perchè sul mare i venti sono più intensi e regolari, tanto da permettere di produrre anche 3000-4000 ore di funzionamento all'anno nelle condizioni nominali (per es. nel Mare del Nord, al largo delle Canarie). Ovviamente aumentano i costi di trasporto dell'elettricità.

Domanda posta da LUCAACTISGROSSO del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Giordano Bruno' - Torino
Risposta di:

Per produrre energia eolica sono più utili i venti caldi o freddi?

L'influenza della temperatura non è molto importante, piuttosto bisogna considerare la regolarità dei venti, oltre ovviamente l'intensità. Per es. un vento proveniente dal deserto potrebbe essere dannoso, non per la temperatura, ma per la sabbia che si porta dietro (la sabbia può danneggiare le parti meccaniche in rotazione).

Domanda posta da LUCAACTISGROSSO del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Giordano Bruno' - Torino
Risposta di:

Nel caso venissero costruite turbine off-shore(sul mare) a quale distanza dovrebbero trovarsi dalle spiagge?

Sicuramente, oltre qualche kilometro di distanza dalla costa (3-5 km), la visibilità dalla spiaggia sarebbe modesta e non ci sarebbero controindicazioni (rumore trascurabile se confrontato con il rumore del mare).

Domanda posta da LUCAACTISGROSSO del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Giordano Bruno' - Torino
Risposta di:

In Italia l'energia eolica si potrebbe sfruttare maggiormente?Se si dove?

Sicuramente sì, le risorse migliori sarabbero offshore cioè in mare, ad es. nel mare Adriatico con fondali bassi (poche decine di metri in Puglia) si potrebbero ottenere più di 3000 ore all'anno con la produzione nominale. Sarebbe facile arrivare a coprire il 10% del fabbisogno di elettricità italiano.

Domanda posta da LUCAACTISGROSSO del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Giordano Bruno' - Torino
Risposta di:

Perchè vi sono delle resistenze ,oltre alla questione dei costi, per la costruzione o il riutilizzo di vecchi impianti eolici in zone poco ventose,a differenza della Germania?

Perché si tratta di una questione di sensibilità culturale: nel senso che in Germania prevale l'aspetto della riduzione delle emissioni dannose per il pianeta da parte dei combustibili fossili, grazie per es. all'uso dell'eolico, mentre in Italia prevale l'aspetto estetico che è pur sempre soggettivo (anche le centrali termoelettriche sono esteticamente brutte!).

Domanda posta da LUCAACTISGROSSO del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Giordano Bruno' - Torino
Risposta di:

Come mai l'energia eolica non viene sufficientemente sfruttata a livello domestico,come accadeper l'energia solare?

Perché l'energia solare è distribuita in modo più omogeneo: le differenze tra Nord e Sud Italia sono contenute entro il 20-30%. Invece, con l'energia eolica le variazioni sono notevoli (oltre il 50%) e nella pianura padana non c'è risorsa sfruttabile. Inoltre bisognerebbe installare dei pali alti decine di metri per captare una velocità del vento sufficiente per azionare le turbine.

Domanda posta da LUCAACTISGROSSO del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Giordano Bruno' - Torino
Risposta di:

è possibile creare un mini-impianto eolico domestico?

Caro studente, su internet si trovano manuali di auto-costruzione di turbine eoliche per usi domestici. Ma la prima questione è se il sito di installazione previsto è sufficientemente ventoso, per questo puoi consultare il sito dell'atlante eolico italiano http://atlanteeolico.erse-web.it/viewer.htm oppure su www.ricercadisistema.it In generale, bisogna che si producano almeno 1500 kWh/kW ovvero 1500 kilowattora di energia ogni kilowatt installato all'anno.

Domanda posta da alessiabrivio del gruppo III A - ITIs 'Giulio Cesare Faccio' - Vercelli
Risposta di:

Si potrebbero installare impianti eolici nel monferrato?

Caro studente, come si può osservare dalla tavola dell'atlante eolico italiano sul sito www.ricercadisistema.it, il monferrato non è molto favorevole. Sarebbe meglio installare sugli appennini tra Piemonte e Liguria.

Allegati:

Tavpla7d.pdf

Domanda posta da alessiabrivio del gruppo III A - ITIs 'Giulio Cesare Faccio' - Vercelli
Risposta di:

Quali sono i vantaggi e gli svantaggi di un impianto ad asse verticale rispetto ad uno ad asse orizzontale? Nel documento si parla dell'inquinamento acustico causato da un impianto eolico. Da cosa è causato? Non ci sono metodi per ridurlo?

Cari studenti, gli impianti eolici di grande potenza (sopra il megawatt) sono realizzati con la tecnologia ad asse orizzontale, perché il rendimento di conversione dell'energia eolica in energia meccanica attraverso le pale è maggiore di quello che si ottiene con la tecnologia ad asse verticale.
Il principio di funzionamento della pala è molto simile a quello dell'ala di aereo con il concetto di portanza e resistenza aerodinamica: solo la portanza produce la forza motrice. D'altra parte, negli impianti di potenza ridotta (da qualche kilowatt fino a qualche decina di kilowatt) si usano spesso le turbine ad asse verticale, perché si portano in rotazione (fase di avviamento) con maggiore facilità: si pensi che gli anemometri a coppe (misuratori di velocità del vento) sono realizzati con piccole macchine ad asse verticale. L'inquinamento acustico è causato dall'intensità della velocità del vento (si pensi agli uragani con velocità di centinaia di km/h), dalla variazione rapida della velocità del vento (formazione di turbolenza con raffiche): esso si può ridurre cambiando la velocità di rotazione della turbina in accordo con la variazione del vento. Attualmente sono in commercio turbine a velocità variabile che riducono considerevolmente l'impatto acustico nell'ambiente.

Domanda posta da JuniorPerri del gruppo V B - ITIs 'Amedeo Avogadro' - Torino
Risposta di:

Energia: Geotermica (8)

Quali sono i rischi che si corrono nel momento in cui vengono utilizzate centrali geotermiche?

Le centrali geotermiche finalizzate alla produzione di calore o energia elettrica non sono esenti da problematiche legate all'impatto ambientale.
Le problematiche più risontrare sono correlabili principalmente a subsidenze, cioè a progressivi sprofondamenti del terreno, ad attività sismica indotta dalla fase di perforazione dei pozzi di prelievo ed immissione dei fluidi geotermici, ad emissione di gas che possono risultare nocivi ed all'esaurimento della risorsa legata ad uno sfruttamento eccessivo, in termini quantitativi o di tempo, per cui non si da tempo al reservoir di "ricaricarsi".
Come si può notare sono tutti problemi che possono essere mitigati attraverso un'oculata gestione dello sfruttamento della risorsa a partire dalle perforazioni iniziali fino all'abbattimento delle sostanze nocive.
Non esiste fonte di energia seppur pulita e rinnovabile che sia ad "impatto ambientale zero" ma esistono molteplici metodologie che permottono di ridurre al minimo tutti i possibili impatti ambientali.

Domanda posta da LUCAACTISGROSSO del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Giordano Bruno' - Torino
Risposta di:

Quali sono le possibili conseguenze economiche mondiali che si possono avere a causa di un conseguente incremento dell'utilizzo dell'energia geotermica?

C'è da premettere che allo stato attuale la risorsa geotermica permette di coprire il fabbisogno energetico in ambito locale e spesso privato.
Le pompe di calore possono essere facilmente impiegate per climatizzare abitazioni private o strutture pubbliche, agricole o industriali di dimensioni non eccessive. Diciamo che un edificio grande come quello dell'IKEA appena costruito alle porte di Torino (climatizzato a pompe di calore geotermiche) rappresenta un bell'esempio di quale possa essere il limite oltre il quale l'impiego delle pompe di calore diventa problematicamente svantaggioso in termini sia di prestazioni che da un punto di vista economico.
Per quanto riguarda la produziona di energia a scala più ampia la geotermia arriva a soddisfare il fabbisogno di comunità anche ampie (qualche decina di migliaia di famiglie) per quanto riguarda l'approvvigionamento di acqua calda sanitaria, ma attualmente si può dire che non sia ancora sufficente per pensare che a brevissimo termine la geotermia possa arrivare a rimpiazzare in maniera consistente la produzione di energia elettrica da fonti tradizionali.
Non essendo un esperto di economia, non vorrei sbilanciarmi troppo, ma potrei affermare che nel momento in cui le centrali geotermiche arriveranno ad un rapporto produzione/costi competitivo, si potrà verificare facilmente una diffusione di tante piccole-medie centrali geotermiche che possano coprire in gran parte il fabbisogno privato di energia abbattendo i costi di produzione e quindi la bolletta che ognuno di noi dovrà pagare...

Domanda posta da LUCAACTISGROSSO del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Giordano Bruno' - Torino
Risposta di:

Visto il lento ma continuo raffreddamento del mantello terrestre, entro quanti anni l'energia geotermica non sarà più utilizzabile?

Il nostro pianeta è in lento ma costante raffreddamento. Questo processo inizia a partire dal nucleo la cui temperatura si appossima ai 5400˚C e che si raffredda di circa 100˚ ogni miliardo di anni.
È opportuno precisare che lo sfruttamento della risorsa geotermica, però, riguarda solo la porzione superficiale della crosta (al massimo fino a 6 km di profondità) dove le condizioni termiche, seppur vadano incontro a oscillazioni periodiche si mantengono nel lungo termine costanti se non avvengono alterazioni esterne (vedi l'uomo).
Lo sfruttamento del calore del sottosuolo che sia a pochi metri di profondità o a qualche chilomentro non influisce in misura sensibile sul raffreddamento dell'interno del pianeta, quindi i due concetti non possono e non devono essere correlati.
Se si facessi riferimento al solo raffreddamento naturale si dovrebbe fare riferimento alla scala globale e si può star tranquilli tale processo è talmente lento che il nostro pianeta rimarrà "caldo" ancora per milioni di anni. Se si fa riferimento alla risorsa geotermica, quindi quella reperibile e sfruttabile a condizioni econimicamente fattibili, non si può far riferimento alla scala globale ma bisogna restringere il raggio di studio alle condizioni locali. Lo sfruttamento attraverso pompe di calore geotermiche comporta uno scambio di calore tra terreno ed edificio e questo vuol dire che la temperatura del sottosuolo viene solo lievemente alterata (con una differenza di temperatura di 2-3˚C o in positivo o in negativo). La risorsa geotermica più profonda, se opportunamente sfruttata in maniera oculata e tecnologicamente avanzata, può garantire produzioni anche per più di 150-200 anni, per poi richiedere un periodo di rallentamento della produzione in modo da facilitare la "ricarica" di calore del reservoir.
La Terra continuerà a produrre calore ancora per molto tempo, basterà saperlo sfruttare nella giusta minura e maniera.

Domanda posta da LUCAACTISGROSSO del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Giordano Bruno' - Torino
Risposta di:

In una zona d'area compresa tra 46°N e 8°E, l'energia geotermica quante abitazioni isolate potrebbe alimentare?Quale risparmio in termini energetici si realizzerebbe?

Il Nord del Piemonte nella fascia richiesta è una zona con una topografia prevalentemente montuosa e con litologie prevalentemente cristalline (graniti e gneiss), rocce che hanno una buona resa termica. I centri abitati non sono particolarmente grossi e sono numerose le abitazioni singole e private.
Per quanto rigurada la loro climatizzazione non ci dovrebbero essere grosse contrindicazioni all'applicazione di pompe di calore geotermiche per la maggioranza delle abitazioni. Per la produzione di calore ed energia elettrica bisognerebbe approfondire meglio i fabbisogni energetici e la disponibilità di risorsa geotermica in profondità per dare una risposta esaustiva. Allo stato attuale si potrebbe pensare ad una produzione di calore finalizzata ad una rete di teleriscaldamento alla scala ad esempio di qualche centro abitato, mentre per la produzione di energia elettrica da fonte geotermica bisognerebbe valutare con opportuni studi la disponibilità di risorsa, il rapporto fabbisogni/possibile produzione e costi/benefici.

Domanda posta da LUCAACTISGROSSO del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Giordano Bruno' - Torino
Risposta di:

quanti tipi di sorgenti geotermiche ci sono?

Domanda posta da LUCAACTISGROSSO del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Giordano Bruno' - Torino
Risposta di:

team-gianniContinua...

Perchè non si cerca di sfruttare l'energia dei vulcani?

In effetti lo si fa.
In Islanda, in Nuova Zelanda, in Guadalupe, solo per citare alcuni esempi, si sfruttano le zone vulcaniche per produrre energia elettrica da fonte geotermica. Anche da noi in Italia, a Lardarello, si sfrutta il calore immagazzinato dai vulcani ormai spenti, ma che comunque preservano parte della loro attività e la loro condizione di anomalia termica e permettono la produzione di energia.
Sfruttare un vulcano di per se, attivo ed inteso come cono vulcanico, come ad esempio potrebbe essere uno dei vulcani delle Hawaii, realizzando dei pozzi che lo buchino e raggiungano la struttura più interna è un processo altamente complesso e rischioso. All'interno di un vulcano si raggiungono temperature e pressioni elevatissime che da un punto di vista tecnico non credo possano "facilmente" ed economicamente sfruttabili. Inoltre i coni vulcanici si trovano in condizioni di equilibrio molto delicate per cui perforarli per estrearre i vari fluidi potrebbe essere altamente rischioso in termini di alterazione dell'attività vulcanica e sismica, per cui la scelta ricade sempre nello sfruttare le zone limitrofe ad un cono vulcanico, dove ci sono comunque le condizioni che ne permettano uno sfruttamento (senza dover affrontare temperature di 800-1000 gradi ad esempio), lasciando alla sua attività "ordinaria" il nostro bel vulcano

Domanda posta da LUCAACTISGROSSO del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Giordano Bruno' - Torino
Risposta di:

Nel documento (E. G. generale) si parla alla fine di "Prospettive Future", in particolare dice: "Si cercherà di sfruttare altri tipi di giacimenti: sistemi geopressurizzati e rocce calde secche." Io volevo sapere in cosa consistevano questi sistemi. (Alessandro Bornia, Istituto Vittone - IIID geo)

I sistemi geopressurrizati possono formarsi nei grandi bacini sedimentari cioè delle zone in cui nel corso del tempo (in senso geologico, quindi parliamo di milioni di anni) si sono e si depositeranno sedimenti, prevalentemente fini e quindi sostanzialmente impermeabili, come ad esempio il Golfo del Messico.
Essendo impermeabili questi sedimenti funzionano un pò come una coperta che non permette ai fluidi contenuti nelle rocce in profondità nè di fuoriuscire, nè di essere alimentati.
Questi bacini sedimentari sono in continuo approfondimento (processo di subsidenza) per cui i fluidi tendono da un lato a scaldarsi sempre più e dall'altro ad accumulare pressione. Se e quando questi serbatoi vengono raggiunti o da faglie o da perforazioni (di almeno 4-5 km di profondità), i fluidi tendono a risalire molto velocemente in superficie non perdendo praticamente nè calore nè pressione (ricordo che temperatura e pressine sono i parametri fisici fondamentali, insieme alla portata, per rendere sfruttabile ed appetibile un giacimento).
Il tutto potrebbe essere paragonato, in maniera molto semplice, ad un palloncino pieno d'acqua (sistema geopressurrizzato) che noi schiacciamo ed un nostro amico buca con uno spillo (perforazione) facendo uscire uno zampillo di acqua. Se dirigessimo il getto verso una piccola ventola (impianto di produzione) questa iniziarebbe a girare.

Le rocce calde secche, invece, sono delle masse cristalline di roccia calda (plutoni) che sono anch'essi ricoperti da un certo spessore di rocce di copertura. Tali masse sono molto compratte e possono raggiungere anche temperature di 400°-500°C (immaginate un enorme blocco di granito caldo con sopra un certo spessore di sabbia). E' possibile sfruttare queste masse calde attraverso la realizzazione di un pozzo di immissione ed uno di estrazione. Nel primo viene immessa acqua in pressione che raggiungendo il plutone lo frattura progressivamente, si scalda e attraverso il pozzo di estrazione risale in superficie andando ad alimentare l'impianto di produzione di energia elettrica. Si tratta dei cosiddetti EGS Enhanched Geothermal Systems attraverso i quali si crea una rete artificiale (intesa come creata dall'uomo) di fratture nella quale far circolare dell'acqua fredda che si scalda e risale in pressione e calda in superficie.

Questo è un buon esempio
http://www.geothermie-soultz.fr/

se cliccate sul pallino arancione a destra (Geothermie le film) potete vedere un filmatino esplicativo di come funziona un progetto basato sulle rocce calde secche

Domanda posta da PaolaAliperta del gruppo III C - IIS 'Bernardo Vittone' - Chieri del gruppo III D - IIS 'Bernardo Vittone' - Chieri
Risposta di:

(Federica Silotto, 2H "IIS 25 aprile") Se l'Italia è ricca di fonti geotermiche, perchè non se ne sente mai parlare?

Le risposte a questa domanda vanno prevalentemente ricercate in aspetti di carattere politico-amministrativo e di diffusione mediatica.
Quando si parla di sfruttamento del calore del sottosuolo si tende a pensare immediatamente ai geyser dell’Islanda o altri luoghi dove si verificano condizioni geologiche molto particolari ed anomale che si riflettono in superficie con manifestazioni che sicuramente colpiscono le persone in maniera molto più efficace rispetto ad un qualsiasi prato che possiamo avere tutti quanti vicino a casa ma che "nel suo piccolo" rappresenta un'importante fonte di energia.
In Italia, così come per quanto riguarda altre fonti rinnovabil (vento e sole in particolare), esistono condizioni davvero favorevoli per lo sfruttamento delle fonti di energia alternative e quella geotermica può rappresentare una valida soluzione, soprattutto considerando l'ampia varietà di applicazioni possibili.
Le difficoltà sono legate a diversi aspetti:
- carenze legislative (non esiste una normativa a livello nazionale ed aggiornata) che non permettono di regolamentera in maniera ooportuna lo sfruttamento della risorsa geotermica sia per gli impieghi indiretti che per gli usi diretti.
- formula da adottare per incentivare l’utilizzo della risorsa, che non sempre è dovuta a scarsa volontà ma solo a scarsa conoscenza, pertanto lo strumento legislativo, al quale devono associarsi forme di incentivazione/disincentivazione, rappresenta lo strumento più utile per superare le difficoltà attualmente esistenti
- scarsa conoscenza: è opportuno distiguere il tipo di energia che si può produrre da fonte geotermica. Spesso per energia si intende quella elettrica (che si produce prevalentemente in condizioni di anomalia geologica), ma anche il calore è una forma di energia ed è sicuramente quella che si può produrre più facilmente ed a costi contenuti.

In conclusione il livello tecnologico raggiunto nel settore della geotermia è ormai maturo e stabile per quanto riguarda la geotermia a bassa (usi diretti) ed alta entalpia (produzione di energia elettrica), quello della geotermia a media entalpia (produzione di calore e di energia elettrica in centrali di piccole dimensioni ed in condizioni geologiche non anomale) attualmente è sicuramente affidabile ma richede degli sviluppi che permettano di ridurre i costi che non vengono sufficentemente ripagati in termini di produzione abreve termine; quello che invece deve ancora raggiungere un livello pari almeno allo standard europero è da un lato un intento politico di creare normative e incentivazioni che rendano appetibile (dal punto di vista economico, ovviamente) al largo pubblico lo sfruttamento del calore del sottosuolo, dall'altro un'opportuna campagna di informazione che renda possibile a tutti di capire di cosa sia veramente la geotermia e coma si possa e si debba integrare, dove possibile, con le altre fonti rinnovabili e pulite.

Domanda posta da ChiaraBertolino del gruppo II G - IIS '25 Aprile' - Cuorgne' del gruppo II H - IIS '25 Aprile' - Cuorgne'
Risposta di:

Energia: Idrica (11)

è possibile creare dighe con materiali anti-sismici?quanto costerebbe la loro costruzione?

Ciao,
inizio questa risposta indicando una pagina web molto ben scritta dove vengono indicati i vari tipi di struttura delle dighe.
Già dalla lettura della stessa si evince come vengano utilizzati molti tipi diversi di materiale in funzione del tipo di struttura della diga, della fondazione e del materiale su cui 'poggia' o è ancorata la diga.
La progettazione di un'opera come una diga è comunque lunga e sottoposta a molti criteri, il primo tra i quali è la sicurezza. Le dighe che prevedono struttura in cemento armato sono progettate già per resistere a scosse sismiche, così com'è imposto dalla normativa vigente. Infatti con la circolare n. 2 del 2009, il Ministero delle infrastrutture e dei trasporti regola le modalità di progettazione e realizzazione delle opere pubbliche (dighe comprese).

In ogni caso, se volete una stima dei costi di costruzioni antisismiche (abitazioni), sappiate che sono dal 30 al 40% maggiori rispetto ad una realizzaizone 'normale'.

Ciao e buon lavoro

Domanda posta da LUCAACTISGROSSO del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Giordano Bruno' - Torino
Risposta di:

team-gianniContinua...

Attraverso quali procedimenti è stata possibile la conversione dell'energia potenziale dell'acqua in energia elettrica?

Ciao,
lo sfruttamento dei flussi e delle cadute d'acqua è un bell'esempio di trasformazione dell'energia in diverse forme. Come è descritto anche sul documento istituzionale dedicato all'energia idroelettrica, la trasformazioni sono le seguenti:
energia potenziale gravitazionale --> energia cinetica (durante la caduta) --> energia meccanica (l'acqua colpisce e fa muovere la turbina) --> energia elettrica (il movimento della turbina alimenta un generatore che produce corrente).
Credo che il punto più critico da comprendere e sul quale verte la domanda sia l'ultimo.

In generale, la fisica di base sulla quale si fondano i generatori è quella legata alla legge di Faraday sull'induzione elettromagnetica. La legge, formulata nel 1831, dice che all'interno di un conduttore (avvolgimenti di filo metallico, per esempio) che sia sottoposto ad un campo magnetico variabile viene a instaurarsi un passaggio di corrente elettrica (corrente indotta).
Più precisamente la legge dice che 'la corrente elettrica indotta in un circuito, in presenza di un campo magnetico, è proporzianale al numero di linee di forza del campo che attraversano il circuito nell’unità di tempo'.

Su questo fenomeno si basano la dinamo (produce energia elettrica sotto forma di una corrente continua) e l'alternatore (corrente alternata). Entrambi utilizzano dell'energia meccanica per far ruotare i loro componenti interni (magneti o conduttori) per generare la corrente indotta.
La prima applicazione di dinamo associata ad una turbina è del 1870.
Gli alternatori vengono oggigiorno usati in praticamente tutti i tipi di centrale elettrica per eseguire l'ultimo step di trasformazione.
Se desiderate altre informazioni tecniche sugli alternatori, le potete trovare facilmente in rete.

Domanda posta da LUCAACTISGROSSO del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Giordano Bruno' - Torino
Risposta di:

team-gianniContinua...

é possibile immaganizzare l'energia prodotta dal calore nell'acqua

Ciao,
la vostra domanda mi risulta un poco ambigua, nel senso che è possibile leggerla in due modi, cui cercherò di rispondere.
Il primo modo è questo:
sapere se l'energia presente nell'acqua possa esservi mantenuta facilmente, ovvero mantenerla 'immagazzinata' nell'acqua per un lungo periodo di tempo.
La risposta in linea teorica è no, poichè, per il secondo principio della termodinamica, l'energia si trasferisce naturalmente da un corpo ad più alta temperatura (l'acqua in questo caso) ad uno a temperatura più bassa (l'ambiente esterno, in generale, in questo caso).
E' pur vero che, nelle attuali applicazioni per la produzione e la 'conservazione' del calore, si sta cercando di allungare al massimo il periodo di tempo in cui il trasferimento di energia si compie (e quindi mantenere più a lungo l'acqua calda). Due applicazioni sono:
la conservazione dell'acqua calda in serbatoi altamente coibentati (costruiti con materiali isolanti, scarsamente conduttori di calore o composti con camere d'aria o a vuoto che limitano la dispersione) utilizzati in accoppiamento con pannelli solari che assorbono l'energia del sole;
le tubazioni che vengono usate per il teleriscaldamento, che trasportano l'acqua calda anche a chilometri di distanza rispetto alla centrale nella quale viene scaldata.

Il secondo modo è questo:
sapere se l'energia presente nell'acqua sottoforma di calore possa essere trasformata in altre forme di energia (elettrica per esempio).
La trasformazione in energia elettrica, se l'energia contenuta nell'acqua è tale da averla trasformata in vapore, è certamente possibile ed è sempre stata utilizzata (sottopressione il vapore viene usato per far girare turbine).
Invece è molto più complesso sfruttare il calore presente nelle acque (dei fiumi o delle correnti oceaniche). Si stanno conducendo molte ricerche in merito, ma le applicazioni tecnologiche ancora non ci sono. In ogni caso, gli esperti non ritengono che questa tecnologia possa, economicamente, competere con le altre tecnologie di produzione energetica.

Domanda posta da LUCAACTISGROSSO del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Giordano Bruno' - Torino
Risposta di:

team-gianniContinua...

Avendo approfondito il problema ,al momento abbastanza rilevante in Italia, delle small hydro mi sono posta alcune domande. Perchè l'iter burocratico delle autorizzazioni è così complesso? Per quale motivo ci sono procedure tanto lunghe e spesso ostacolate? Essendo centrali che diminuiscono il problema dell'impatto paesaggistico, che contribuiscono ad inquinare meno l'ambiente, con costruzioni più economiche e che sfruttano al meglio i salti d'acqua, dovrebbero essere aggevolate nelle procedure di edificazione invece al contrario sono spesso procedure molto difficoltose. Perchè tutto questo? Grazie per l'attenzione. Silvia Tassinari

Domanda posta da SofiaLimarzi del gruppo III I - Liceo Sc. 'Fulcieri Paulucci di Calboli'
Risposta di:

Domanda di Cristiano Conterno. ciao,mi sono documenteto su un interessante argomento:utilizzo dell'acqua marina come fonte di energia , utilizzando il moto ondoso.come e possibile ricavarne dell'energia?e come mai in italia questo tipo di energia non viene presa in considerazione?

Caro Cristiano,
questo aspetto è realmente molto interessante e rappresenta in effetti una nuova frontiera nello sfruttamento di questo tipo di energia rinnovabile.
In effetti, dall'acqua marina e dai suoi movimenti è possibile ricavare energia in ben 4 modi diversi (tra cui il moto ondoso):
• energia maremotrice
• energia dal moto ondoso
• energia dal gradiente termico oceanico
• energia dalle correnti sottomarine

Su queste nuove tecnologie puoi trovare una rapida introduzione in rete (per esempio su eniscuola o sul sito di nextville).

Tutti questi fenomeni sono maggiormente sfruttabili laddove sono più intensi e le poche centrali che li sfruttano sono in paesi che si affacciano sugli oceani.

Domanda posta da SetarehPedone del gruppo III A - IIS 'Primo Levi' - Torino
Risposta di:

team-gianniContinua...

quanto costa creare un Kw di energia dall'acqua?

Caro Gianluca,
la risposta alla tua domanda ricalca in buona parte quella fornita alla domanda posta da Sonia Ciuccati (2G - IIS 25 Aprile).

Il costo al kW per l'energia prodotta da fonte idroelettrica da grandi impianti risulta essere la più conveniente tra le fonti rinnovabili (dai 11 a 13 centesimi di euro circa), mentre il costo al kW per gli impianti medi o più piccoli (mini e micro idroelettrico) è più alto (circa 20 eurocent) e paragonabile a quello prodotto da biomassa.

Come già indicato nell'altra risposta, è fondamentale confrontare questo costo finale con quello delle altre fonti compresa quella nucleare. Quest'ultima, nonostante i forti costi iniziali, risulta comunque la più conveniente.

Domanda posta da GianlucaDrappo del gruppo I F - ITG 'P.L.Nervi' - Novara
Risposta di:

team-gianniContinua...

(Federico Ferrari, 2H "IIS 25 aprile") Il rendimento delle centrali idroelettriche è sempre uguale sia di giorno che di notte?

Limitandoci a considerare il solo caso dei grandi impianti a cui credo tu ti riferisca, il rendimento non è mai costante nel tempo sia con variazioni giornaliere che stagionali.

Il numero di ore di utilizzo giornaliero (e di conseguenza medio annuale) dipende soprattuto dal tipo di impianto.

Gli impianti ad acqua fluente, benchè con variazioni dovute alle variazioni della portata istantaneamente disponibile, generalmente funzionano durante tutte le 24 ore e l'utilizzazione annuale della potenza efficiente è molto elevata, dell’ordine di 5000÷6000 ore.

Per gli impianti a bacino/serbatoio la situazione cambia in funzione del tipo di bacino. Infatti, secondo la capacità relativa del serbatoio (grado di regolazione) si possono distinguere impianti a regolazione parziale, a regolazione totale, di integrazione o di punta.
Gli impianti con serbatoio a regolazione parziale sono impianti provvisti di modesti serbatoi che consentono di regolare la produzione in relazione alle variazioni di carico giornaliere e settimanali. Ad essi si affida un servizio prevalentemente di base nei periodi di morbida e un servizio di punta giornaliera nei periodi di magra: l’utilizzazione della potenza efficiente è dell’ordine di 4000÷5000 ore annue.
Gli impianti a regolazione totale sono dotati di serbatoio di notevole capacità, che permette una completa regolazione dei deflussi annuali in modo tale da adattare il diagramma della disponibilità a quello del consumo. Tale risultato non si ottiene di solito da un unico impianto ma da un insieme di impianti (compresi eventualmente gli impianti di pompaggio), che utilizzano razionalmente una o più vallate. Ad essi si affida prevalentemente un servizio di punta, salvo nei periodi di forte richiesta nei quali il carico erogato può avere piccole variazioni nelle 24 ore; la potenza efficiente ha un’utilizzazione dell’ordine di 3500÷4000 ore annue.
Gli impianti di sola integrazione o di punta sono impianti provvisti di serbatoi di volume sufficiente a trattenere integralmente i deflussi nei periodi di morbida e destinati a funzionare soltanto nei periodi di magra: sono destinati al servizio di punta e la potenza installata è prevista per utilizzazioni dell’ordine di 1000÷2000 ore annue.

Domanda posta da ChiaraBertolino del gruppo II G - IIS '25 Aprile' - Cuorgne' del gruppo II H - IIS '25 Aprile' - Cuorgne'
Risposta di:

team-gianniContinua...

(Valentina Cofone, 2H "IIS 25 aprile") quanto costa produrre energia idrica rispetto al petrolio?

Gentile Valentina,
ho accorpato questo confronto nella risposta alla domanda posta da Sonia Ciuccati (2G del tuo stesso Istituto).

Domanda posta da ChiaraBertolino del gruppo II G - IIS '25 Aprile' - Cuorgne' del gruppo II H - IIS '25 Aprile' - Cuorgne'
Risposta di:

team-gianniContinua...

(Sonia Cucciatti, 2G, "IIS 25 aprile") Quale può essere il costo di costruzione e funzionamento di una centrale idroelettrica?

E' una domanda difficile cui rispondere. E' possibile però fare una valutazione forse più interessante considerando quali siano i costi finali per kWh prodotto. Infatti in questo costo finale sono conteggiati tutti gli aspetti di costruzione/gestione e delle varie altre componenti che incidono sui costi delle opere.
In rete è possibile trovare un prospetto comparativo dei costi (in centesimi di euro al kWh), per esempio al seguente link:
http://www.ecoage.it/costi-energia-rinnovabile.htm

dal quale riportiamo anche le considerazioni sul costo dell'idroelettrico

'I dati sono stati pubblicati dall'associazione dei produttori per l'energia rinnovabile (Aper) in collaborazione con l'università di Padova. Nella tabella spicca la competitività dell'energia idroelettrica con un costo per chilowattora compreso tra 11,6 e 12,5 centesimi di euro. In Italia però il potenziale idroelettrico è stato già sfruttato e non esistono grandi possibilità di realizzazione nuovi impianti. Qualche prospettiva in più si ha per il mini-idroelettrico, ossia impianti a bassa potenza in grado di convertire il moto cinetico di piccoli ruscelli e corsi d'acqua. Il costo per chilowattora cresce tuttavia a 20 centesimi di euro.'

A completamento di questo quadro è opportuno indicare a grandi linee i costi per l'energia nucleare e per le energie di tipo fossile: carbone, gas e prodotti petroliferi (oli combustibili etc...).
Secondo stime recenti (fonte OCSE) i costi sono questi:
nucleare da 2 a 3,5 c€/kWh
carbone da 2 a 4 c€/kWh
gas da 4 a 6 c€/kWh
petrolio da 6 a 15 c€/kWh.
(vedi anche figura allegata).

Si tenga inoltre presente che il costo finale è molto legato al prezzo del combustibile nel caso delle fonti fossili (soprattutto petrolio) mentre lo è poco per il nucleare ed è nullo per le fonti strettamente rinnovabili (idroelettrico, eolico e solare).

Allegati:

Costi-energie.jpg

Domanda posta da ChiaraBertolino del gruppo II G - IIS '25 Aprile' - Cuorgne' del gruppo II H - IIS '25 Aprile' - Cuorgne'
Risposta di:

team-gianniContinua...

(Jessica Gallo, 2G "IIS 25 aprile") Quanta energia fornisce una centrale idroelettrica? In futuro utilizzeremo ancora energia idroelettrica oppure la sostitueremo con un'altra fonte alternativa?

Gentile Jessica,
per quanto riguarda le tipologie di impianto e le relative potenze puoi fare riferimento alla presentazione istituzionale (documento B.idroelettrica.pdf che trovi nell'apposita sezione http://www.scienzattiva.eu/documentienergia/1 ).
Comunque, esistono impianti praticamente di ogni 'taglia' dai più piccoli per utilizzo 'domestico' a quelli più grandi in grado di fornire energia per alimentare intere aree urbane.
Nel prossimo futuro, sembra delinearsi un quadro in cui l'impiego di questa fonte sarà di due tipi:
- Nei paesi avanzati dove le grandi centrali idroelettriche sono già state costruite (e che continueranno a funzionare), si avrà un forte incremento del mini-micro idroelettrico.
- Nei paesi in via di sviluppo invece si costruiranno ancora i grandi impianti che sosterranno la crescita.

In ogni caso la fonte idroelettrica sarà ancora una componente fondamentale della produzione energetica, soprattuto in Italia dove costituisce in pratica la principale fonte interna.

Domanda posta da ChiaraBertolino del gruppo II G - IIS '25 Aprile' - Cuorgne' del gruppo II H - IIS '25 Aprile' - Cuorgne'
Risposta di:

team-gianniContinua...

ci sono possibilità per installare nuove centrali idroelettriche nel territorio italiano?

Come prima indicazione su quale sia il panorama attuale e quali le prospettive nel breve termine per l'Italia rimando alle pagg. 12-17 della presentazione istituzionale (documento B.idroelettrica.pdf che trovate nell'apposita sezione http://www.scienzattiva.eu/documentienergia/1 ).

Come si evince anche dal file allegato (stralcio di una presentazione più ampia ad opera del prof. Graniglia, Università di Siena), sono poche le possibilità di progettazione e sviluppo di nuovi grandi impianti sul nostro territorio. Le prospettive future sono più rivolte allo sviluppo del mini e micro idroelettrico, per la realizzazione di impianti con un contenuto impatto ambientale, basso costo e utilizzo in loco dell'energia prodotta.
A titolo di esempio citiamo il progetto di una nuova piccola centrale idroelettrica che verrà realizzata a Torino.
(vedi notizia al link http://www.ecoditorino.org/centrale-idroelettrica-sulla-dora-riparia-par...)

Allegati:

Prospettive_italia_-_Idro.pdf

Domanda posta da ROBERTOPRANZO del gruppo V AT - IIS 'Primo Levi' - Torino
Risposta di:

team-gianniContinua...

Energia: Nucleare da fissione (14)

è possibile con procedimenti chimici ridurre il tempo di radioattività del materiale di scarto?

No! Alcuni. procedimenti chimici permettono di separare i diversi materiali radioattivi e consentono quindi la loro parziale riutilizzazione e compattamento. In questo modo e’ possibile riutilizzare l’uranio e il plutonio del combustibile usato e confinare le scorie inutilizzabili (che a questo punto occupano volumi molto ridotti) in contenitori speciali facilitandone la conservazione in siti sicuri. Nessun processo chimico puo’ ridurre la durata della vita media di un nucleo che e’ una caratteristica di carattere prettamente nucleare.
Per fare questo occorre modificare il nucleo radioattivo con processi nucleari. Si sta tentando di fare cio’ bombardando il materiale radioattivo a lunga vita media con protoni di circa 1 GeV che producono la rottura dei nuclei trasformandoli in altri con vita media piu’ breve o stabili, Questo processo e’ detto trasmutazione.
Un secondo metodo consiste nella completa riutilizzazione delle scorie in reattori veloci di nuova generazione (IV) attualmente in progetto che potranno entrare in funzione
dopo gli anni 2030 e che saranno in grado di ‘bruciare’ le scorie con processi di fissione.

Domanda posta da
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team-gianniContinua...

In caso di scoppio e realtiva diffusione di scorie ci sono documenti o mappe,che prevedono per ogni centrale nucleare l'impatto che si avrebbe nell'ambiente in termini di distanze dalle scorie?

Assumo che per scoppio lei intenda un incidente grave nel funzionamento del reattore che possa provocare la fuoruscita dal nocciolo di materiale radioattivo.
Per incidenti di questo tipo nel reattore ogni centrale nucleare ha un piano di emergenza messo a punto secondo un protocollo concordato con organismi statali con regole dettate dalla comunita’ internazionale ed a cui partecipano oltre che i gestori dell’impianto enti pubblici come la ARPA e la protezione civile. Il piano e’ coordinato dal prefetto.
Esistono simulazioni per ogni incidente di riferimento in cui sono usate statistiche ambientali, condizioni di diffusione nell’ambiente etc. Vengono individuati gruppi critici di persone e si decide a seconda dei casi come procedere fino al caso estremo di evacuazione.
Al realizzarsi di un incidente vengono messe in opera tutte le atttivita’ previste per mitigare gli effetti prodotti, a cominciare da un monitoraggio di quanto accaduto e della
radioattivita’ prodotta dall’evento nell’ambiente interno ed esterno al reattore.
Vorrei ricordare che i reattori usati nel mondo occidentale sono dotati di un contenitore costituito da una cupola di cemento e di un contenitore di acciaio che consentono di trattenere al loro interno tutti i materiali radioattivi emessi anche in caso di fusione completa del nocciolo del reattore. Questo rende impossibile un incidente del tipo di Chernobyl.
I reattori di terza generazione hanno un sistema di contenimento realizzato in cemento armato a doppia parete di circa 1 m di spessore con un rivestimento interno di acciaio.
Il reattore ha anche, all’interno del sistema di contenimento principale, un dispositivo capace di trattenere e raffreddare il materiale fuoruscito dal nocciolo in caso di sua fusione senza conseguenze per l’esterno.
In piu’ i moderni reattori sono progettati per minimizzare la probabilita’ di un evento catastrofico che viene stimata minore di 10-6 per anno.

Domanda posta da
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team-gianniContinua...

Quali siti sono previsti per il deposito delle scorie di nuovi impianti nucleari?

Un impianto nucleare da 1600 MW elettrici produce in un anno scorie per un totale di:
• 500 tonnellate a bassa attività;
• 200 tonnellate a media attività;
• 25 tonnellate ad alta attività (combustibile esaurito).
Per confronto, un impianto a carbone di pari potenza produce 350000 tonnellate di ceneri.
Il materiale ad alta attivita’ contiene 94% di 238 U, 1% di 235U, 1% di plutonio, 0,1% di attinidi minori (Np, Am, Cm) e 3-4% prodotti di fissione.
Le scorie appena messe fuori dal reattore sono altamente radioattive e producono calore vengono percio’ immediatamente poste in piscine che si trovano nel sito del reattore stesso dove stanno per qualche anno; l’acqua ha il duplice scopo di disperdere calore e contenere la radioattivita’.
In Europa questi materiali vengono poi riprocessati separando l’Uranio ed il plutonio. In generale l’uranio viene poi di nuovo arricchito ed il plutonio mescolato con l’uranio arricchito per formare un combustibile detto MOX che viene di nuovo usato nei reattori. Il restante materiale altamente radioattivo viene vetrificato in borosilicati che vengono richiusi in canestri di acciaio o rame contenenti ciascuno circa 400 kg. Questi contenitori non permettono la diffusione nell’ambiente delle sostanze radioattive.
Un impianto da 1000MW elettrici produce 12 cilindri di altezza 1.3 m e diametro 0.4 m per anno
Questi cilindri vengono mantenuti con apposite schermature in depositi superficiali o poco profondi, che possono trovarsi anche nel sito del reattore, in attesa di essere definitivamente messi in depositi geologici profondi.
Per quanto riguarda quest’ultimo passo esistono possibili soluzioni tecniche, ma per ora non ne e’ stata realizzata nessuna.
In conclusione il contenimento delle scorie e’ basato sull’esistenza di barriere sia ingegneristiche sia naturali.
L’obiettivo di questa strategia punta sul fatto che le barriere predisposte nello stoccaggio ritardino il ritorno nella catena biologica dei radionuclidi nocivi per l’uomo e per l’ecosistema in tempi dell’ordine dei millenni, durante i quali l’attività si sia andata riducendo a valori tali da non costituire un rischio significativo.
Le barriere naturali riguardano la natura dei siti e delle rocce e la disposizione delle falde acquifere. Sono da prendere in considerazione le rocce basaltiche (Svezia) per la loro consistenza e monoliticità o le miniere di sale nelle quali vi è la certezza dell'assenza dell'acqua, fin da tempi remoti.
Tutti gli stati produttori di energia nucleare dovranno trovare un sito di deposito definitivo: Francia, Finlandia ed altri paesi hanno gia’ individuato tale sito.
Va infine ricordato che si stanno studiando metodi di separazione e riutilizzazione degli attinidi minori che costituiscono le scorie a piu’ lunga radioattivita’. Si sta studiando sia il loro uso in reattori veloci di IV generazione sia la loro trasmutazione mediante bombardamento con protoni di alta energia.
Per quanto riguarda le scorie di media e bassa attivita’ esistono gia’ depositi di superficie o quasi superficiali che danno garanzie sufficienti

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team-gianniContinua...

In che modo vengono trattati gli indumenti che vengono indossati dagli operatori di una centrale nucleare e con quali sostanze?

Gli indumenti generalmente in cotone possono essere debolmente contaminati ( es da polveri) Dopo il loro uso vengono lavati con acqua e detersivi; l’acqua viene raccolta in contenitori per rifiuti liquidi. Dopo il lavaggio viene misurata l’attivita’ degli indumenti ; se non presentano segni di radioattivita’ vengono riutilizzati; se no vengono messi in contenitori per rifiuti solidi a bassa radioattivita’

Domanda posta da LUCAACTISGROSSO del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Giordano Bruno' - Torino
Risposta di:

Quali sono gli scarti della lavorazione dell'uranio e come vengono smaltiti?

Dalle miniere vengono estratte rocce contenenti Uranio che vengono poi finemente triturate per agevolare la separazione dell’Uranio.
Nella fase di separazione dell’Uranio dal materiale uranifero roccioso si accumulano dei residui che contengono radio. Questi materiali radioattivi vengono interrati nei pressi delle miniere stesse. Questi residui sono trascurabili nel caso in cui l’estrazione dell’uranio venga eseguita con la tecnica detta ISR (in situ recovery). Questa tecnica consiste nel fare circolare acqua con ossigeno nel materiale uranifero sotterraneo. L’acqua si arricchisce di U e viene pompata in superficie dove l?uranio viene estratto con tecniche simili a quelle prima descritte..

Nella fase di arricchimento si formano residui che contengono percentuali di 235U minori dello 0.25%. Il processo di arricchimento coinvolge solo il trattamento del materiale radioattivo a lunga vita media. I prodotti del processo e l’uranio impoverito sono immagazzinati a lungo termine nei siti di arricchimento sotto forma di U3O.
.L’Uranio impoverito e’ un materiale debolmente radioattivo e la sua tossicita’ chimica e’ piu’ rilevante di quella radioattiva...
L’ Uranio impoverito non ha utilizzazioni nella produzione di energia nucleare ed e’ talvolta usato sfruttando la sua densità che è 1,7 volte maggiore di quella del Piombo. Possibili applicazioni civili sono il suo uso nella costruzione di contrappesi e di sistemi di schermatura dalle radiazioni.

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team-gianniContinua...

Quanti reattori nucleari si potrebbero costruire in italia? Quale sarebbe il guadagno economico?

La costruzione di reattori nucleari in Italia dipende dalla capacita’ che avra’ il paese di risolvere i problemi che a questa operazione sono associati. Si dovra’ fare crescere un
un adeguato numero di tecnici nucleari, trovare un accordo sui siti possibili, decidere
sul sistema di stoccaggio definitivo delle scorie etc….
Per ora sembra fatta la scelta sul tipo di reattore che sara’ l’EPR di progetto francese. In Europa sono in costruzione due esemplari di questo tipo: uno in Finlandia ed uno in Francia. Sono reattori di terza generazione e la loro costruzione richiede circa 5 anni dal momento della decisione definitiva del progetto e della scelta del sito.
La realizzazione di 2 o 3 di questi reattori e’ gia’ una meta ambiziosa. Occorrerà poi che l’Italia partecipi alla ricerca e sviluppo della IV generazione di reattori.
Dal punto di vista economico la reddittivita’ dei reattori nucleari e’ molto discussa: si tratta di una sorgente di energia che pretende forti investimenti iniziali che vanno ammortizzati con gli anni. La valutazione economica e’ percio’ legata al costo del denaro ed alla durata del reattore che tende oramai ad essere pensata piu’ lunga di 40 anni.
Detto tutto cio’ a me pare che lo sviluppo delle sorgenti di energia nucleare in Italia vada considerato positivamente nel quadro di una diversificazione che certamente dovra’ giovarsi anche dello sviluppo delle fonti rinnovabili. In Europa e nel mondo si assiste sempre piu’ allo sviluppo di un “mixing” di tecniche, di cui il nucleare fa parte, con lo scopo di ridurre la dipendenza dal petrolio e dal carbone.A questo va ovviamente affiancato un uso efficiente dell’energia

Domanda posta da LUCAACTISGROSSO del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Giordano Bruno' - Torino
Risposta di:

team-gianniContinua...

Quanto tempo ci vuole per smaltire le radiazioni di una bomba H in confronto ad una bomba atomica?

Mi spiace non sono in grado di rispondere a questa domanda per totale mancanza di competenza. Cio’ che posso dire e’ che la radioattivita’ di una bomba atomica e’ prodotta dal decadimento dei nuclei generati nella fissione che hanno vite media anche molto lunghe mentre la radioattivita’ dovuta alla bomba H e’ indotta dalla interazioni dei neutroni generati nella reazione di fusione che producono radioattivita’ nei materiali con cui interagiscono. Occorre pero’ ricordare che per provocare lo scoppio di una bomba H si fa prima esplodere una bomba atomica.
Penso infine che la radioattivita’ prodotta dipenda molto dalla distanza dal suolo e dalle condizioni atmosferiche in cui viene fatta esplodere la bomba.

Domanda posta da LUCAACTISGROSSO del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Giordano Bruno' - Torino
Risposta di:

Quali sono i metodi di estrazione dell'uranio?

Domanda posta da LUCAACTISGROSSO del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Giordano Bruno' - Torino
Risposta di:

come avviene il processo di arricchimento dell'uranio?

Come e’ noto l’uranio naturale contiene solo lo 0.7% di 235U, isotopo sul quale si realizza la reazione di fissione con neutroni termici su cui e’ basato il funzionamento dei reattori nucleari termici. Per il loro funzionamento la percentuale di 235U va portata al 4-5%. Il processo che permette di fare cio’ viene detto arricchimento e viene fatto in siti costruiti dedicati a questo scopo.
Il processo procede in questo modo: l’Uranio dopo l’estrazione dalle miniere viene ridotto in forma di perossido di Uranio (U3O8) ed inviato agli impianti di conversione dove viene trasformato in esafluoruro di uranio (UF6). Questo composto a bassa temperatura e moderata pressione e’ liquido e viene immesso in cilindri di acciaio con spesse pareti. I cilindri pieni possono pesare 15 tonnellate. Nei cilindri l’esafluoruro di Uranio diventa un solido cristallino ed in questa forma viene inviato all’officina di arricchimento dove viene scaldato e ridotto in forma gassosa, necessaria per l’arricchimento.
Due sono i metodi piu’ usati :
1) Diffusione
2) Centrifugazione
1) Diffusione gassosa
Il gas UF6 e’ forzato a raggiungere una serie di membrane porose attraverso le quali passano piu’ facilmente le molecole di UF6 contenenti 235U di quelle contenti 238U. Il fenomeno e’ dovuto al fatto che le molecole con 235U sono un po’ piu’ piccole e quindi piu’ veloci. Al di la di questi filtri molecolari la percentuale di 235U e’ quindi piu’ alta che nell’uranio naturale. Un filtro solo non basta per raggiungere l’arricchimento voluto del 3-4%, ma occorre fare passare il gas esafluoruro attraverso molte centinaia di filtri (circa 1400).
Questo metodo richiede molta energia e pur essendo stato il piu’ usato e’ ora via via abbandonato a favore dei processi di centrifugazione.
2) Centrifugazione
Il gas e’ inviato in una serie di tubi contenti un rotore di diametro 20 cm e alto circa 4 m.
Quando il rotore gira rapidamente (circa 60000 giri al minuto) le molecole piu’ pesanti contenenti 238U vengono mandate verso la parete esterna del cilindro. Questo produce una crescita della concentrazione di molecole con 235U verso il centro. Le molecole gassose cosi’ separate vengono poi estratte e passate in altre centrifughe fino ad ottenere l’arricchimento voluto. Per ottenere una separazione sufficiente le centrifughe ruotano a velocità tali da produrre accelerazioni delle molecole dell’ordine di un milione di volte superiori alla gravitazionale. Le centrifughe sono collegate in serie ed il numero di stadi necessari ad un buon arricchimento e’ dell’ordine di 10 o 20.
Prima di essere messo nei reattori l’Uranio arricchito e’ trasformato in UO2 e poi sinterizzato in pastiglie ceramiche che vengono racchiuse in tubi metallici a formare le sbarre di combustibile.
L’Uranio impoverito debolmente radioattivo e’ immagazzinato a lungo termine dopo conversione in U3O8 negli stessi siti di arriccimento.
Per finire occorre ricordare che l’esafloruro di Uranio e’ un materiale dal punto di vista chimico altamente reattivo e forma facilmente l’acido idrofluoridrico HF che e’ altamente corrosivo;. percio’ in tutto il processo vanno evitate perdite del gas.

Domanda posta da LUCAACTISGROSSO del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Giordano Bruno' - Torino
Risposta di:

Dato che sono già stati progettati i reattori di 4° generazione , come mai si costruiscono ancora quelli di 3° generazione ? (Valerio Rinaldo - IIID geometri - Istituto Vittone)

Lo sviluppo dei reattori di IV generazione richiede tempo e la loro introduzione su scala industriale e’ prevedibile non prima del 2040; la loro realizzazione edipendera’ dalle risorse del messe a disposizione del sistema e dai risultati ottenuti nella realizzazione dei metodi innovativi necessari. La costruzione dei reattori di III generazione e' percio' tesa a realizzare sorgenti di energia nucleare fino all'introduzione dei reattori di IV gewnerazione

Domanda posta da PaolaAliperta del gruppo III C - IIS 'Bernardo Vittone' - Chieri del gruppo III D - IIS 'Bernardo Vittone' - Chieri
Risposta di:

Quanto tempo occorre per rendere pienamente attiva una centrale nucleare?

Domanda posta da alessiabrivio del gruppo III A - ITIs 'Giulio Cesare Faccio' - Vercelli
Risposta di:

team-gianniContinua...

Perchè considerando le nuove tecnologie nel campo della sicurezza nelle centrali nucleari, in Italia non si utilizza questa fonte di energia come invece si fa quasi in tutta Europa? (Francesco Montaldo IIIC geo - IstitutoVittone)

L’uso del nucleare per produrre energia elettrica rientra nelle possibili soluzioni per ridurre la dipendenza dalle fonti fossili (petrolio,gas,carbone) che producono gas serra e sono concentrate in poche mani. Per arrivare a questo risultato bisognera’ sfruttare al meglio le possibilita’ offerte dallo sviluppo delle diverse tecniche per generare energie elattrica che vanno dalle fonti rinnovabili quali il fotovoltaico ed vento che sono in grande sviluppo hanno problemi di inquinamento ridotti , ma su cui occorre sviluppare tecnologie nuove per ottenere il loro pieno sfruttamento al nucleare che per ora e’ solo usato in Italia da importazione. Pur nell’ipotesi di risparmio energetico(tasso di crescita nei consumi costante e pari all’1%):
i consumi arriverebbero nel 2020a 413TWh(+15%) e la potenza a 108000MW. In questa ipotesi la Commissione Energia della SIF ha proposto (2008) il piano di copertura contenuto in allegato.

Proposte simili sono fatte da Commissioni dell’unione europea
Il commento sul nucleare del rapporto e’ il seguente:
Sarebbe conveniente, attuare una intelligente strategia finalizzata alla riapertura
della opzione nucleare con l‘acquisizione sul territorio nazionale di reattori di III generazione e con una politica più decisa di inserimento nelle ricerche internazionali sui reattori di IV generazione. Questo richiederebbe alcune condizioni essenziali: creazionedi infrastrutture tecnologiche per ricerca e sviluppo e per formazione di personale;riorganizzazione dei procedimenti di autorizzazione e controllo tramite procedure più
agili e incentivazioni; scelte strategiche condivise e durature; proseguimento del programma di decommissioning dei vecchi impianti; identificazione di siti per l‘istallazione dei nuovi impianti e per il deposito nazionale delle scorie radioattive.
La questione riguardante il ritorno il nucleare e’ aperta non solo in Italia, ma nel mondo. I temi su cui si dibatte sono molteplici,ma due mi sembrano ssenziali (considerando estremamente improbabile negli attuali reattori il rischio di un incidente grave): il costo del kwhr ed il contenimento delle scorie radioattive
Il costo del kwhr dipende molto dal costo iniziale e dalla durata della centrale stessa , dai costi di gestione delle scorie e del decommissionamento .Ill costo di costruzione varia nelle stime attuali da 3 a 5 miliardi di euro per una centrale di un migliaio di megawatt elettrici; la durata e’ di 40 anni con possibile estensione a 60;il costo della gestione delle scorie e del deconfinamento ha una influenza di circa il 20% sul costo dell'energia elettrica. Questi dati ,oltreche’ la valutazione del costo del denaro, rendono non facile e non unanime la stima del costo del kwhr.
Per quanto riguarda le scorie va rilevato che un impianto nucleare da 1600 MWe produce in un anno scorie per un totale di:500 tonnellate a bassa attività; 200 tonnellate a media attività;25 tonnellate ad alta attività (combustibile esaurito).Per confronto, un impianto a carbone di pari potenza produce circa 350000t di ceneri . I rifiuti radioattivi prodotti in Europa sono attualmente circa 40.000 m3 di cui 500 m3 ad alta attivita’ e lunga vita media.
Esistono soluzioni tecniche possibili per la loro gestione anche se per ora non esiste un sito per lo stoccaggio definitivo. Negli ultimi anni sono stati sviluppati tecniche di separazione e trasmutazione che mirano alla riduzione dei rifiuti prodotti.
A mio avviso il problema delle scorie radioattive resta il piu’ importante nella tecnologia del nucleare e va trattato con estremo rigore anche attraverso l’addestramento di personale specializzato ,penso pero’ che sia possibile affrontarlo e non debba impedire l’uso della fonte energetica nucleare in Italia.
Va segnalato comunque che scorie e costi sono ritenuti da molti un problema insormontabile per lo sviluppo dei reattori nucleari in Italia.

Allegati:

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Domanda posta da PaolaAliperta del gruppo III C - IIS 'Bernardo Vittone' - Chieri del gruppo III D - IIS 'Bernardo Vittone' - Chieri
Risposta di:

perchè è ancora così grande l'interesse verso il nucleare, che comunque ha problemi rilevanti legati allo smaltimento delle scorie... (abito tra saluggia e trino e conosco il problema), visti i nuovi impianti puliti tipo il fotovoltaico? L'investimento fatto a Trino è stato ripagato in termini di energia prodotta o no?

L’energia prodotta degli impianti fotovoltaici e’ ancora molto limitata anche se in forte espansione; e’ molto difficile che si possa arrivare alla produzione di tutta l’energia elettrica stimata necessaria al nostro paese nel 2020 attraverso l’uso di fonti rinnovabili contenendo nello stesso tempo l’uso di fonti fossili. Certamente e’ importante sviluppare le possibilita’ offerte da questa tecnologia ed in generale dalle fonti rinnovabili,ma a mio parere sara’ necessario ricorrere anche a centrali nucleari di terza ed in futuro di IV generazione .Per raggiungere gli obbiettivi stimati si trattera’ di costruire un corretto mix di rinnovabili ,nucleari e fossili .In questo senso vanno diverse proposte europee ed italiane anche se altre vie sono suggerite per esempio dalla Danimarca che intende puntare sull’eolico.
Per quanto riguarda la centrale di Trino; il reattore fu costruito in 3 anni dal 61 al 64 nella sua vita dal 64 all’87 ha prodotto un totale di 26 Miliardi di kwh operando per un tempo complessivo di circa 17 anni. Il reattore fu fermato definitivamente nel 1987 a seguito del referendum sul nucleare
L’energia generata e’ pari a 13 volte il fabbisogno annuo del 1987 della provincia di Vercelli.
Non ho la stima esatta dell’energia utilizzata per la sua fabbricazione e funzionamento; le stime sul tempo dopo il quale un reattore ha prodotto una energia pari a quella spesa per costruirlo e gestirlo vanno da pochi mesi a 2/3 anni

Domanda posta da MariadoraRosso del gruppo III A - ITIs 'Giulio Cesare Faccio' - Vercelli
Risposta di:

Che valori di radioattività sono considerati tollerabili? Nei pressi di Trino Vercellese sono cambiati dopo la costruzione della centrale nucleare?

1 Dosi tollerabili

La dose si misura in energia; Joule ricevuti dalle radiazioni per Kg di persona

L’unita’ di misura usata e’ il Gray equivalente ad 1 J/ Kg
Non tutte le radiazioni producono lo stesso danno biologico percio’ la misura della quantita’ del danno si fa moltiplicando il Gray (Gy) per un fattore Q caratteristico di ogni radiazione ottenendo il Sievert (Sv) che e’ la grandezza con cui si misura il danno da radiazione

1Sv= Gy Q

Q = 1 per raggi X , raggi gamma, particelle β
20 per particelle ά

1Sv e’ un valore molto grande.
Le particelle radioattive hanno energie dell’ordine del MeV(ilioni di elettroni nvolt)
1MeV= 1.6 10-13 J

Per effetto delle radiazioni presenti sulla terra e dei raggi cosmici riceviamo continuamente circa
2/3 mSv / anno
1 mSv = 10-3 Sv
Questi valori possono essere presi come dosi tollerabili
Per persone professionalmente esposte sono tollerati 20 mSV/anno
Dosi di mSv possono essere prese in caso di diagnosi con radiazioni .

2 Radioattivita’ Trino
A mia conoscenza non risultano problemi dovuti a contaminanti radioattivi di origine
artificiale in seguito alla costruzione della Centrale. Lo stato radiologico dell’ambiente
nei dintorni di Trino e’ buono e non risultano criticita’ per l’ambiente e per le persone

Domanda posta da ROBERTOPRANZO del gruppo V AT - IIS 'Primo Levi' - Torino
Risposta di:

Energia: Nucleare da fusione (12)

è possibile con procedimenti chimici ridurre il tempo di radioattività del materiale di scarto?

Domanda posta da LUCAACTISGROSSO del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Giordano Bruno' - Torino
Risposta di:

In caso di scoppio e realtiva diffusione di scorie ci sono documenti o mappe,che prevedono per ogni centrale nucleare l'impatto che si avrebbe nell'ambiente in termini di distanze dalle scorie?

Domanda posta da LUCAACTISGROSSO del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Giordano Bruno' - Torino
Risposta di:

Quali siti sono previsti per il deposito delle scorie di nuovi impianti nucleari?

Domanda posta da LUCAACTISGROSSO del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Giordano Bruno' - Torino
Risposta di:

Si riesce ad eliminare tutte le tracce di sostanze pericolose o bisogna eliminare gli indumenti e vestirne di nuovi?

Domanda posta da LUCAACTISGROSSO del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Giordano Bruno' - Torino
Risposta di:

Quali sono gli scarti della lavorazione dell'uranio e come vengono smaltiti?

La domanda va rivolta all'esperto di energia nucleare da fissione: l'uranio e' infatti utilizzato nei reattori a fissione e non in quelli a fusione.

Domanda posta da LUCAACTISGROSSO del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Giordano Bruno' - Torino
Risposta di:

LauraSavoldiSi è laureata in Ingegneria nucleare – indirizzo impiantistico – nel 1997 presso il Politecnico di Torino e ha ottenuto il dottorato di ricerca in Energetica nel 2001. Ha pubblicato articoli...Continua...

Quali sono gli effetti su un ecosistema colpito da una bomba zar?

Una bomba zar? Gli effetti sono morte e distruzione di ogni forma di vita, ovviamente in maniera piu' marcata tanto piu' si e' vicini al luogo dell'esplosione. Mi occupo in ogni caso degli usi civili dell'energia nucleare da fusione, e vorrei che vi limitaste a fare domande su quelli...

Domanda posta da LUCAACTISGROSSO del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Giordano Bruno' - Torino
Risposta di:

Quali sono gli effetti della bomba zar?e cosa succederebbe ad un uomo colpito dalle radiazioni?

Domanda posta da LUCAACTISGROSSO del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Giordano Bruno' - Torino
Risposta di:

E' possibile spiegare il procedimento tokamak in un modo più semplice, in modo tale che anche chi non ha grosse basi di chimica e fisica possa capirlo? (Andrè Sgura e Livia Mulè - IIIC geometri - Istituto Vittone)

Il principio di funzionamento del tokamak, che e' molto complesso, richiede ovviamente basi di fisica per essere compreso. Riducendo all'osso il meccanismo della FUSIONE nucleare, lo si puo' decrivere come il cercare di portare i nuclei del combustibile talmente vicini da "fonderli" insieme. In questa operazione, la quantita' di energia che viene rilasciata e' superiore a quella che e' stata spesa per ottenere la fusione stessa, rendendo cosi' il procedimento molto interessante dal punto di vista energetico.

Domanda posta da PaolaAliperta del gruppo III C - IIS 'Bernardo Vittone' - Chieri del gruppo III D - IIS 'Bernardo Vittone' - Chieri
Risposta di:

prima o poi sarà possibile controllare la fusione e come sarà possibile gestire le temperature e le pressioni necessarie?

Il problema del 'controllo' per la fusione è rovesciato rispetto alla situazione della fissione: non è tanto il 'prevenire un numero eccessivo delle reazioni', quanto casomami il 'fare avvenire un numero sufficiente di reazioni', piuttosto!
Quindi il 'controllo' della fusione termonucleare in senso stretto è un non-problema, perchè la reazione non può divergere e sfuggire al controllo, è intrinsecamente sicura perchè nel momento in cui avvenisse ad una velocità eccessiva tenderebbe a dare origine in maniera più intensa a fenomeni che la 'spengono'. Nella camera a vuoto di un reattore a fusione infatti il plasma (che è confinato all'interno della camera per effetto dei campi magnetici) tende a espandere e a impattare contro le pareti, da cui erode le cosiddette impurezze. Queste raffreddano il plasma e tendono a far spegnere il reattore, per cui devono essere attivamente pompate fuori dalla camera a vuoto. Se aumentano le reazioni di fusione, il plasma più caldo tende a espandersi più velocemente (tempo di confinamento minore), crea più impurezze che raffreddano di più il plasma, che a sua volta quindi tende a dare origine a un numero inferiore di reazioni e a spegnersi.
Inoltre il combustibile (dueterio e trizio) nel reattore non è introdotto all'inizio dell'operazione, ma in modo quasi-continuo, e quindi tende ad esaurirsi più in fretta se il numero delle reazioni aumenta. Questi due meccanismi (pompaggio ad un certo livello di vuoto per combattere le impurezze e alimentazione del combustibile) consentono in linea di principio, insieme all'operazione dei magneti, di controllare le condizioni/il confinamento del plasma e quindi il numero delle reazioni di fusione che avvengono all'interno della camera a vuoto.

Domanda posta da GianlucaDrappo del gruppo I F - ITG 'P.L.Nervi' - Novara
Risposta di:

(Enzo Racco, IIG, "IIS 25 aprile") Quanto siamo lontanti dall'avere delle centrali a fusione nucleare?

direi qualche decina di anni...se il reattore sperimentale ITER, attualmente in costruzione, funzionera' - e lo si vedra' tra una decina di anni - allora sara' dimostrata la fattibilita' tecnologica della fusione termonucleare in un reattore, e si potra' passare alla costruzione di una macchina prototipo che produca, dalla fusione termonucleare, energia elettrica, cioe' un vero e proprio impianto a fusione. Da li', se tutto dovesse andare bene, potrebbe nascere la prima generazione di reattori commerciale. Se pensate che per la costruzione di una macchina di questo tipo ci vuole un decina di anni (di cui un certa frazione serve per fabbricare e assemblare i magneti superconduttori) e fate il conto, la stima iniziale di qualche decina di anni non sembra cosi' strampalata...

Domanda posta da ChiaraBertolino del gruppo II G - IIS '25 Aprile' - Cuorgne' del gruppo II H - IIS '25 Aprile' - Cuorgne'
Risposta di:

quali effetti può causare una perdita di materiale radioattivo nel settore del nucleare?

Questa domanda e' molto piu' rilevante per gli impianti a fissione che per i reattori a fusione, dove la possibilita' di una perdita di materiale radioattivo e' sostanzialmente assente (l'unico materiale radioattivo in senso stertto e' il trizio, ma le piccolissime quantita' coinvolte rendono sostanzialmente irrilevanti le consegeunze di una sua completa fuga in atmosfera). Le conseguenze di una fuoriuscita di materiale radioattivo riguardano sia l'ambiente che l'uomo. La contaminazione ambientale e' solo recentemente diventata rilevante nelle valutazioni connesse all'operazione di un impianto a fissione - i danni da radiazione su piante e animali che non siano l'uomo solo negli ultimi anni sono diventati oggetto di studio. Per tutti gli esseri viventi in generale si puo' dire che i danni da radiazione sono connessi alla deposizione di energia nei tessuti, caratteristica che accomuna i diversi tipi di radiazione e che causa la scissione delle molecole di acqua. La formazione di radicali (ad esempio il radicale ossidrile), molto reattivi, e la loro interazione con importanti molecole organiche causa la perdita di funzionalita' delle cellule. Ne risulta quindi che gli esseri viventi piu' resistenti alle radiazioni sono quelli a minor contenuto di acqua, come ad esempio gli insetti. Per quel che riguarda gli effetti sull'uomo di una perdita di materiale radioattivo da un impianto a fissione, essi sono completamente funzione del tipo di perdita e di esposizione alle radiazioni (tempo, distanza), e saranno molto diversi se considriamo i lavoratori professionalmente esposti all'interno dell'impianto o la popolazione che vive nelle vicinanze. Mentre per la popolazione il danno da radiazione dara' essenzialmente funzione della quantita di radioattivita' inalata o ingerita, per il lavoratori esposti il danno da radiazione derivera' anche dall'essere immersi in un ambiente contaminato, ed essere quindi irraggiati su tutto il corpo da sorgenti esterne. Per elevati livelli di esposizione il danno biologico sull'uomo e' certo e riguarda, per livelli crescenti di esposizione, il midollo spinale (sindrome emopoietica), l'apparato digerente (sindrome gastro-intestinale) e il sistema nervoso (sindrome del sistema nervoso centrale). La cosiddetta "sindrome acuta da radiazione" puo' portare alla morte, anche se l'individuo viene sottoposto a cure mediche intensive - e' stato il caso dei primi intervenuti a spegnere l'incendio del reattore di Chernobyl. Per bassi livelli di esposizione alle radiazioni non c'e' un effetto certo sulla salute dell'uomo: si constata solo l'aumento della probabilita' di insorgenza di certi tipi di patologie (tumori) e mutazioni genetiche, che tipicamente insorgono anche molto tempo dopo l'esposizione e rendono quindi molto difficile discriminarne con sicurezza la causa.

Domanda posta da ROBERTOPRANZO del gruppo V AT - IIS 'Primo Levi' - Torino
Risposta di:

perchè in questo periodo si stà parlando sempre più di energia nucleare?

Il ricorso all'utilizzo dell'energia nucleare sembra una valida risposta all'attuale problema energetico. Se facciamo riferimento all'energia nucleare da fissione, la tecnologia per riuscire a produrre in maniera affidabile e sicura energia elettrica ed eventualmente termica dalla fissione di uranio e altri nuclidi e' disponibile sul mercato: il ricorso al nucleare da fissione si configura inoltre per alcuni paesi come un alleggerimento della loro dipendenza energetica da altri paesi, tipicamente altamente instabili dal punto di vista politico. Il fatto che un tecnologia sia valida e disponibile non vuole di certo pero' dire che sia priva di problmatiche: per il nucleare da fissione ce ne sono diverse, che vanno dall'accettabilita' sociale al problema tecnico della gestione delle scorie radioattive, per non parlare dei problemi connessi con la sicurezza delle centrali. Se facciamo riferimento invece alla fusione nucleare, essa e' in prospettiva in grado di dare ampia risposta al problema energetico, senza incorrere nella produzione di scorie altamente radioattive (come invece il nucleare da fissione), tuttavia la tecnologia non e' ancora disponibile, e scienziati di tutto il mondo si stanno adoperando affinche' il reattore sperimentale che dovrebbe dimostrare la fattibilita' della fusione termonucleare controllata (ITER) riesca a funzionare...

Domanda posta da ROBERTOPRANZO del gruppo V AT - IIS 'Primo Levi' - Torino
Risposta di:

Energia: Solare fotovoltaico (18)

Come posso sapere se ho un radiazione solare sufficiente per l'impianto fotovoltaico?

In generale la radiazione è sufficiente in tutta l'Italia se l'esposizione al sole è adeguata, e cioè se la superficie a disposizione è orientata a Sud con un certo angolo di inclinazione rispetto all'orizzontale (valore ottimale di 30°-40°). In alternativa anche le esposizioni a Est o a Ovest sono accettabili se l'angolo di inclinazione è basso (non più di 25°). I valori di irradiazione annuale dal Nord al Sud Italia con questi tipi di esposizione sono compresi nell'intervallo 1000-1800 kWh/m2.

Domanda posta da
Risposta di:

team-gianniContinua...

Sarebbe possibile utilizzare pannelli solari al di fuori dell'atmosfera terrestre per poi trasferirla sulla Terra?

Mi sembra teoricamente possibile, ma praticamente insostenibile come rapporto costi/benefici.

Domanda posta da LUCAACTISGROSSO del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Giordano Bruno' - Torino
Risposta di:

é possibile che i pannelli fotovoltaici, oltre le radiazioni solari ,sfruttino altri tipi di radiazioni provenienti dallo spazio?

Tecnicamente sì, purché le lunghezze d'onda siano all'interno della banda di sensibilità dei dispositivi fotovoltaici.
Questa banda è compresa nell'intervallo 0,3-1,1 micrometri. Il contenuto energetico sarà tuttavia molto limitato.

Domanda posta da LUCAACTISGROSSO del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Giordano Bruno' - Torino
Risposta di:

Come posso sapere se ho un radiazione solare sufficiente per l'impianto fotovoltaico?

La domanda è stata girata all'esperto da energia da fotovoltaico.

Domanda posta da LUCAACTISGROSSO del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Giordano Bruno' - Torino
Risposta di:

team-gianniContinua...

Ci sono convenzioni per l'uso privato di impianti fotovoltaici? In quanto tempo possono essere ammortizzati i costi di installazione?

Chiederei di esplicitare meglio che cosa si intende per "convenzioni per l'uso privato di impianti FV"? Se si parla di prestiti bancari finalizzati all'installazione di impianti FV, effettivamente varie banche propongono dei prestiti per questo scopo. Naturalmente, se si considera il ritorno economico dell'investimento, la scelta migliore è quella di usare soldi propri (ovviamente se disponibili) nel senso che il tempo di ritorno (payback) è più basso (6 anni al Sud e 10 anni al Nord Italia, ma possono scendere con la taglia dell'impianto) e il guadagno finale è decisamente più alto. Il costo di installazione (comprensivo anche dei moduli fotovoltaici, dell'inverter e della progettazione) è in rapida diminuzione (-30% nell'ultimo anno) ed è compreso tra 3000 euro/kW per gli impianti industriali (dal megawatt in su) e 5000 euro/kW per gli impianti domestici.

Domanda posta da SimonaFalabino del gruppo IV AEA - ITAer 'Giulio Cesare Faccio' - Vercelli del gruppo V AEA - ITAer 'Giulio Cesare Faccio' - Vercelli
Risposta di:

Come verranno sviluppati in futuro i pannelli fotovoltaici? Come funziona di preciso un pannello fotovoltaico? In quali ambiti vengono usati i pannelli fotovoltaici?

Cari studenti, la tensione (anche detta differenza di potenziale) si genera, quando la faccia anteriore della cella solare si espone alla luce solare, tra questa faccia e quella posteriore anche in assenza di carico elettrico (cioè a vuoto, come nelle normali pile per apparecchi elettronici prima di inserirle nell'apparecchio). Per misurarla, si può usare un voltmetro facendo toccare il puntale positivo (di colore rosso) con la faccia posteriore della cella e il puntale negativo (colore nero) con la faccia anteriore della cella.
Per la corrente il discorso è diverso: perché questa circoli, sono necessarie due operazioni: la prima ovviamente è quella di esporre alla luce la cella, la seconda è quella di collegarla a un carico elettrico costituito per esempio da una resistenza. Per misurare la corrente, si può usare un amperometro facendo toccare il puntale positivo (di colore rosso) con la faccia posteriore della cella e il puntale negativo (colore nero) con la faccia anteriore della cella.
Dal punto di vista teorico, la tensione generata dipende dal tipo di semiconduttore (in particolare da un parametro energetico detto salto di banda o "energy gap"), per es. il silicio amorfo genera una tensione maggiore del silicio cristallino, e non dalle dimensioni geometriche della cella. D'altra parte, se nell'amorfo la tensione generata è maggiore, la corrente generata sarà sicuramente minore, perché è necessaria una maggiore energia della luce per far "saltare" l'elettrone dalla banda di valenza del legame chimico alla banda di conduzione dove si crea la corrente elettrica. La corrente generata è proporzionale alla superficie della cella.
Il costruttore di celle solari si pone sempre l'obiettivo di rendere massimo il prodotto della tensione generata per la corrente generata e quindi, pur con una maggiore tensione, il silicio amorfo sviluppa una minore potenza del silicio cristallino, perché la corrente generata è assai minore.

Domanda posta da alessiabrivio del gruppo III A - ITIs 'Giulio Cesare Faccio' - Vercelli
Risposta di:

(Piercarlo Alno, 2H "IIS 25 aprile"): i pannelli solari quando finiranno il loro ciclo d'utilizzo,come veranno smaltiti?

Caro Studente, il processo, inverso a quello di produzione, dipende dalla tecnologia del semiconduttore (silicio o film sottili), ma in generale sono trattamenti termici (tipicamente sopra 150 °C) volti a produrre il distacco mutuo dei vari strati (vetro anteriore, celle solari, foglio opaco di tedlar oppure vetro posteriore), tenuti assieme dall'Etilene Vinil Acetato (EVA) che costituisce l'incapsulante. Il silicio, recuperato dopo il processo di dis-assemblaggio, viene rifuso e dalla successiva solidificazione si producono celle solari con rendimenti addirittura superiori per il continuo miglioramento tecnologico.
Il proprietario dei moduli non ha spese perché la maggior parte dei costruttori di moduli fotovoltaici garantisce il recupero dopo i 25 anni di vita garantiti.
La garanzia dei costruttori è dell'80% delle prestazioni iniziali dopo 20 oppure 25 anni di esposizione al Sole (quindi circa 1% all'anno), ma i dati sperimentali di vari enti di ricerca (laboratorio dell'Unione Europea JRC di Ispra (VA), laboratorio del CESI Ricerca di Milano, laboratorio LEEE TISO della Università della Svizzera Italiana) concordano su valori di perdita sensibilmente inferiori (circa 0,3-0,5% all'anno), corrispondenti al 90-94% delle prestazioni iniziali dopo 20 anni.

Domanda posta da ChiaraBertolino del gruppo II G - IIS '25 Aprile' - Cuorgne' del gruppo II H - IIS '25 Aprile' - Cuorgne'
Risposta di:

team-gianniContinua...

(Marta Primo, 2H "IIS 25 aprile"):perchè non si hanno ancora degli impianti sulle strutture pubbliche tali da contribuire al risparmio monetario che all'inquinamento globale?

Caro studente, esistono esempi di edifici autosufficienti che producono tutta l'energia necessaria al proprio fabbisogno. Questo, in particolare, comprende l'energia elettrica per l'illuminazione e gli elettrodomestici, l'energia termica per il riscaldamento e per l'acqua calda sanitaria, l'energia frigorifera per il condizionamento estivo. L'approvvigionamento di energia elettrica può venire dal fotovoltaico, che può anche alimentare le pompe di calore geotermiche in grado di riscaldare d'inverno e di raffrescare d'estate. Un esempio che conosco è la Zero Energy House o "self-sufficient solar house" (casa solare autosufficiente) di Friburgo in Germania.

Allegati:

00e-ISE-Brochure-The-Solar-House1.pdf

Domanda posta da ILARIADATA del gruppo II H - IIS '25 Aprile' - Cuorgne'
Risposta di:

I pannelli si deteriorano al passare del tempo?

Domanda posta da alessiabrivio del gruppo III A - ITIs 'Giulio Cesare Faccio' - Vercelli
Risposta di:

team-gianniContinua...

Come funziona di preciso un pannello fotovoltaico?

Domanda posta da alessiabrivio del gruppo III A - ITIs 'Giulio Cesare Faccio' - Vercelli
Risposta di:

Come verranno sviluppati in futuro i pannelli fotovoltaici?

Sono in fase di ricerca tecnologie particolari che migliorano il rendimento oltre il 20% (silicio monocristallino + silicio amorfo) oppure riducono il costo di fabbricazione a 1000-2000 euro/kW con rendimenti del 10% per i film sottili.

Altre tecniche prevedono di realizzare dei girasoli che puntano la direzione del sole, istante per istante, e concentrano la luce con fattori di concentrazione di 300-500 volte. Le celle solari sono a “multigiunzione” con materiali rari indio/gallio/fosforo/germanio/arsenico, il rendimento è compreso tra il 30% e il 40%.
Lo svantaggio è la necessità di avere molte giornate serene nell’anno: questa è l’applicazione ideale nelle zone desertiche.
Si parla anche di materiali organici e in particolare polimerici per il basso costo, ma hanno due svantaggi: il rendimento inferiore al 5% e la degradazione delle prestazioni che arriva dopo 3-5 anni.

Domanda posta da alessiabrivio del gruppo III A - ITIs 'Giulio Cesare Faccio' - Vercelli
Risposta di:

Quali sono le differenze dal punto di vista energetico tra i pannelli solari e i pannelli fotovoltaici ?

Domanda posta da GraziaCasalino del gruppo IV I - ITIs 'G.C.Faccio' Vercelli del gruppo V C - ITIS 'G.C.Faccio' - Vercelli
Risposta di:

team-gianniContinua...

Salve, vorremmo avere dei chiarimenti riguardo la trasformazione da energia luminosa a energia elettrica. non abbiamo ben chiaro come a livello pratico venga prodotta la tensione da una parte e la corrente dall'altra, e il conseguente rapporto fra le due grandezze che viene accennato per una massima produzione di potenza.

Domanda posta da JuniorPerri del gruppo V B - ITIs 'Amedeo Avogadro' - Torino
Risposta di:

-Qual è il processo adottato per lo smaltimento dei pannelli fotovoltaici usurati? -Quali sono le spese che il proprietario dei pannelli deve sostenere per il loro smaltimento? -Con quale percentuale diminuisce la produzione del pannello con il passare degli anni? (Sergio Appendino - IIID geo - Istituto Vittone)

Caro Studente, il processo, inverso a quello di produzione, dipende dalla tecnologia del semiconduttore (silicio o film sottili), ma in generale sono trattamenti termici (tipicamente sopra 150 °C) volti a produrre il distacco mutuo dei vari strati (vetro anteriore, celle solari, foglio opaco di tedlar oppure vetro posteriore), tenuti assieme dall'Etilene Vinil Acetato (EVA) che costituisce l'incapsulante. Il silicio, recuperato dopo il processo di dis-assemblaggio, viene rifuso e dalla successiva solidificazione si producono celle solari con rendimenti addirittura superiori per il continuo miglioramento tecnologico.
Il proprietario dei moduli non ha spese perché la maggior parte dei costruttori di moduli fotovoltaici garantisce il recupero dopo i 25 anni di vita garantiti.
La garanzia dei costruttori è dell'80% delle prestazioni iniziali dopo 20 oppure 25 anni di esposizione al Sole (quindi circa 1% all'anno), ma i dati sperimentali di vari enti di ricerca (laboratorio dell'Unione Europea JRC di Ispra, laboratorio del CESI Ricerca di Milano, laboratorio LEEE TISO della Università della Svizzera Italiana) concordano su valori di perdita sensibilmente inferiori (circa 0,3-0,5% all'anno), corrispondenti al 90-94% delle prestazioni iniziali dopo 20 anni.

Domanda posta da PaolaAliperta del gruppo III C - IIS 'Bernardo Vittone' - Chieri del gruppo III D - IIS 'Bernardo Vittone' - Chieri
Risposta di:

(Luca Bornancin, 2H "IIS 25 aprile") perchè i pannelli in silicio amorfo hanno un degrado di rendimento nel tempo?

Caro studente, i moduli (o pannelli) fotovoltaici in silicio amorfo rientrano tra i cosiddetti "film sottili" che hanno spessori del semiconduttore di qualche micrometro rispetto ai pannelli in silicio cristallino con spessori di pochi decimi di millimetro. La struttura del materiale non è ordinata secondo un reticolo cristallino, ma gli atomi sono disposti in modo "disordinato" come per il vetro o per certo materiale lavico. Secondo la meccanica quantistica i livelli energetici di un materiale amorfo non sono ben separati e distinti in livello di valenza e livello di conduzione, ma ci sono molti livelli intermedi. Questo fatto crea molti difetti di conduzione elettrica nel materiale e, in presenza della radiazione solare, col passare dei mesi, si determina una riduzione della potenza prodotta superiore al 10% ma inferiore al 20%; l'effetto dura per 12/18 mesi e si chiama Staebler-Wronski dal nome degli scopritori. Ciò vuol dire che un pannello fotovoltaico, che produce inizialmente 100 W quando sottoposto all'irraggiamento di riferimento di 1000 W/m2 (a mezzogiorno con cielo sereno nel periodo Aprile/Settembre e con raggi il più possibile ortogonali), dopo 12/18 mesi produrrà circa 85 W. Si dice che a questo punto il pannello si è stabilizzato.

Domanda posta da ChiaraBertolino del gruppo II G - IIS '25 Aprile' - Cuorgne' del gruppo II H - IIS '25 Aprile' - Cuorgne'
Risposta di:

(Mattia Chiatello, 2g, "IIS 25 aprile") cercando su internet ho trovato informazioni su una centrale solare termica costruita in california..la Solar-1...ma e rimasta in vita solo 4 anni... perchè???

Caro studente, premesso che non sono esperto di solare termico/termodinamico ma di solare fotovoltaico,

posso dire che in generale gli impianti termici/termodinamici hanno un'affidabilità minore degli impianti fotovoltaici. Gli impianti termici/termodinamici usano il ricircolo di fluidi come acqua (in stato liquido o vapore), oli minerali o sali fusi: ciò significa che ci possono essere perdite di fluido durante il ricircolo, congelamento del fluido in casi estremi e si può produrre l'usura delle parti in movimento (moto-pompe di circolazione, turbine di vario tipo). Quindi, pur non conoscendo il caso che mi

presenti, ritengo che la vita così breve sia determinata da un così drastico aumento del costo di funzionamento e manutenzione che ha consigliato l'interruzione del funzionamento.
Per gli impianti fotovoltaici, il discorso è diverso perché essi convertono direttamente l'energia solare in elettricità senza parti in movimento, sono cioè generatori statici senza circuiti di fluidi. La vita dei moduli (pannelli) fotovoltaici è garantita dai costruttori per 20/25 anni e le prove sul campo effettuate dai ricercatori confermano questi dati. Per il collegamento alla rete elettrica, è necessario convertire l'energia prodotta dai pannelli in corrente continua (come per le batterie elettrochimiche) in corrente alternata: questo compito è svolto dagli inverter che hanno tempi di vita garantiti di circa 10 anni. Bisogna notare che il loro costo è pari a circa il 10% del costo di impianto e quindi una sostituzione nell'arco di 20 anni incide poco sul piano economico. In conclusione per il fotovoltaico si considera, per il costo di funzionamento e manutenzione, un'entità pari all'1% annuo del costo totale di impianto e quindi un'incidenza del 20% del costo totale di impianto dopo 20 anni.

Filippo Spertino

Circa il progetto Solar one,
è stato il primo esperimento americano di solare a concentrazione, nato negli anni '70 ed avviato nel 1982 fino al 1986. Il progetto era basato su una centrale costituita da migliaia di specchi tutti focalizzati in un unico punto termoassorbente in cima ad una torre. Il calore ad altissima temperatura nel punto di focalizzazione veniva poi trasferito in una caldaia a vapore per azionare una turbina in grado di produzione di energia elettrica. Era quindi una centrale termoelettrica alimentata dal sole capace di generare potenze oltre i 10MW.
Vi sono vari esempi di centrali di questo tipo anche in Europa e localizzate in Spagna. Richiedono spazi e sole in abbondanza, per cui sono progetti che vengono realizzati in genere in territori desertici.
Solar One è durato 4 anni perchè era un esperimento, successivamente sostituito da Solar Two e Solar Tres.

Leonardo Setti

Domanda posta da ChiaraBertolino del gruppo II G - IIS '25 Aprile' - Cuorgne' del gruppo II H - IIS '25 Aprile' - Cuorgne'
Risposta di:

LeonardoSettiE' dal 1998 un ricercatore confermato della Facoltà di Chimica Industriale dell' Università di Bologna. Svolge la sua attività di ricerca presso il Dipartimento di Chimica Industriale...Continua...

perchè c'è un grande sviluppo dei pannelli fotovoltaici? e perchè molto sono scettici riguardo il loro utilizzo?

In realtà si parla molto di fotovoltaico ma si sviluppa troppo poco, proprio perchè molti sono scettici riguardo il loro utilizzo. Questo scetticismo è però legato a problemi di mancanza di conoscenze sul problema energetico e sulle dinamiche del mercato.
Lo scetticismo è strettamente legato al costo della tecnologia che porta i più a pensare che il costo di un impianto fotovoltaico non potrà mai essere competitivo con i costi delle tecnologie tradizionali.
Lo stesso problema l'avevamo quando sono usciti i primi televisori LCD ed oggi il prezzo è accessibile ai più. Storicamente un problema analogo l'avevamo quando nel 1917 Ford ha prodotto la prima auto industriale, il famoso Modello T, che costava l'equivalente degli attuali 30000 euro ed oggi abbiamo due auto in ogni famiglia, ecc....
Pensate che quando Ford cominciò le vendite, qualcuno sosteneva che l'auto non avrebbe mai sostituito la versatilità del cavallo: si diceva che le auto erano troppo poche...
Pensate che quando Edison mise fuori la sua prima lampadina, il sindaco della sua città gli disse che non avrebbe mai fatto successo perchè la luce avrebbe disturbato il sonno delle mucche....
Per fortuna o sfortuna, dipende dai punti di vista, qualcuno con una visione più illuminata e più a lungo termine ha comunque comprato questi oggetti permettendo così la loro produzione e la loro conseguente riduzione costi. Un favore fatto ai successori tra cui agli scietticiper goderne.
Insomma, se il pannello fotovoltaico fosse "guidabile", "guardabile" e "ascoltabile" ne venderemmo decine di milioni ogni anno ma purtroppo è solo utile alla società in generale per cui perdiamo il senso di appagamento personale.
Non diventa quindi una spesa prioritaria tra quelle che sosteniamo normalmente e a volte inutilmente.

Leonardo Setti

Caro studente, i motivi sono principalmente i seguenti: 1. l'aumento di costo dei combustibili fossili legato al progressivo esaurirsi dei giacimenti a buon mercato; 2. i cambiamenti climatici che notiamo soprattutto nella forma di repentini innalzamenti/dimuzioni della temperatura giornaliera; la sovrabbondanza di risorsa solare, anche se in forma distribuita nel territorio e discontinua nel tempo; la tecnologia dei semiconduttori (industria elettronica) ormai a un alto livello di sviluppo. Lo scetticismo è legato soprattutto a: 1. alto costo di installazione degli impianti; 2. l'energia elettrica che producono non è tale da compensare l'energia consumata nella fabbricazione dei moduli (o pannelli) fotovoltaici. Risposta alla prima/La realtà è che i costi di installazione si sono ridotti del 30% negli ultimi 12/18 mesi ed ora un impianto domestico da 2 kW costa circa 10.000 euro mentre un impianto industriale da 1 MW costa 3.500.000-4.000.000 euro. Certamente è ancora necessario l'incentivo ("conto energia" che paga con una tariffa premio i kilowattora prodotti con l'impianto fotovoltaico) per il payback economico, ma quando i tipi di impianto già citati costeranno 6.000 euro e 2.500.000-3.000.000 euro, essi si ripagheranno da soli con l'energia che produrranno. Risposta alla seconda/Esponendo al sole un pannello fotovoltaico al silicio cristallino o film sottile per un tempo di 2-3 anni si produce l'energia elettrica necessaria per compensare il consumo energetico nella fabbricazione. Da notare che il pannello è garantito per 25 anni di funzionamento.

Filippo Spertino

Domanda posta da ROBERTOPRANZO del gruppo V AT - IIS 'Primo Levi' - Torino
Risposta di:

team-gianniContinua...

quanto spazio occorrerebbe agli impianti fotovoltaici per soddisfare l'intero fabbisogno elettrico del mondo?

Siccome stiamo spostando il consumo energetico verso un utilizzo crescente dell'elettricità, allora si potrebbe rispondere alla domanda: quanto spazio occorrerebbe agli impianti fotovoltaici per soddisfare l'intero fabbisogno energetico del mondo?
Abbiamo bisogno di una superficie di circa 850 km x 850 km, che sembra enorme ma in realtà rappresenta circa un quarto della superficie del Sahara.
Il consumo di energia elettrica nel mondo è circa un terzo dei consumi totali per cui la risposta alla domanda originale sarebbe un terzo di quel quarto.

Domanda posta da ROBERTOPRANZO del gruppo V AT - IIS 'Primo Levi' - Torino
Risposta di:

Energia: Solare termico (7)

(Piercarlo Alno, 2H "IIS 25 aprile"): i pannelli solari quando finiranno il loro ciclo d'utilizzo,come veranno smaltiti?

Caro Studente, il processo, inverso a quello di produzione, dipende dalla tecnologia del semiconduttore (silicio o film sottili), ma in generale sono trattamenti termici (tipicamente sopra 150 °C) volti a produrre il distacco mutuo dei vari strati (vetro anteriore, celle solari, foglio opaco di tedlar oppure vetro posteriore), tenuti assieme dall'Etilene Vinil Acetato (EVA) che costituisce l'incapsulante. Il silicio, recuperato dopo il processo di dis-assemblaggio, viene rifuso e dalla successiva solidificazione si producono celle solari con rendimenti addirittura superiori per il continuo miglioramento tecnologico.
Il proprietario dei moduli non ha spese perché la maggior parte dei costruttori di moduli fotovoltaici garantisce il recupero dopo i 25 anni di vita garantiti.
La garanzia dei costruttori è dell'80% delle prestazioni iniziali dopo 20 oppure 25 anni di esposizione al Sole (quindi circa 1% all'anno), ma i dati sperimentali di vari enti di ricerca (laboratorio dell'Unione Europea JRC di Ispra (VA), laboratorio del CESI Ricerca di Milano, laboratorio LEEE TISO della Università della Svizzera Italiana) concordano su valori di perdita sensibilmente inferiori (circa 0,3-0,5% all'anno), corrispondenti al 90-94% delle prestazioni iniziali dopo 20 anni.

Domanda posta da ChiaraBertolino del gruppo II G - IIS '25 Aprile' - Cuorgne' del gruppo II H - IIS '25 Aprile' - Cuorgne'
Risposta di:

team-gianniContinua...

Risulta vantaggiosa solo nelle zone aride?

E' evidente che nelle zone aride, essendoci più sole, la tecnologia rende di più ma proprio perchè sono aride (intendo calde), l'acqua calda si utilizza poco ed il riscaldamento non serve. Come insegnano i tedeschi e gli austriaci, i pannelli solari termici sono molto utili nei Paesi freddi dove occorre molta acqua calda.
In Italia, dove abbiamo un clima temperato e pochi mesi freddi, sarebbe molto strategico fare una scelta su questa tecnologia perchè ci permetterebbe di risparmiare moltissima energia coprendo l'80-90% del fabbisogno di acqua calda sanitaria.
Nelle zone aride, invece, è strategico il solare termodinamico a concentrazione abbinato ad una centrale termoelettrica per produrre energia elettrica come stanno studiando in Spagna attraverso l'utilizzo delle torri solari. Idea sviluppata, con poca fortuna, anche in Italia con il progetto Archimede di Carlo Rubbia che è andato poi a realizzarla proprio in Spagna.

Domanda posta da alessiabrivio del gruppo III A - ITIs 'Giulio Cesare Faccio' - Vercelli
Risposta di:

I pannelli si deteriorano al passare del tempo?

Domanda posta da alessiabrivio del gruppo III A - ITIs 'Giulio Cesare Faccio' - Vercelli
Risposta di:

team-gianniContinua...

Quanta energia viene prodotta in Italia grazie al solare termico?

Le stime al 2008 dicono circa 300 MWt di potenza installata cioè circa 450000 metri quadrati. Una quantità paragonabile a quella austriaca (un Paese molto più piccolo del nostro) e cinque volte inferiore a quella tedesca (un Paese con molto meno sole del nostro).
Questa quantità ci fa risparmiare oggi circa 45 milioni di metri cubi di gas metano, l'equivalente del consumo di una cittadina di 40000 abitanti.

Domanda posta da alessiabrivio del gruppo III A - ITIs 'Giulio Cesare Faccio' - Vercelli
Risposta di:

Quali sono le differenze dal punto di vista energetico tra i pannelli solari e i pannelli fotovoltaici ?

Domanda posta da GraziaCasalino del gruppo IV I - ITIs 'G.C.Faccio' Vercelli del gruppo V C - ITIS 'G.C.Faccio' - Vercelli
Risposta di:

team-gianniContinua...

Come sarà possibile smaltire i pannelli danneggiati o non piu utilizzabili?

I pannelli solari termici e fotovoltaici in silicio poli e mono-cristallino sono molto simili tra loro da un punto di vista strutturale, ciò che cambia è sostanzialmente il dispositivo che serve per catturare l'energia dal sole. Infatti, l'85-95% del loro peso è costituito da vetro ed alluminio e la restante parte è un tubo generalmente di rame (solare termico) o sottili fette di silicio solare (fotovoltaico).
Per questo motivo lo smaltimento dei pannelli solari assomiglia molto a quello delle "finestre di alluminio". Tutto il materiale può essere recuperato per ottenere nuovi pannelli nel caso del solare termico mentre nel caso del fotovoltaico, rimangono le fette di silicio solare, da cui si recupera la parte dei metalli preziosi come l'argento, le quali possono essere smaltite nella stessa filiera dei RAEE cioè dei rifiuti elettronici.
Attualmente si sta provando a recuperare anche il silicio solare a fine vita per ottenere nuovo silicio solare.
In Germania è già stato avviato il programma chiamato PV CYCLE per il recupero dei moduli fotovoltaici a fine vita che include per lo più aziende che producono o importano moduli fotovoltaici (www.pvcycle.org)

Domanda posta da GianlucaDrappo del gruppo I F - ITG 'P.L.Nervi' - Novara
Risposta di:

In rapporto al costo di installazione e all'uso è conveniente usufruire di pannelli solari al posto dell'energia elettrica quotidiana?

Il costo dell'energia elettrica quotidiana è legata al gioco della domanda e dell'offerta così come al costo delle materie prime per produrla (prevalentemente gas naturale, carbone, petrolio ed uranio). Il costo dell'energia elettrica da fotovoltaico è invece legata al gioco della domanda e dell'offerta di tecnologia perchè il sole, cioè la "materia prima", è gratis.
Le materie prime per produrre l'energia tradizionale sono destinate ad aumentare in quanto da una parte sono in corso di esaurimento i giacimenti da cui le estraiamo mentre dall'altra è in aumento il loro consumo visto che c'è un 75% della popolazione mondiale che ha cominciato ad industrializzarsi (per esempio Cina e India).
Il costo del fotovoltaico invece diminuirà nel tempo se riusciamo a mantenere alta la domanda di tecnologia che significa installare, installare, installare,... il più possibile. Se ci riferiamo ai moduli di silicio, la materia prima per costruirli è in abbondanza, visto che la crosta terrestre è al 27% di silicio, mentre il sole darà energia gratis per 4 miliardi di anni. Il modulo fotovoltaico segue le leggi dell'elettronica cioè quella delle TV, dei telefonini, dei computer...più si comprano e meno costano.
Inoltre quando valutiamo i costi dell'energia elettrica tradizionale, non consideriamo mai i costi esterni cioè quei costi che sosteniamo per disinquinare l'ambiente, per curare le patologie legate all'inquinamento, per i conflitti necessari ad accapparrarsi le risorse di petrolio, gas, carbone ed uranio,....se potessimo imputare questi costi sulla bolletta, il prezzo dell'energia elettrica tradizionale sarebbe molto più alto e l'energia da fonte rinnovabile sarebbe già pienamente conveniente.
Fino al 2008, il costo di installazione di un impianto fotovoltaico da 2 KWp, per coprire il fabbisogno di energia elettrica di una famiglia media italiana, era circa 14000 euro; nel 2009, i prezzi sono scesi a 9000 euro; nel 2010, sono già previsti 7500 euro. In proporzione i grandi impianti da oltre 300 KWp costano già 6000 euro ogni 2 KWp. A questi prezzi il costo dell'energia elettrica solare è solo 2,5 volte più cara rispetto a quella che compriamo dalla rete elettrica.

Domanda posta da AnnalisaPorta del gruppo II A - ITIs 'Giulio Cesare Faccio' - Vercelli
Risposta di:

Inquinamento: in generale (25)

è possibile rilasciare scorie nello spazio?Questo risolverebbe il problema dell'inquinamento nucleare?

Caro Luca,
che sia possibile rilasciare scorie nello spazio lo dimostra il fatto che, da quando l’uomo ha conquistato anche questa “zona di nessuno”, lì viaggiano satelliti non più utilizzabili, pezzi di navette e così via. Potremmo dire che oltre ad inquinare la Terra non c’è nessuno scrupolo ad inquinare anche lo spazio, considerato dall’uomo appunto zona di nessuno. Personalmente non mi sembra un atteggiamento responsabile e, a mio avviso, sarebbe ancora più grave se pensassimo di disperdere nello spazio le scorie radioattive. A parte questo problema, che potremmo definire morale, ci sono poi anche problemi concreti legati alla spesa e alla pericolosità. Per quanto riguarda quest’ultimo aspetto prova a pensare cosa succederebbe se in fase di lancio succedesse un incidente (che non è mai da escludere come la storia della conquista dello spazio ci insegna). Che questa strada non sia percorribile è inoltre dimostrato dal fatto che gli Stati Uniti, potenza mondiale anche in campo spaziale, non ha mai pensato a questa soluzione. In effetti di soluzioni non ce ne sono (il deposito di Yucca Mountain, costato agli americani oltre 60 miliardi di dollari, resterà vuoto perché non dà le necessarie garanzie di sicurezza) e ad oggi non si è trovato nulla di meglio che stoccare le scorie nei piazzali antistanti le centrali nucleari.
Cari saluti
Margherita Venturi

Caro Luca,
ho scritto quasi in contemporanea alla collega le mie considerazioni, che quindi ricopio anche se sono molto simili a quelle della collega.
Quello dello smaltimento delle scorie nucleari nello spazio può sembrare un’idea interessante, perché rimuove in modo permanente le scorie nucleari dall'ambiente in cui viviamo. C’è chi appare entusiasta di questa idea (per esempio qui: http://www.thespacereview.com/article/437/1). Tuttavia questa tecnica, se utilizzasse i vettori tradizionali, cioè i razzi tipo l’Ariane europeo, ha notevoli svantaggi, tra i quali uno dei più rilevanti è la possibilità di un guasto del veicolo di lancio (tipo l’incidente al Challanger) che ovviamente avrebbe come conseguenza la ricaduta di tutto il materiale radioattivo nell’atmosfera terrestre e quindi a Terra. Inoltre, sarebbero necessari un numero molto elevato di lanci, poiché un singolo razzo non è in grado di portare molto materiale nello spazio. Il lancio di un vettore nello spazio ha dei costi non indifferenti, anche se difficilmente quantificabili (si veda ad esempio questa discussione http://www.thespacereview.com/article/233/1). La tecnologia proposta nel sito sopraccitato, ad esempio, prevede l’impiego di una tecnologia laser ad alta potenza che eviterebbe il pericolo dell’esplosione e ridurrebbe i costi, ma non so quanto sia realizzabile in tempi brevi.
Inoltre, non dimentichiamo che il viaggio di materiale potenzialmente molto pericoloso nello spazio dovrebbe essere regolamentato da accordi internazionali, il dibattito sui quali dovrebbe ancora essere iniziato.
Un’altra possibilità (si veda qui http://sheff.caeds.eng.uml.edu/hazwaste/space.htm) consiste nell’inserire le scorie in forma vetrificata all'interno di un involucro sferico di acciaio molto spesso, a sua volta rivestito con piastrelle termiche, in modo da assicurare un rientro “indolore” delle scorie a terra in caso di fallimento del lancio. Naturalmente, dovrebbero essere valutati i requisiti minimi di resistenza della sfera contenente le scorie sia ad una possibile esplosione del vettore, sia all’impatto a terra.
Resta tuttavia quello che, a mio avviso, dovrebbe essere sentito come un problema filosofico di fondo. Quale diritto ha l’essere umano di inquinare lo spazio? Il problema dello smaltimento delle scorie radioattive fa parte di un discorso generale di smaltimento dei rifiuti prodotti dall’uomo. Il vero problema è che l’umanità produce troppi rifiuti, perché vive in un’epoca in cui il consumismo, la filosofia dell’usa e getta, fanno parte ormai dell’insegnamento che, indirettamente, ogni bambino riceve ogni giorno. La stessa pubblicità televisiva, ed in parte anche gli insegnamenti educativi, raramente insegnano alle persone che la Terra, le sue risorse di qualunque tipo ed il suo ecosistema sono in primo luogo finiti (nel senso di non infiniti) ed in secondo luogo hanno un equilibrio delicato. Preservare le risorse avrebbe come ricaduta secondaria anche quella di limitare i rifiuti, oltre che quella di far durare più a lungo le risorse stesse. Per me, l’idea di buttare i rifiuti nello spazio, radioattivi o no, sarebbe equivalente all’idea di un certo signore di buttare i suoi rifiuti nel giardino del suo vicino di casa. A te piacerebbe che il tuo vicino di casa buttasse i suoi rifiuti nel tuo giardino?
Cordiali saluti
Claudio Cassardo

Domanda posta da LUCAACTISGROSSO del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Giordano Bruno' - Torino
Risposta di:

ClaudioCassardoDal 2000 è Professore Associato presso la Facoltà di Scienze dell’Università di Torino. È stato ricercatore presso l'Università del Piemonte Orientale dal 1993 al 2000. Insegna i...Continua...

MargheritaVenturiDal 1 marzo 2005 è professore ordinario della Facoltà di Scienze M.F.N. dell’Università di Bologna. Dal novembre 2004 è rappresentante per la Chimica nel Consiglio Direttivo della Societ...Continua...

Perchè in Italia non c'è una diffusione del metano come in Francia?In particolare perchè da noi ci sono tanti ostacoli che limitano l'utilizzo domestico del CH4 per uso carburante ?Perchè in Francia ci sono riusciti e in Italia no?Hanno avuto degli incentivi?

Caro Andrei,
mi cogli sinceramente un po' impreparato sull'argomento. Immagino che tu ti riferisca al metano per autotrazione, non a quello domestico.
Per quanto riguarda le auto a metano, in realtà la italiana FIAT è una delle case che ha investito prima di molte altre sulle auto a metano, tanto è vero che al momento offre un bel panorama di scelta (vedi ad es. questo sito, un po' autopubblicitario: http://www.autoambiente.com/content/view/248/116/).
Sapevo in effetti che anche da noi esiste un kit sperimentale per fare il pieno di metano in macchina da casa propria, ma sinceramente non ne avevo mai analizzato i particolari.
Si tratterebbe di un compressore da installarsi a casa. Ti ho trovato qualche riferimento su questi siti: http://www.allaguida.it/articolo/il-pieno-di-metano-io-me-lo-faccio-a-ca... ; http://www.allaguida.it/articolo/metano-cosi-potremo-fare-il-pieno-a-cas... ; http://www.omniauto.it/forum/index.php?showtopic=12754; ce ne sono comunque molti altri: il loro numero aumenta man mano che arriviamo vicini ad oggi, per cui questo confermerebbe che si tratta di una tecnologia emergente.
Sinceramente non sono in grado di darti una risposta sulle differenze tra Francia (e, mi pare, anche Germania o Austria) ed Italia, né di dirti se i governi di tali Paesi hanno stabilito degli incentivi.
Probabilmente, sì, visto che, da quanto ho letto, pare che la tecnologia sia ancora in fase di sviluppo. Infatti, il costo degli impianti necessari per farsi il pieno di metano a casa è ancora abbastanza proibitivo (mi pare circa 4000 euro) e comunque richieda tempi di rifornimento molto lunghi (sui vari siti ho trovato indicazioni diverse, tra 4 e 9 ore). Se ne parlava già nel 2007, per cui immagino che il vero motivo per cui questa cosa si diffonde lentamente sia il suo costo, non proprio esiguo.
Cordiali saluti
Claudio Cassardo

Caro Andrej,
per quanto ne so la situazione mi sembra esattamente opposta a quella che tu prospetti. In Italia il metano viene usato moltissimo per il riscaldamento e come carburante per il trasporto, molto di più rispetto alla Francia che invece ha privilegiato l'energia elettrica (da petrolio e dal nucleare). Per quanto riguarda l'uso del metano l'Italia è addirittura all'avanguardia in Europa e forse nel mondo, superata solo da qualche paese asiatico.
Cari saluti
Margherita Venturi

Domanda posta da AndreiNedelcu del gruppo IV B - IIS "J.C.Maxwell" - Nichelino
Risposta di:

Perchè in Italia le merci viaggiano quasi esclusivamente su gomma anche se è meno conveniente del trasporto su rotaia ?Secondo voi si potrebbe far pressione a livello politico perchè si cambi prospettiva soprattutto nella Pianura Padana?

Caro Andrei,
bella domanda! In effetti, me lo chiedo anche io. Anche perché, a livello europeo, si tende proprio ad investire sul trasporto su rotaia. Per risponderti a tono occorrerebbe essere esperti del settore ed analisti politici nello stesso tempo. Tento quindi di darti una risposta ragionevole sulla base di quanto ne so. Altri esperti potranno poi intervenire per aggiungere concetti o rettificare le mie affermazioni.
Come puoi vedere anche da questo articolo (http://www.b2b24.ilsole24ore.com/articoli/0,1254,24_ART_105720,00.html) apparso sul Sole 24 ore, l'Unione Europea ha deciso sin dal 1994 di potenziare il sistema di trasporto ferroviario e marittimo per migliorare l'interconnessione tra gli stati membri. In particolare, gli assi ferroviari merci che interessano l'Italia sono catalogati col numero dei progetti: asse 6 (Lione-Ucraina), asse 24 (Genova-Rotterdam) ed asse 1 (Berlino-Palermo). I primi due coinvolgono anche Torino. In Italia, tuttavia, al momento soltanto il 9% circa dei prodotti è caricato sui treni: si tratta di una delle percentuali più basse di tutta Europa (in Germania, è del 21%, e la media europea è del 17%). Tali cifre sono anche reperibili su questo editoriale (http://www.repubblica.it/2009/10/sezioni/ambiente/treni-merci/treni-merc...) di Repubblica.
Secondo uno studio di un docente del Politecnico di Torino, riportato qui (http://www.trasporti-italia.com/autotrasporto/traffico-merci-la-gomma-co...), che si poneva l’obiettivo di individuare la modalità di trasporto più conveniente per il trasporto delle merci attraverso i valichi dell’Italia Settentrionale, il grosso problema del trasporto su rotaia su tragitti brevi (<1000 km) è la non competitività rispetto al trasporto su gomma. Tale non competitività deriva dal fatto che, essendo nullo l'aiuto governativo, tutti i costi verrebbero a ricadere sulle imprese. Per distanze superiori a 1000 km, invece, il treno sarebbe l'opzione più conveniente.
La politica italiana in relazione al trasporto su rotaia è di totale disinteresse, anzi di smobilitazione: come evidenziato qui http://www.pianeta.it/trasporti/treno/treni-merci-in-italia-stanno-scomp... c’è una mancanza di volontà politica nel sostegno al trasporto su rotaia. Difatti, la gestione del servizio merci è stata demandata completamente alle Ferrovie dello Stato, che però non investe sul servizio merci perché non è redditizio. Questo è il solito problema correlato alla privatizzazione: un ente privato privilegia soltanto ciò che è redditizio a discapito di quanto ha costi alti, per cui ,a meno di non porre dei paletti rigidi su quali servizi debbano essere assicurati dai privati in ogni caso, si assisterà sempre alla dismissione dei servizi meno convenienti, in qualunque settore.
Del resto, che le ferrovie non intendano investire sul trasporto merci su rotaia, è noto da tempo: come riportato anche qui http://www.economiasicilia.com/2010/01/12/le-fs-tagliano-il-trasporto-me..., pur se in relazione alla realtà siciliana, la volontà aziendale di Trenitalia pare quella di rinunciare a fare trasporto merci su rotaia a tutto vantaggio del gommato, specialmente nel sud Italia. Anche la notizia relativa ai test per TIR lunghissimi (http://www.autoblog.it/post/22615/trasporto-su-gomma-si-sperimentano-i-t...) si inquadra benissimo in questa volontà.
Da questo panorama si distacca un po' la questione TAV (Treno ad Alta Velocità) sull'asse Lione-Trieste, che tante polemiche ha sollevato, progetto sostenuto dalle ferrovie ed osteggiato dalle comunità locali. Tale progetto, in corso di progettazione ha cambiato denominazione ed obbiettivo diventando TAC (Treno ad Alta Capacità), ossia indirizzato verso il traffico merci. Non voglio qui entrare nel merito TAV/noTAV, anche perché non basterebbero un centinaio di pagine, ma mi limito a far rilevare che al momento esiste un altro tunnel, il Frejus, che collega Italia e Francia e che il traffico merci su tale direttrice è sì attivo, ma che il trasporto su rotaia utilizza un'esigua percentuale della sua potenzialità, pari al 37% (e quindi non si capisce la necessità di un'altra linea tra gli stessi Paesi in aseenza di volontà politiche ad incentivare il trasporto su rotaia). Per approfondimenti, si veda il sito di ASPO Italia in generale (http://aspoitalia.blogspot.com/2009/11/utilitav.html) e Lega Ambiente Valsusa (http://209.85.135.132/search?q=cache:ydF-w3500B4J:www.valdellatorre.it/a...).
Infine, un ulteriore aspetto di cui tener conto è anche il numero di operatori del settore del trasporto su strada, enormemente alto in Italia, che ovviamente si oppone energicamente a progetti di riduzioni. Il peso di questo settore è diventato evidente in occasione delle proteste di qualche tempo fa collegate alla richiesta di sgravi sul prezzo del gasolio da autotrazione (http://archiviostorico.corriere.it/2000/ottobre/04/padroncini_bloccano_E...). Si può quindi intuire come l'adozione di politiche per l'incentivazione del trasporto su rotaia non incontrerebbe il favore del soprammenzionato settore.
In conclusione, personalmente sono dell'idea che sarebbe ottimo esercitare una pressione politica affiché lo stato promuova il trasporto su rotaia disincentivando quello su gomma, anche se non so quanto tali pressioni potrebbero sortire effetto.
Cordiali saluti
Claudio Cassardo

Caro Andrej,
penso che non ci sia nulla da aggiungere alla risposta che ha già dato il collega Cassardo. Personalmente credo che politicamente non ci sia la volontà di privilegiare il trasporto su rotaia; quello che si sta facendo lo dimostra: creare trasporti veloci per passeggeri (ricchi!) e non tenere in nessun conto le necessità dei pendolari (poveri!) che usano il treno quotidianamente. Scusa lo sfogo, ma sono una pendolare.
Cari saluti
Margherita Venturi

Domanda posta da AndreiNedelcu del gruppo IV B - IIS "J.C.Maxwell" - Nichelino
Risposta di:

molte biomasse vengono utilizzate trasformandole con la gassifcazione in biogas. Non sarebbe più semplice utilizzare le biomasse stesse?

Caro Fabrizio,
il termine biomassa è stato introdotto per indicare tutti quei materiali di origine organica (legno, residui vegetali, sterco essiccato, rifiuti e altro materiale naturale vegetale) che non hanno subito alcun processo di fossilizzazione e sono utilizzati per la produzione di energia attraverso opportuni impianti detti appunto a biomassa. Il loro utilizzo per produrre energia termica è antichissimo (basta pensare alla combustione del legno), ma oggi desta maggior interesse la possibilità di ottenere da questi materiali (in particolare, oli da colza e girasole, mais, canna e barbabietola da zucchero) biocombustibili e biogas che potrebbero in parte sostituire i combustibili fossili per alimentare l’autotrazione e, anche, per ottenere energia elettrica. La trasformazione dei materiali organici in energia elettrica avviene in impianti di medie o grosse dimensioni che producono limitate emissioni di diossido di carbonio e quindi nel rispetto degli impegni del Protocollo di Kyoto. Il diossido di carbonio emesso nella produzione di energia da biomasse, infatti, non dà un vero e proprio incremento alla quantità di questo gas presente nell’ambiente, perché è la medesima che le piante hanno prima assorbito per svilupparsi e che alla loro morte tornerebbe nell’atmosfera attraverso i normali processi degradativi delle sostanze organiche. L’utilizzo delle biomasse non fa altro che accelerare il ritorno del diossido di carbonio in atmosfera rendendolo nuovamente disponibile per le piante: sostanzialmente queste emissioni rientrano nel normale ciclo del carbonio.
E’ ovvio, però, che anche nel caso dei biocombustibili e dei biogas ci sono molti pro e contro da considerare. Se uno dei pro riguarda le limitate emissioni di diossido di carbonio, i contro devono considerare: a) per produrli è necessario compiere più di dieci processi (preparare e distribuire fertilizzanti, arare, raccogliere, trasportare, etc.) che richiedono un elevato consumo di energia, normalmente ottenuta da combustibili fossili (con conseguente incremento delle emissioni di diossido di carbonio con quel che ne segue); b) sono necessarie grandi estensioni di terreno ed enormi quantità d’acqua; c) la coltivazione estensiva a scopi energetici può portare alla distruzione di ecosistemi preziosi per l’equilibrio della biosfera (foreste pluviali); d) dato il drammatico problema della fame nel mondo è moralmente discutibile coltivare prodotti alimentari per “sfamare” mezzi meccanici di esseri umani che sono già sazi e ricchi.
Un caro saluto
Margherita Venturi

Caro Fabrizio,
in aggiunta a quanto ha già detto la collega, giusto per rispondere direttamente alla tua domanda, ti dico innanzitutto che, con il termine biogas, si intende una miscela di vari tipi di gas (per la maggior parte metano, dal 50 al 80%, poi anche anidride carbonica ed idrogeno). Questi gas sono prodotti dalla fermentazione batterica, in assenza di ossigeno, dei residui organici provenienti da rifiuti di vario tipo (vegetali e animali in decomposizione, liquami o fanghi, scarti industriali). Il biogas si forma spontaneamente in natura, in presenza degli elementi sopra riportati, soprattutto nelle discariche di rifiuti urbani. Ovviamente, dal momento che si vuole evitare un'eccessiva diffusione nell'ambiente di tali gas, occorre processare i rifiuti. Alcuni dei prodotti, come il metano, sono utili per essere utilizzati come combustibili da autotrazione. Quindi sono perfettamente d'accordo con la collega quando dice che incrementare le coltivazioni per produrre energia in questo modo può essere controproducente. Tuttavia, siccome comunque le discariche ci sono e producono biogas, quello che viene fatto è di tentare di catturarlo per poterlo utilizzare evitando che sidisperda nell'ambiente (il metano è un potente gas serra). Ovviamente, tutto ha un costo sia economico sia ambientale: la costruzione, il funzionamento ed il mantenimento di un impianto per l'estrazione e lo stoccaggio dei biogas mediante processamento dei rifiuti necessita di una buona quantità di energia (fossile), senza contare il petrolio necessario al trasporto dei rifiuti prima e dopo il processamento. A livello di produzione, una discarica di circa 1.000.000 metri cubi di rifiuti può produrre quasi 5,5 milioni di metri cubi di biogas all'anno. Alla base di questi impianti, naturalmente, deve esserci la raccolta differenziata dei rifiuti, perché ogni rifiuto fermenta in un certo modo.
Cordiali saluti
Claudio Cassardo

Domanda posta da FabrizioArnaud del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Des Ambrois' - Oulx
Risposta di:

Solitamente quando si chiede quali sono le soluzioni per combattere l'inquinamento atmosferico la maggiorparte delle volte ti senti rispondere che la soluzione è la riduzione della produzione e del consumo di energia elettrica, la produzione di mezzi di locomozione, pubblici e privati elettrici o a idrogeno ma non a motore a scoppio che necessitano di benzina, gasolio, miscela e altri tipi di combustibile che rilasciano anidride carbonica, solforosa, e altre sostanze in quantità eneormi, ma prima o poi bisognerà anche smaltire queste produzioni,nn rilasceranno sostanze inquinanti, ma le batterie per i mezzi elettrici,una volta utilizzate non inquinano?? L'idrogeno non inquina??

Caro Alessandro,
cominciamo a partire da un punto fermo. Tutto inquina, non esiste una tecnologia che non produca inquinamento. Questo, se vogliamo, e' una diretta conseguenza del II principio della termodinamica (in parole semplici, non si puo' produrre lavoro senza dissipare calore, e dissipando calore si inquina). Un altro punto fermo e' questo: immaginando pure di usare le stesse tecnologie e lo stesso quantitativo di energia pro capite, per il fatto stesso che la popolazione umana e' in continuo aumento, anche l'inquinamento sara' in continuo aumento.
Se ne deduce che l'unica cosa possibile da fare e' quella di tentare di limitare la produzione di inquinamento (termine in cui, in qualche modo, entrano anche i rifiuti). E' proprio per questo motivo che io dico sempre che il primo modo per fare questo e' il risparmio energetico, cioe' limitare gli sprechi. Solo dopo questo, possiamo pensare a fonti energetiche alternative.
Sul fatto che alcune fonti energetiche cosiddette alternative inquinino, ti do' ragione: in effetti, non sempre una fonte energetica alternativa e' di per se' meno inquinante di quelle fossili. Quello che andrebbe fatto, e che purtroppo pero' raramente si fa, e' un conto complessivo dell'inquinamento e delle risorse necessarie per la produzione di un tot di energia, che poi andra' paragonato con le varie fonti per valutarne costi ed inquinamento.
Faccio un esempio. I biocarburanti. Tralasciamo il discorso che, allo stato attuale, la superficie necessaria da coltivare per produrre il materiale necessario a produrre biocarburanti in modo da sostituire completamente il petrolio e' insufficiente. Pensiamo a questo. Il terreno deve essere arato, seminato, trattato con i pesticidi, irrigato, poi i frutti devono essere raccolti. Lo si fa con i trattori che consumano petrolio. I residui si bruciano, producendo gas serra. I frutti vanno trattati in appositi impianti: va considerata l'energia per il trattamento, ma anche tutto il necessario per la costruzione delle macchine e degli impianti. Poi c'e' la distribuzione, ecc. Per valutare l'inquinamento, si deve tenere conto di OGNUNO di questi fattori. Il discorso finale e': quanto CO2 ho immesso per produrre una tonnellata di biocombustibile nell'intero processo? quanto petrolio, o biocombustibile, ho utilizzato? (se ne ho utilizzato piu' di una tonnellata, il processo non e' conveniente). E cosi' via. Un discorso simile andrebbe fatto per ogni tipo di produzione, incluso il petrolio.
In alcuni casi, i costi dello smaltimento sono molto rilevanti. Vedi il caso delle scorie nucleari, per le quali non esiste ancora una soluzione (e quindi il costo non e' quantificabile), tenendo conto che, oltre ai costi delle scorie, debbono essere considerati anche i costi di costruzione e distruzione delle centrali stesse. O dei pannelli solari, che comunque debbono essere smaltiti al termine del loro periodo di funzionamento. O di ogni tipo di tecnologia cosiddetta alternativa.
L'idrogeno, di per se', non inquina, perche' una volta combusto produce acqua, e normalmente viene prodotto scindendo la molecola di acqua. Ma per produrlo serve energia, quindi il costo e' a monte. E poi deve essere distribuito, come la benzina o come il gas. E le infrastrutture dovranno essere necessariamente piu' robuste e costose perche' l'idrogeno e' altamente infiammabile. Tutto questo ha ovviamente un costo.
A conclusione di questo discorso, aggiungo che, tra i costi, andrebbe inserito anche il costo dei danni prodotti dall'inquinamento (iniziando dai piu' elevati: morti, malattie, danni sul patrimonio artistico, ...).
So di non essere stato conclusivo, anche perche' forse e' impossibile esserlo, ma almeno spero di averti dato degli spunti su cui riflettere, tenendo conto comunque che vale quanto ho detto all'inizio della risposta: non esiste tecnologia che non inquini.
Cordiali saluti
Claudio Cassardo

Caro Alessandro,
mi rifaccio all’ultima frase del collega Cassardo, aggiungendo una visione ancora più pessimistica: l’inquinamento è nato con la comparsa dell’uomo sulla Terra. Ovviamente la sua impronta ecologica (il segno, sarebbe meglio dire la ferita,che lascia al suo passare sul pianeta) è tanto più pesante quanto più il suo stile di vita è tecnologicamente avanzato. Con questo non voglio dire che dovremmo tornare all’età della pietra “per camminare più leggeri sul nostro pianeta”, ma semplicemente che dovremmo adottare un comportamento più responsabile: come dice Cassardo, il risparmio energetico, o in generale la riduzione di ogni tipo di spreco, sarebbe già un bel risultato.
Voglio aggiungere qualcosa a riguardo dell’idrogeno che secondo i mezzi d’informazione viene identificato come la risoluzione di tutti i mali. E’ vero che ‘idrogeno quando brucia, cioè reagisce con l’ossigeno, non dà né CO2, né polveri, ma solo acqua e, in questo senso, è un combustibile (o meglio un vettore energetico) pulito. Bisogna, però, considerare che l’idrogeno molecolare (H2), quello che serve, non esiste sulla Terra per cui va prodotto in qualche modo; allora è anche vero che l’idrogeno diventa “pulito” o “sporco” a seconda dell’energia usata per produrlo.
Utilizzare idrogeno ottenuto da processi che si basano sull’utilizzo dei combustibili fossili non offre alcun vantaggio rispetto all’uso diretto di questi combustibili, almeno per quanto riguarda l’impatto ambientale; se poi si considera l’aspetto economico è addirittura non conveniente, perché ogni trasformazione da una forma di energia all’altra comporta inevitabilmente perdite (II Principio della Termodinamica).
La prospettiva cambia completamente se si trova un modo economico per produrre idrogeno dall’acqua usando una fonte energetica non costosa e non inquinante: L’energia solare ha proprio queste caratteristiche e allora gli scienziati stanno esplorando la possibilità di ottenere una fotosintesi artificiale, più efficiente e più semplice della fotosintesi naturale, per produrre combustibili utilizzando l'energia solare. L’idea è in pratica quella di sfruttare il meccanismo della fotosintesi naturale per ottenere a spese dell’energia solare la scissione dell’acqua in idrogeno e ossigeno:

H2O ----------------------> H2 + 1/2O2

Questo processo permetterebbe di creare un ciclo chiuso per la produzione di energia: si parte da acqua, molecola inerte a basso contenuto energetico (e per questo abbondantissima sulla Terra), si “inietta” in essa energia sotto forma di luce solare, ottenendo così la separazione dei due componenti, idrogeno (combustibile) e ossigeno (comburente); questi, quando serve, vengono ricombinati restituendo l’energia immagazzinata e riformando acqua. Il processo non produce inquinamento chimico, ma è semplicemente un ciclo di trasformazione energetica.
La chiave di volta consiste nel sintetizzare molecole aventi proprietà specifiche, da certi punti di vista simili a quelle della clorofilla naturale, e poi di assemblare queste molecole in sistemi supramolecolari capaci di compiere le funzioni necessarie: assorbimento della luce solare, trasferimento dell’energia assorbita in siti opportuni del sistema, separazione di carica, generazione di idrogeno e ossigeno. Il lavoro degli scienziati in questo campo si può schematicamente paragonare a quello di un bambino che deve costruire una casa con una scatola di LEGO. Ormai si conoscono le caratteristiche che devono avere i singoli pezzi e come questi pezzi debbono essere assemblati, ma i pezzi a disposizione sono ancora pochi, molto costosi e non sempre si incastrano nel modo voluto; c’è quindi ancora molto lavoro da fare.
Alcuni obiettivi parziali sono stati recentemente raggiunti: ad esempio, si possono costruire grandi molecole, chiamate dendrimeri per la loro forma ramificata, capaci di raccogliere l’energia luminosa e di incanalarla nella direzione voluta; altre ricerche avanzate riguardano centri di reazione fotosintetici, capaci di effettuare la separazione di carica indotta dalla luce. Ci sono tuttavia problemi non ancora risolti come, ad esempio, quello di trovare catalizzatori capaci di effettuare con buona efficienza i processi multielettronici che sono coinvolti nella generazione di idrogeno e ossigeno.
Un caro saluto
Margherita Venturi

Domanda posta da ALESSANDROCAGNASSO del gruppo III D - IIS 'Bernardo Vittone' - Chieri
Risposta di:

Le scorie radioattive e l'eternit come possono essere eliminati senza causare danni alla salute?

Caro Giuseppe,
partirei dall'Eternit che dal punto di vista chimico è amianto. L'Eternit è stato messo fuori legge e pertanto deve essere smaltellato ed eliminato. La procedura che si segue è quella di raccoglierlo in discariche certificate per le quali, una volta esaurite, deve essere previsto il ricoprimento finale con un primo strato di materiale inerte ed uno successivo di terreno coltivo per un’eventuale attecchimento di essenze arboree. In tal modo l’opera viene compiuta con il recupero a verde dell’area che, però, non potrà più essere oggetto di escavazione.
Il problema delle discariche non controllate ed abusive è ovviamente sempre in agguato e, in questo caso specifico, può essere molto pericoloso perchè l'amianto tende a polverizzarsi immettendo nell'aria polveri molto sottili (e qui vengo alla tua seconda domanda) che se respirate creano notevoli danni e fanno insorgere patologie anche molto gravi. Ricordo che l'asbestosi (malattia polmonare cronica) è stata la prima malattia professionale amianto-correlata riconosciuta dall'INAIL; dal 1994 sono state aggiunti anche il mesotelioma (pleurico, pericardico e peritoneale) ed il carcinoma polmonare fra le patologie correlate alla manipolazione dell'amianto.
Per quanto riguarda le scorie radioattive (prevalentemente dovute alle centrali nucleari) il problema è molto più delicato e al momento direi senza soluzione. Le scorie vengonovetrificate e stoccate in opportuni contenitori che ne schermano la radioattività (consistente anche nel materiale fissile esausto). I contenitori, a loro volta, dovrebbero essere raccolti nei piazzali antistanti le centrali. Si sta ancora cercando un posto dove metterli. Tanto per fare un esempio gli Stati Uniti avevano individuato a Yucca Mountain un probabile sito per raccogliere questa scomoda eredità delle centrali nucleari, per la costruzione del quale si sono spesi più di 60 miliardi di dollari. Non un solo grammo di rifiuti nucleari vi è stato però ancora depositato e probabilmente non lo sarà mai perché i lavori sono stati interrotti: anche questo sito infatti non offre le garanzie adeguate di sicurezza.
La messa in sicurezza dei rifiuti della complessa filiera del nucleare civile presenta lati molto oscuri ed inquietanti della storia degli ultimi 50 anni. L'utilizzo dei mari come discariche di scorie nucleari è andato avanti per decenni e si teme che sia ancora praticato, sebbene bandito ufficialmente a livello internazionale. Non dobbiamo poi sottovalutare il problema del traffico di materiale nucleare favorito dal vuoto di potere che ha caratterizzato per anni le repubbliche ex-sovietiche.
Cari saluti
Margherita Venturi

Caro Giuseppe,
anche in questo caso la collega che mi ha preceduto ha gia' detto quasi tutto. Posso solo aggiungere, in merito al problema delle scorie radioattive, che uno dei problemi piu' critici che non hanno permesso di trovare ancora oggi un sito permanente di stoccaggio delle scorie vetrificate e' il fatto che l'emivita (o tempo di dimezzamento) di alcuni composti e' estremamente lunga, dell'ordine delle centinaia di migliaia di anni. Tempi cosi' lunghi richiedono di trovare dei siti nei quali possa essere garantita la sicurezza su tempi scala dell'ordine di quelli geologici. Sicurezza significa che non debbono verificarsi terremoti, eruzioni vulcaniche, infiltrazioni di qualunque natura, e cosi' via, per tempi almeno pari all'emivita (in realta', molto piu' lunghi, perche' emivita significa il tempo in cui la concentrazione si riduce a meta', e per non dare problemi di sicurezza, la concentrazione di ogni composto deve ridursi a ben piu' della meta').
Il sito di Yucca Mountain (una montagna di tufo alta 1.500 metri in Nevada) era stato identificato oltre 20 anni fa come idoneo ad accogliere le scorie considerando tempi scala molto piu' brevi (intorno a 10000 anni) rispetto all'emivita dei composti nucleari. Studi piu' recenti hanno tuttavia identificato problemi di sicurezza su periodi piu' lunghi, cosicche' il progetto, dopo continui rinvii dell'apertura del sito (originariamente si pensava di riporre le prime scorie a partire dal 1998) e congrue spese, e' stato definitivamente abbandonato nel marzo del 2008.
Il problema dello smaltimento delle scorie radioative e' una delle grandi incognite relative ad un maggiore sviluppo dell'energia nucleare nel mondo.
Cordiali saluti
Claudio Cassardo

Domanda posta da GIUSEPPETALARICO del gruppo IV I - ITIs 'G.C.Faccio' Vercelli
Risposta di:

Quali sono le principali cause del surriscaldamento globale e del buco dell'ozono?

Caro Giuseppe,
per capire le cause dell’effetto serra, sarebbe meglio dire dell’aumento dell’effetto serra, occorre prima di tutto spendere due parole su come di origina questo effetto e chi ne è responsabile.
Certi gas presenti nell’atmosfera terrestre come il vapor acqueo, il metano e il diossido di carbonio (comunemente noto come anidride carbonica) assorbono parte dell’energia che dalla superficie della terra ritorna verso l’atmosfera, si riscaldano e rimandano radiazioni infrarosse (cioè calore) verso la terra stessa. In pratica questi gas svolgono la funzione analoga a quella di una serra e per questo vengono detti gas serra: permettono alla luce solare di entrare, ma impediscono che il calore che ne risulta esca nello spazio circostante. Se non ci fossero questi gas serra la temperatura della superficie del globo sarebbe di circa 30 °C più bassa rispetto a quella di cui godiamo attualmente. Quindi i gas serra naturali hanno un effetto molto positivo sul clima.
Se, però, la quantità di uno dei gas serra aumenta in maniera consistente e rapida si ha un aumento di questo fenomeno che può diventare da benefico dannoso. Ciò in pratica è quello che si è verificato da quando l’umanità ha cominciato ad usare intensamente i combustibili fossili (carbone, metano e petrolio); i combustibili fossili, infatti, reagendo con l’ossigeno (bruciando) oltre a calore e acqua, producono anche anidride carbonica (uno dei gas serra) in quantità pari a tre volte il loro peso. In seguito all’uso dei combustibili fossili per ottenere l’energia nelle sue varie forme che serve per sostenere la nostra società, dall’inizio della rivoluzione industriale ad oggi la concentrazione dell’anidride carbonica nell’atmosfera è aumentata da 275 a circa 400 ppm (parti per milione) e si prevede che, se non saranno presi seri provvedimenti, essa supererà 550 ppm alla fine del XXI secolo.
Le conseguenze dell’aumento della concentrazione di anidride carbonica nell’atmosfera, che qualcuno ha definito “un pericoloso esperimento fuori controllo”, potrebbero essere disastrose. Si prevede che un raddoppio della concentrazione di questo gas causerebbe un aumento globale della temperatura di circa 3 °C, accompagnato da un aumento del livello dei mari e da una maggior frequenza di eventi meteorologici estremi, quali ondate di calore, precipitazioni intense, cicloni e tornado.
Vengo ora alla tua seconda domanda e cioè alle cause che hanno determinato il buco dell’ozono, prendendola un po’ da lontano.
La refrigerazione dei cibi è un'operazione indispensabile per nutrire l'umanità e l'aria condizionata è una necessità in situazioni particolari ed in certe regioni della Terra. Le apparecchiature usate per ottenere refrigerazione e aria condizionata contengono un gas che deve essere compresso e liquefatto. L'aspetto chimico del problema riguarda il tipo di gas che deve essere usato, considerando anche il fatto che l'apparecchiatura che lo contiene può avere perdite, può rompersi e che, in ogni caso, ha una durata limitata. Un tempo nei frigoriferi si usava ammoniaca (NH3) o diossido di zolfo (SO2), due gas dannosi se respirati in grandi quantità. Pertanto i chimici cercarono di inventare nuove sostanze che potessero avere le caratteristiche fisiche richieste e che non mostrassero alcun effetto dannoso dal punto di vista biologico. Dopo una lunga ricerca, si giunse ai clorofluorocarburi, indicati dalla sigla CFC, il più noto dei quali è il Freon-12 (CF2Cl2). Essendo completamente innocui dal punto di vista biologico, i CFC vennero usati estesamente anche nelle bombolette spray per vernici, creme da barba, lacche per capelli, ecc.
Parallelamente alla crescita nell'uso dei CFC, ma senza alcuna relazione con esso, ricerche di carattere fondamentale nel campo della Chimica hanno mostrato che gli atomi di cloro sono catalizzatori molto efficienti per la decomposizione delle molecole di ozono nella parte superiore dell'atmosfera. In questa decomposizione, una molecola di ozono (O3) e un atomo di ossigeno (O) vengono convertiti in due molecole di ossigeno (O2):

Cl + O3 → ClO + O2

ClO + O → Cl + O2

Poiché l'atomo di cloro viene rigenerato dal processo, pochi atomi di cloro sono in grado di distruggere anche 1000 molecole di ozono (il processo ha termine quando due atomi di cloro si combinano per dare la molecola Cl2). Queste reazioni non solo distruggono l'ozono, ma impediscono anche che esso si formi. Infatti gli atomi di ossigeno, generati dalla scissione della molecola O2 ad opera dei raggi ultravioletti del Sole, che normalmente si addizionerebbero a molecole di O2 per dare molecole di O3, sono catturati dalle molecole di ClO. L'ozono, che a livello della superficie terrestre è nocivo per le persone e dannoso per i materiali, svolge un'azione molto positiva quando è nell'alta atmosfera, in quanto assorbe le radiazioni ultraviolette a più alta energia che sono pericolose per tutte le forme di vita, uomo compreso.
Ci si può chiedere che relazione ci sia fra l'ozono dell'alta atmosfera e i CFC usati nei frigoriferi, nei condizionatori e nelle bombolette spray. Ebbene, succede che quando i CFC gassosi giungono nell'alta atmosfera, sono distrutti dai raggi ultravioletti del Sole con formazione di atomi di cloro che, come descritto sopra, distruggono a loro volta lo scudo di ozono che ci protegge dalle radiazioni solari (da cui il termine "buco dell'ozono"). Questa scoperta ha portato a bandire l'uso dei CFC in molti paesi e ha indirizzato le ricerche e la sperimentazione verso nuovi tipi di gas.
La vicenda del "buco dell'ozono" ci insegna molte cose. Ci fa capire, prima di tutto, che le sostanze chimiche, a differenza degli uomini, vanno considerate colpevoli finché la loro innocenza non è provata e, ancora, che i chimici intervengono per risolvere i problemi a mano a mano che si presentano. Hanno inventato i CFC per sostituire gas velenosi, ma, quando nuove conoscenze hanno mostrato che l'uso dei CFC provoca un forte inconveniente, hanno inventato nuove sostanze. È chiaro che la cosa importante è estendere il più possibile le conoscenze in campo chimico per evitare effetti dannosi ai quali, altrimenti, non si riesce neppure a pensare.
Cari saluti
Margherita Venturi

Caro Giuseppe,
la collega ha gia' detto praticamente tutto. Mi limito ad aggiungere due righe in relazione alla prima parte della domanda. Un rapido confronto tra i due pianeti a noi piu' vicini, Marte e Venere, ci aiuta a comprendere il ruolo dell'effetto serra naturale. Su Venere, che e' piu' vicina al sole rispetto alla Terra, la temperatura media superficiale e' intorno a 460 gradi C, su Marte -63 gradi C. La distanza dal sole non giustifica questa enorme differenza. Un rapido conto mostra che la temperatura media di una Terra senza atmosfera sarebbe di -15 gradi C circa, mentre la vera temperatura media e' di +18 gradi C. Su Marte, la temperatura media nell'ipotesi di assenza di atmosfera non da' praticamente nessuna differenza rispetto alla realta'. Ed infatti, su Marte, l'atmosfera, che pur contiene per la stragrande maggioranza (95%) CO2, cioe' un gas serra, e' molto tenue e non riesce ad intrappolare la radiazione infrarossa, come succede sulla Terra (dove CO2 e' uno dei composti minorritari, meno di una parte su 1000) e, molto di piu', su Venere (dove CO2 costituisce quasi il 97% dell'atmosfera). La dipendenza dallo "spessore" dell'atmosfera e' evidente se si analizzano le pressioni superficiali (93000 hPa [ettoPascal] per Venere, circa 1000 per la Terra e meno di 10 per Marte). Ma e' altrettanto evidente anche la dipendenza dalla presenza di gas serra laddove l'atmosfera e' sufficientemente "spessa".
Un'altra considerazione importante e' che l'atmosfera terrestre non e' il solo "serbatoio" che immagazzina CO2. Infatti, una quantita' ben maggiore ne viene immagazzinata negli oceani. L'effetto e' lo stesso che si verifica in una bottiglia contenente una bevanda gassata: il gas che si sprigiona al momento dell'apertura e' infatti CO2. Gli oceani hanno immagazzinato, fino ad ora (e continuano a farlo) la stragrande maggioranza del CO2 immesso in atmosfera dalle attivita' umane. Una delle preoccupazioni relative al riscaldamento globale e' anche il fatto che l'acqua calda e' capace di immagazzinare meno CO2 dell'acqua fredda (come tutti sanno, se si apre una lattina di Coca Cola calda, a parte che non e' buona, "scappa" quasi tutta, proprio perche' la Coca Cola calda non riesce a trattenere tutto il CO2 come quella fredda). Cio' significa che, in futuro, gli oceani potrebbero non essere in grado di assorbire tutto il CO2 che assorbono adesso, ma un po' di meno, e quindi in atmosfera ne rimarrebbe di piu'.
Cordiali saluti
Claudio Cassardo

Domanda posta da GIUSEPPETALARICO del gruppo IV I - ITIs 'G.C.Faccio' Vercelli
Risposta di:

Quali sono le conseguenze sulla salute del cittadino delle polveri sottili?

Le polveri sottili costituiscono il particolato che viene immesso nell'atmosfera dalla combustione dei combustibili fossili e sono tanto più pericolose quanto più sono piccole. Quelle con diametro compreso fra 10 e 25 micron (PM10) penetrano nei bronchi e bronchioli; quelle con diametro inferiore (PM2,5) penetrano sin negli alveoli e possono passare direttamente nel sangue. Ci sono forti evidenze che correlano l'esposizione al particolato atmosferico a malattie dell'apparato respiratorio e cardiocircolatorio. L'esposizione costante al particolato determina uno stato di infiammazione cronica e il processo infiammatorio dei tessuti si sa essere un terreno favorevole alla carcinogenesi.
Un caro saluto
Margherita Venturi

Caro Giuseppe,
la collega ha gia' dato la risposta. Voglio soltanto aggiungere che, oltre ai danni derivanti dalla presenza di corpi estranei nel nostro corpo, vanno considerati anche i danni derivanti dall'interazione dei composti con l'organismo. Alcune delle cosiddette "polveri" sottili, infatti, sono in realta' composti o ioni che reagiscono con il corpo con cui vengono a contatto. Si pensi, ad esempio, ai composti dello zolfo e dell'azoto, che possono produrre rispettivamente acido solforico e acido nitrico, molto dannosi se vengono a contatto con il nostro organismo (ma ce ne sono molti altri, comunque). Se rivolgi la domanda al nostro esperto e collega Luca Bertolaccini, lui sapra' indicarti di certo ancora maggior idettagli dal punto di vista clinico, visto che la sua specializzazione e' proprio quella delle malattie connesse all'apparato respitratorio.
Cordiali saluti
Claudio Cassardo

Domanda posta da GIUSEPPETALARICO del gruppo IV I - ITIs 'G.C.Faccio' Vercelli
Risposta di:

Quanto inquina il fumo di una sigaretta?

Il fumo di tabacco è considerato la fonte più rilevante di inquinamento degli spazi confinati, sia per l’entità e la tossicità dei suoi componenti, sia per il numero delle persone esposte. Il fumo di tabacco è costituito di due componenti principali: la parte inalata e filtrata dai polmoni del fumatore (mainstream) e quella direttamente legata alla combustione del tabacco e della carta (sidestream, in cui si riscontrano soprattutto NO2, CO, nicotina, benzopirene, metilgliossale, formaldeide, acetaldeide, acroleina, e una notevole dose di particolato). La miscela è estremamente complessa e contiene gas, composti organici e particelle: vi sono stati individuati più di 200 composti elementari, molti dei quali irritanti, tossici, cancerogeni o mutageni. I componenti principali sono: monossido di carbonio, anidride carbonica, nicotina, propano, formaldeide, acroleina, acido cianidrico, metilgliossale, acetaldeide, propanaldeide, acetonitrile, ammoniaca, anilina, piridina, nitrosodimetilammina, nitroso-nor-nicotina, nitrosoanatabina, toluolo, benzopirene, chinolina, cadmio, nichel, zinco. Il fumo negli ambienti confinati aumenta sensibilmente la concentrazione di monossido di carbonio, idrocarburi aromatici policiclici, ossidi di azoto, particolato sospeso respirabile e di numerose altre sostanze tossiche. Gli è caratteristica una straordinaria persistenza nell’ambiente: per essere disperso deve essere ventilato a lungo ed energicamente, altrimenti resta in sospensione per molti giorni. L’Istituto dei Tumori di Milano ha voluto effettuare un esperimento scientifico nel tentativo di sensibilizzare e di tentare almeno di diminuire il numero dei fumatori. All’esterno dell’INT è stata posizionata una piccola cabina di plastica trasparente. In essa era presente un rilevatore di inquinamento, il misuratore di polveri sottili, che serve a misurare il grado di inquinamento di una città. All’interno della cabina è stata fatta entrare un Harley Davidson, modello 883, uno dei motocicli più inquinanti al mondo. Tenendo premuto sull’acceleratore, si è fatto espellere quanto più gas di scarico possibile alla moto che veniva rilevato dai sensori. L’aria di Milano, che si sa è inquinata, contiene una quantità di PM10 di 170,000 micron. Dopo due minuti di accelerazione della moto, i sensori captavano un aumento fino a 250,000 micron. Spenta la moto e fatta arieggiare la cabina, è entrata una ragazza che ha acceso una sigaretta e l’ha fumata per due minuti. L’aria nella cabina era tre volte più irrespirabile. Il livello rilevato dai sensori è stato di 700,000 micron, ma solo perché essi non sono programmati per andare oltre.

Domanda posta da CarolaSella del gruppo III B - Liceo Sc. 'Amedeo Avogadro' - Vercelli
Risposta di:

LucaBertolacciniSi è laureato in Medicina e Chirurgia nel 1998 presso l’Università degli Studi di Torino. Specialista in Chirurgia Generale, è in possesso del Perfezionamento in Chirurgia Toracica conseguito...Continua...

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Come mai Ipocrate nel 400a.C. notò che le città erano più inquinate delle campagne nonostante non ci fossero automobili, fabbriche e inquinamento acustico? (Emanuele Peira - Istituto Vittone - IIID geo)

Cari Paola ed Emanuele,
è verissimo che Ippocrate è stato, probabilmente, il primo studioso nella storia dell'umanità a considerare l'inquinamento prodotto dagli uomini come un fattore di rischio per la salute. Ippocrate, considerato il padre della medicina, ma in realtà studioso eclettico, scrisse diversi trattati su diversi argomenti. In particolare, in uno dei più celebri, Aria, acqua e luoghi", egli discusse i legami tra i danni ambientali ed i problemi di salute nella Grecia antica. Egli considerava la salute come un equilibrio fra l'organismo vivente e l'ambiente. Come puoi leggere direttamente nella traduzione dal greco - forse un po' più ostico da tradurre - in inglese, liberamente disponibile su questo sito (http://classics.mit.edu/Hippocrates/airwatpl.mb.txt), egli raccomandava al medico (che a quell'epoca svolgeva per lo più la sua attività girando di città in città) di indagare bene, appena giunto nella nuova sede, prima di intraprendere la sua attività professionale, l'ambiente dei suoi futuri pazienti, in particolare la qualità dell'aria e dell'acqua, il clima, la meteorologia, la natura del suolo, la collocazione geografica, ed anche la costituzione politica (la democrazia era da lui giudicata favorevole alla salute, e la tirannia contraria). I medici degni di questo nome, secondo Ippocrate, dovrebbero tener conto delle stagioni dell'anno, nonchè dello stato del vento, ma anche delle caratteristiche peculiari di ciascun paese e delle proprietà delle sue acque, che sono legate al tipo di malattie che sono più frequenti. I medici dovrebbero osservare attentamente le città ed i loro dintorni, gli stili di vita degli abitanti, ed in particolare le loro abitudini alimentari. In altre parole, tutti i fattori che potrebbero portare a uno squilibrio nel sistema fisiologico.
L'accezione di "inquinamento" che traspare dalle parole di Ippocrate è diversa da quella tipica dei giorni attuali, in quanto viene considerato prevalentemente il problema relativo alla qualità dell'acqua. Bisogna anche considerare che, all'epoca, ovviamente, non esistevano le fognature, e le acque di scarico scorrevano in piccoli ruscelletti all'uscita di ogni abitazione, nelle strade, spesso ristagnando in piccoli stagni o laghetti, o accumulandosi a fondo città in altri laghi. A volte, probabilmente tali acque non erano troppo distinte dalle fonti di approvvigionamento. Nella stagione calda, data la temperatura ed in assenza di piogge, tali acque tendevano a diventare paludose e stagnanti, quindi malsane, maleodoranti, ed a diventare apportatrici di malattie (nelle parti 7, 8 e 9 si parla di questi problemi, con un lungo elenco di sintomi). Nella parte 3 e 4 si discute invece dei collegamenti con i regimi prevalenti di venti (se caldi o freddi) e dei loro effetti nelle varie stagioni, di nuovo con collegamenti alla qualità dell'acqua. Nelle parti 5 e 6 viene considerato l'effetto dell'esposizione delle città stesse, ed in particolare le conseguenze sulla permanenza maggiore o minore dell'umidità atmosferica, ancora con richiami alla qualità dell'acqua.
Anche se nell'opera di Ippocrate non è esplicitamente menzionato, sicuramente esisteva anche un problema di qualità dell'aria. Magari non generalizzato, come al giorno d'oggi, e sicuramente provocato da agenti inquinanti diversi da quelli odierni. Tuttavia la fisica dell'atmosfera era la stessa di oggi, ed anche in epoca antica, di notte, i fumi derivanti dalla combustione del legno (per riscaldarsi, cucinare, scaldare l'acqua, illuminare le stanze, costruire oggetti di artigianato, ecc.) ristagnavano nello strato stabile notturno, soprattutto nelle zone abitare collocate in conche. Senza contare, poi, che, nelle abitazioni, l'illuminazione non era elettrica e quindi emanava anch'essa gas combusti. In quantità piccole, d'accordo, ma che si accumulavano in un luogo chiuso per l'intera giornata: sicuramente la qualità dell'aria nelle case era peggiore di quanto non lo sia oggi.
Insomma, come vedi, anche senza macchine e petrolio (le fabbriche però c'erano: erano diverse da quelle di oggi, ma si costruivano utensili in ferro e metalli, vasi, ecc., ed in tutti i casi il calore necessario veniva ottenuto bruciando legna), l'uomo era in grado di produrre un certo tipo di inquinamento. In realtà, si usa dire che l'inquinamento è vecchio come l'uomo... Infatti, ogni attività fatta da ciascuno di noi produce prodotti di scarto che, se non trattati, sono fonti di inquinamento. Oggi noi siamo fortunati, perché a scuola impariamo queste cose sin dai primi anni, ma produciamo anche molto più inquinamento sia per il nostro stile di vita, immensamente più energivoro di quello dei contemporanei di Ippocrate, sia perché la popolazione mondiale ha superato i 6.7 miliardi, mentre all'epoca di Ippocrate erano stimati vivere tra 100 e 200 milioni di persone (http://en.wikipedia.org/wiki/World_population). Eppure, c'è ancora qualcuno che si ostina a voler credere che la Terra è così grande che gli effetti delle attività umane sull'ambiente e sul clima ono trascurabili (vedi per esempio qui - http://www.climalteranti.it/2009/07/02/il-1912-praticamente-ieri/ - nella sezione "Il cielo è enorme"). E questo nonostante, oltre 2000 anni fa, ci fosse già qualcuno che parlava di inquinamento... E' anche per questo motivo che ho accettato di partecipare a questo progetto: per cercare di fare tutto il possibile al fine di trasferire quello che ho imparato in questi anni ai più giovani, che costituiranno poi la classe dirigente di domani. Come insegnava già Ipazia, scienziata filosofa vissuta pochi anni dopo Ippocrate, è importantissima la diffusione tra la gente della conoscenza scientifica.
Cordiali saluti
Claudio Cassardo

Caro Emanuele,
per quanto riguarda i problemi di inquinamento legati all’urbanizzazione ci sono testimonianza antiche. Le grandi città classiche e soprattutto ellenistiche come Alessandria erano certamente afflitte da problemi come l’affollamento, il traffico, il rumore, l’inquinamento dell’acqua e dell’aria, i limiti del sistema fognario, il difficile smaltimento dei rifiuti. Non è un caso che proprio in epoca ellenistica si sia sviluppata una visione idilliaca della vita in campagna. Le testimonianze relative ai problemi dell’urbanizzazione sono poi particolarmente ampie per Roma. I numerosi incendi che quasi quotidianamente colpivano l’Urbe, i fumi carichi di odori che si levavano dalle cucine e i nauseanti vapori generati dalla cremazione delle salme, effettuata immediatamente fuori dalla cinta muraria, rendevano pesante e malsana l’aria di Roma, mettendo in pericolo la salute stessa dei suoi abitanti. A questo proposito l’epigrammista latino Marziale afferma, forse con un po’ di esagerazione, che i cittadini della Città Eterna si distinguevano per il colore spento della loro pelle, essendo afflitti da una sorta di pallore cronico provocato dallo "smog" della metropoli.
Ma la scarsa pulizia dell’aria non era l’unico problema ecologico per la popolazione romana: il traffico intenso e caotico dei carri che percorrevano le vie del centro, il lavoro degli artigiani, che avevano le loro officine al pianterreno dei palazzi, e l’attività dei numerosi cantieri edili aperti nei diversi quartieri della capitale generavano infatti un elevatissimo inquinamento acustico, assai dannoso per la salute dei cittadini secondo quanto affermano i poeti Marziale e Giovenale.
A tutto questo si aggiungeva poi la sporcizia delle strade, nelle quali era abitudine scaricare rifiuti ed escrementi, non di rado scaraventati direttamente al suolo dalle finestre delle abitazioni, specie durante le ore notturne. Anche il Tevere, considerata la notevole concentrazione di immondizie e liquami che vi era riversata dai canali del territorio urbano, registrava livelli di inquinamento probabilmente non molto distanti da quelli attuali.
Nel caso di Roma va poi aggiunto il pericolo derivante dall’uso indiscriminato del piombo, un metallo molto utilizzato nei tempi antichi per la sua malleabilità. Il piombo, infatti, era usato su larga scala per le condutture d'acqua e persino come additivo, sotto forma di polvere, per addolcire il vino dandogli un gusto particolare. Ricordo che il “saturnismo”, una forma di avvelenamento da piombo che porta alla morte lentamente se non curato, è stato accusato di aver prodotto un numero di vittime considerevoli a Roma e in tutto l’Impero Romano.
A parte l’inquinamento proprio delle grandi città non dobbiamo poi dimenticare i problemi legati al degrado ambientale che infersero grandi ferite al paesaggio lasciando tracce ancora evidenti.
La necessità di procurarsi legna da ardere e materiale da costruzione indusse gli antichi a distruggere vaste aree boschive, causando gravi conseguenze sulla fertilità del suolo e sul clima delle zone interessate. Fu ciò che accadde nell’Attica del V secolo a.C., dove l’intensa attività edilizia e la realizzazione di una grande flotta, base dell’ascesa di Atene come potenza marinara, determinarono uno sconsiderato sfruttamento delle risorse forestali della regione. Il filosofo greco Platone (V-IV secolo a.C.) ricorda infatti che i monti dell’Attica, un tempo ricoperti da fitte selve, da ricchi frutteti e da estesi pascoli, con il passare dei secoli si erano trasformati in aride petraie con scarse tracce di vegetazione. Con l’abbattimento delle piante ebbe inizio l’erosione del suolo che, non più trattenuto dalle radici, fu trascinato a valle dall’acqua piovana lasciando sui rilievi un terreno secco e sterile.
Se l’abbattimento sistematico di boschi e foreste causava seri danni all’ambiente, conseguenze ancora più gravi avevano le distruzioni provocate dalle guerre, frequentissime nell’antichità. I territori degli avversari sconfitti venivano abitualmente saccheggiati e devastati dai vincitori, e in alcuni casi per fronteggiare un’invasione si ricorreva alla tattica della "terra bruciata", in modo da non lasciare al nemico possibilità di approvvigionamento. Il condottiero romano Quinto Fabio Massimo adottò questa tattica durante la seconda guerra punica (218-202 a.C.) per fermare Annibale che imperversava con le sue truppe nel sud della penisola italica.
Forte impatto ambientale, tale da essere percepito dagli stessi antichi, ha avuto anche l’attività estrattiva, che comporta interventi invasivi di scavo, deviazione di corsi d’acqua, inquinamento dell’aria e dell’acqua. Erodono ricorda che le miniere di Taso si presentano come “una montagna grande, tutta buttata all’aria nella ricerca”; Plinio deplora le violazioni della natura alla ricerca di metalli preziosi: “Tentiamo di raggiungere tutte le fibre intime della terra … meravigliandoci che talvolta essa si spalanchi e si metta a tremare … L’uomo ha imparato a sfidare la natura”. All’attività di estrazione vanno aggiunte la metallurgia e la ceramica, che richiedono entrambe ampio consumo di combustibile e provocano inquinamento delle acque. L’attività estrattiva, così come l’agricoltura, la caccia, la pesca e il prelievo di legname, pone inoltre la questione dell’eccessivo sfruttamento delle risorse: essa sembra presente nel celebre coro dell’Antigone di Sofocle, che da una parte celebra l’uomo per la sua capacità di sottomettere e trasformare l’ambiente, dall’altra coglie il rischio di un esaurimento delle risorse naturali. Anche nel mondo romano, che esalta in genere l’attività agricola, affiora talora il senso della precarietà delle risorse naturali, come in Lucrezio, laddove descrive una natura ormai stanca, incapace di fornire le risorse necessarie per la sussistenza delle creature, perché “tutto a poco a poco si logora, e se ne va, consumato dalla vecchiaia, in rovina”.
Da tutto ciò potremmo concludere che l’inquinamento è nato con l’uomo.
Un caro saluto
Margherita Venturi

Domanda posta da PaolaAliperta del gruppo III C - IIS 'Bernardo Vittone' - Chieri del gruppo III D - IIS 'Bernardo Vittone' - Chieri
Risposta di:

Esiste un processo chiamato "Sink" che fissa la CO2 in carbonato di calcio. Questo fenomeno sta avvenendo o è solo teoria?

Caro Luca,
più che un singolo processo, col termine inglese "sink", che si traduce letteralmente come pozzo, si intende l'insieme dei processi che rimuovono il biossido di carbonio (CO2 - il due dovrebbe essere un pedice) dall'atmosfera. Uno del metodi è quello di fissare il CO2 in carbonato di calcio, CaCO3. Questo è stato il modo principale per cui, in passato, concentrazioni di CO2 anche molto superiori a quelle attuali hanno potuto essere rimosse.
I processi naturali di sequestro del carbonio lo trasformano in sali (carbonati). Tali processi avvengono molto lentamente in natura e sono responsabili della deposizione e dell'accumulo delle rocce calcaree (che sono carbonato di calcio) nel corso dei tempi geologici. Ad esempio, le bianche scogliere di Dover sono il frutto della deposizione di carbonato di calcio molti milioni di anni fa.
L'acido carbonico nelle acque sotterranee reagisce lentamente con silicati complessi e scioglie calcio, magnesio, alcali e silice lasciando un residuo di minerali argillosi. Il calcio e magnesio disciolti reagiscono con il bicarbonato formando carbonati di calcio e magnesio. Questo è lo stesso processo con il quale gli organismi marini producono le loro conchiglie o, più propriamente, il loro rivestimento. Quando gli organismi muoiono, i loro gusci si depositano come sedimenti e alla fine si trasformano in roccia calcarea. Il calcare accumulatosi nel corso di miliardi di anni contiene molto del carbonio della Terra.
Questo fenomeno, quindi, sta sicuramente avvenendo ancora oggi, ma è molto lento. Quando dico lento, significa che il tempo necessario per rimuovere un quantitativo rilevante del CO2 immesso dalle attività umane in atmosfera è dell'ordine di 1000-10000 anni. Che io sappia, non ci sono progetti volti ad accelerarne il ritmo naturale.
Ci sono invece diversi altri progetti volti ad incrementare il rateo di rimozione o confinamento del CO2 atmosferico o marino (nota che il quantitativo di CO2 presente in atmosfera è fortemente collegato a quello presente negli oceani dal ciclo del carbonio). Uno di quelli che riguardano gli oceani è la fertilizzazione, cioè aggiungere particelle di ferro di dimensioni micrometriche (ematite, cioè ossido di ferro, o melanterite, solfato di ferro) in alcune regioni del mare. Questo ha l'effetto di stimolare la crescita di plancton, poiché il ferro è un nutriente importante per il fitoplancton (ma le sue fonti naturali di ferro oceaniche sono in calo negli ultimi decenni). L'effetto è quindi quello di indurre una crescita rapida della popolazione di plancton, e siccome la biomassa (il plancton) è basata sul carbonio, questo potrebbe rimuovere notevoli quantità di CO2 dall'atmosfera tramite la fotosintesi (qui - http://personalpages.to.infn.it/~cassardo/pensieri/2008_01_06.html - ne ho parlato più diffusamente). Si tratta peraltro di tecniche ancora allo stadio sperimentale, e comunque sono processi diversi da quello della stabilizzazione in carbonato di calcio.
Cordiali saluti
Claudio Cassardo

Caro Luca,
aggiungo a quanto detto dal collega Cassardo che al momento esistono in tutto il mondo solo quattro impianti che usano tecnologie per catturare e sequestrare la CO2 (CCS: Carbon Capture and Storage) su larga scala commerciale:
• Sleipner: nel Mare del Nord, al largo delle coste occidentali della Norvegia. Progetto di StatoilHydro che consiste nel depurare il gas naturale dalla grande quantità di CO2 presente e che, una volta separata, viene iniettata in un giacimento esausto.
• In Salah: nel Sahara algerino, progetto BP-Sonatrach-StatoilHydro per la separazione della CO2 dal gas estratto e la successiva iniezione in un giacimento esausto.
• Weyburn: nella zona del Saskatchewan in Canada, è un progetto che comprende molti partner e che vede l'uso della CO2 per il recupero forzato di idrocarburi.
• Snøhvit: nel Mare di Barents, a nord delle coste norvegesi. Anche questo progetto è della StatoilHydro ed è collegato al ciclo del GNL dell'impianto di liquefazione di Hammerfest, dove la CO2 viene separata dal gas naturale prima che quest'ultimo venga trasformato in GNL.

La vera sfida della CCS passa non tanto attraverso lo sviluppo di nuove tecnologie - visto che nei tre diversi settori queste tecnologie sono già operative da tempo - quanto nel combinare in modo efficiente ed economicamente sostenibile l'intera filiera dell'anidride carbonica. L'affermarsi di questa nuova tecnologia a livello commerciale sarà il risultato di un processo che vedrà le seguenti fasi:
• Fase di sviluppo: è attualmente in corso e prevede lo studio e la sperimentazione delle diverse tecnologie grazie ad una serie di numerosi progetti pilota esistenti su scala mondiale.
• Fase dimostrativa: è la fase durante la quale vengono costruiti degli impianti dimostrativi (più grandi, quindi, dei progetti pilota) capaci di testare in modo integrato la validità delle diverse tecnologie individuate nella fase di sviluppo. Durante il summit de L'Aquila del Luglio 2009 i Paesi del G8 hanno ribadito la raccomandazione, espressa già a partire dal 2007, che al 2010 vengano costruiti almeno 20 impianti di questo tipo. L'Unione Europea gioca da capofila in questa fase avendo deciso, nel quadro del Pacchetto Clima-Energia approvato nel 2009, di usare una parte delle quote della Riserva Nuovi Entranti (conosciuta con l'acronimo inglese NER, New Entrant Reserve) nel quadro del Sistema di Scambio di Emissioni (ETS, Emission Trading System), per finanziare fino a 12 progetti dimostrativi che esplorino le diverse tecnologie CCS. La cifra stanziata dovrebbe essere di circa 7 miliardi di euro. La UE, inoltre, ha stabilito che nel quadro del "Programma di sostegno alla ripresa economica tramite la concessione di un sostegno finanziario comunitario a favore di progetti nel settore dell'energia", conosciuto con l'acronimo inglese di EEPR (European Energy Programme for Recovery) 13 progetti CCS riceveranno nei prossimi due anni un finanziamento complessivo di 1,05 miliardi di euro.
• Fase commerciale: partirà dopo che la viabilità tecnologica ed economica della CCS sarà dimostrata con la fase precedente. Nel caso di successo, è probabile che dal 2020 tutte le attività industriali ad alta emissione di carbonio di nuova costruzione dovranno avere un impianto CCS (si veda l'impegno in questo senso già annunciato

Domanda posta da LucaAcanfora del gruppo III C - Liceo Sc. 'Amedeo Avogadro' - Vercelli
Risposta di:

Cosa si intende per inquinamento acuto? E quali eventi lo possono provocare? Puo verificarsi in seguito ad un incidente? E se si, quale tipo di incidente?

Caro Fabrizio,
il significato del termine acuto è lo stesso in diversi campi, e nel caso dell'inquinamento deve essere inteso come un rilascio di sostanze inquinanti per un breve periodo ma in concentrazioni molto superiori rispetto alla media. Generalmente è molto spesso una conseguenza di incidenti. Ad esempio, l'incidente di Chernobyl nel 1986 è un esempio di inquinamento acuto. L'apertura di una falla in una nave petroliera in mare genera un caso di inquinamento acuto. Altri casi: l'esplosione di un pozzo petrolifero (evento molto frequente durante le scorse guerre in Iraq), un incendio fuori controllo in un'industria chimica, il rilascio (voluto o accidentale) di inquinanti in acqua di fiume o mare, e così via: l'elenco è molto lungo e magari altri colleghi potranno aggiungere altri esempi.
A volte, tuttavia, episodi di inquinamento acuto possono verificarsi anche in assenza di incidenti. Questo avviene più specificamente in atmosfera. Ad esempio, quando la struttura dell'atmosfera non garantisce il ricambio tra i vari strati d'aria e favorisce l'accumulo degli inquinanti emessi dagli autoveicoli, dal riscaldamento e dalle industrie nel sottile strato limite planetario stabile (che talora può essere spesso poche decine di metri), l'inquinamento in tale strato può crescere anormalmente pregiudicando la salute della popolazione. Un caso eclatante è stato il "Great smog" a Londra nel 1952, che ha ucciso circa 4000 persone in pochi giorni (http://en.wikipedia.org/wiki/Great_Smog_of_1952).
Cordiali saluti
Claudio Cassardo

Caro Fabrizio,
prima di tutto mi scuso per il ritardo della mia risposta, ma sono stata impegnata nella sessione di esami dei tuoi colleghi più grandi che frequentano l'università.
Concordo con quanto ha detto il Prof. Cassardo, ribadendo che l'inquinamento acuto è nella maggioranza dei casi dovuto a incidenti di qualsiasi tipo; anche incendi di estese aree di foreste possono causare un pesante inquinamento atmosferico. E' ovvio che il tipo di inquinamento acuto più pericoloso è quello dovuto a incidenti a centrali nucleari (Chernobyl insegna) o a test di armi nucleari, anche perché è subdolo, nel senso che non si avverte nulla di tangibile se non le sue conseguenze a lungo termine, e non si sa come intervenire (Chernobyl insegna ancora una volta!). Per quanto riguarda gli incidenti a carico di industrie chimiche ricordo quello di Seveso, rimasto tristemente famoso nella storia dell'industria iitaliana come uno dei più gravi per la grandissina quantità di diossina immessa nell'aria. Faccio notare, in caso tui non lo sapessi, che la diossina è la sostanza più tossica prodotta artificialmente.
Rimango ovviamente a disposizione per qualsiasi altro chiarimento tu desideri. Cari saluti
Margherita Venturi

Domanda posta da FabrizioArnaud del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Des Ambrois' - Oulx
Risposta di:

Che conseguenze ha il fallout sulla biodiversità e quanto dura l'effetto di questo evento?

Caro Fabrizio,
parlando di fallout si intende quello radioattivo, anche se il termine può genericamente riguardare la ricaduta di qualsiasi particella o gas, inquinante o meno. In linea generale, qualunque sostanza inquinante tende ad avere effetti sulla biodiversità, poiché l'accumulo della sostanza può o provocare conseguenze dirette sulla popolazione direttamente esposta (malattie o, peggio, la morte), oppure accumularsi lungo la catena alimentare (come nel caso del mercurio nei pesci). Il fallout radioattivo non fa eccezione. Ovviamente, gli effetti dipendono molto dall'entità del fallout stesso, tuttavia è chiaro che, in caso di esposizione, alcuni animali e piante subiranno effetti maggiori di altri, riflettendosi così sulla biodiversità. Lasciami dire, tuttavia, che il problema della biodiversità, in questo caso specifico del fallout radioattivo, non mi sembra il problema più grave.
La durata dipende molto dal tipo di composti che generano il fallout. Nel caso di composti non radioattivi, si ha deposizione al suolo e l'effetto dura ovviamente almeno fino a quando è presente il fallout, e successivamente rimane fintanto che i composti permangono nel terreno. E' difficile generalizzare perché dipende dal tipo di composti e dal tempo di esposizione (se il fallout è stato generato dai fumi di un'industria che è rimasta attiva 40 anni, i terreni nei dintorni hanno subito contaminazioni in profondità, per cui il recupero è lento). Nel caso di fallout radioattivi, in genere questi avvengono a seguito di incidenti, per cui la durata del fallout è in genere limitata e non interessa il terreno in profondità. Tuttavia, in questo caso, le tempistiche vanno valutate in base ai tempi di dimezzamento dei composti, che in alcuni casi sono estremamente lunghi (migliaia o milioni di anni). Per un discorso più approndito sui decadimenti, rimando a questa pagina di Wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Radioactive_decay. Tanto per fare un esempio, l'incidente di Chernobyl il 26 aprile 1986 ha comportato un fallout sul territorio italiano, con massimi nelle zone orientali dell'Italia centrale e sul Piemonte. Gli elementi dispersi sono stati in maggior parte Cesio-137 (tempo medio di dimezzamento circa 30 anni) e Stronzio-90 (circa 30 anni). Tra 6 anni, la concentrazione di tali composti sarà, in media, il 50% rispetto a quanta se ne è depositata nei giorni successivi all'incidente.
Cordiali saluti
Claudio Cassardo

Caro Fabrizio,
ancora una volta mi scuso con te per il ritardo della mia risposta, ma sono stata impegnata nella sessione di esami dei tuoi colleghi più grandi che frequentano l'università.
C'è poco da aggiungere a quanto detto dal Prof. Cassardo se non una specifica sull'effetto sugli organismi viventi delle sostanze radioattive e delle radiazioni ad alta energia che accompagnano il loro decadimento. La cosa interessante/preoccupante è che il loro effetto è tanto più marcato quanto più gli organismi viventi sono complessi; questo in altre parole vuol dire che un virus e, ancora di più un prione, che è un semplice filamento di proteina, sono molto resistenti alla radioattività, mentre i mammiferi, ovviamente uomo compreso, subiscono modifiche genetiche molto consistenti per esposizione a sostanze radioattive. Non sono completamente d'accordo con Cassardo quando dice che l'eventuale ricaduta del fallout radioattivo sulla biodiversità non è il problema più grave; forse non è il più grave, ma è senza dubbio fra i più gravi.
Cari saluti
Margherita Venturi

Domanda posta da FabrizioArnaud del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Des Ambrois' - Oulx
Risposta di:

Dove va a finire l'amianto smantellato? Cosa sono le polveri sottili?

Caro Fabrizio,
in relazione alla prima domanda, l'amianto regolarmente bonificato deve andare a finire in apposite discariche certificate, dove poi è trattato secondo le normative vigenti. Purtroppo, non essendo un esperto di questi processi, mi devo rifare alla normativa. A tale proposito, questo sito mi sembra abbastanza esauriente, anche se si riferisce soltanto al cemento contenente amianto (ma può comunque dare un'idea): http://www.ambiente.it/impresa/monografie/amianto/dalessandris1.htm . Naturalmente, devi tener conto che, purtroppo, ci sono troppi casi di smaltimento non autorizzato. E quelli non vengono trattati, ma finiscono in aria, terra ed acqua...
Per quanto riguarda la seconda domanda, riporto parte di una risposta che ho già dato in precedenza: con il nome generico polveri sottili, si indicano particelle di varia natura il cui diametro è inferiore ad una certa soglia, generalmente 1 o 10 micron, la cui alta concentrazione è ritenuta pericolosa perché particelle così piccole non vengono filtrate dal nostro apparato respiratorio e possono penetrare fino ai polmoni. Una notizia su uno di questi studi la si trova qui (http://www.ecologiae.com/emissioni-diesel-pericolose-si-pensava/6782/).
La concentrazione di tali particelle è massima nelle città e nelle zone altamente industrializzate, in quanto le polveri sono prodotte generalmente dai processi di combustione di prodotti contenenti alte percentuali di impurità (quindi carbone e oli non raffinati, come nafta, gasolio, kerosens, ecc.). Per quanto riguarda il traffico autoveicolare, i motori diesel producono più particolato di quelli a benzina. Naturalmente, non sono soltanto gli autoveicoli a produrle (anche se sono tra i maggiori responsabili), ma anche i processi industriali, il riscaldamento. Anche i residui dei ferodi - le ganasce che agiscono da freni sugli autoveicoli, sui tram, treni, ecc - producono polveri sottili, per esempio.
Cordiali saluti
Claudio Cassardo

Caro Fabrizio,
come dice il Prof. Cassardo, l'amianto smaltellato deve essere raccolto in discariche certificate per le quali, una volta esaurite, deve essere previsto il ricoprimento finale con un primo strato di materiale inerte ed uno successivo di terreno coltivo per un’eventuale attecchimento di essenze arboree. In tal modo l’opera viene compiuta con il recupero a verde dell’area che, però, non potrà più essere oggetto di escavazione.
Il problema delle discariche non controllate ed abusive è ovviamente sempre in agguato e, in questo caso specifico, può essere molto pericoloso perchè l'amianto tende a polverizzarsi immettendo nell'aria polveri molto sottili (e qui vengo alla tua seconda domanda) che se respirate creano notevoli danni e fanno insorgere patologie anche molto gravi. Ricordo che l'asbestosi (malattia polmonare cronica) è stata la prima malattia professionale amianto-correlata riconosciuta dall'INAIL; dal 1994 sono state aggiunti anche il mesotelioma (pleurico, pericardico e peritoneale) ed il carcinoma polmonare fra le patologie correlate alla manipolazione dell'amianto.
Come giustamente sottolinea Cassardo, oltre all'amianto ci sono molte fonti di polveri sottili, le più pericolose delle quali sono quelle con diametro inferiore ai 2.5 micrometri che penetrano fin negli alveoli polmonari e da questi direttamente nel sangue.
Cari saluti
Margherita Venturi

Domanda posta da FabrizioArnaud del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Des Ambrois' - Oulx
Risposta di:

Quanto contribuiscono nella riduzione del particolato e degli altri inquinanti le misure fin ora adottate nei centri urbani, come Torino, quali ampliamento della ZTL, blocco dei veicoli euro 2, car sharing, ecc... ?

Caro Andrei,
inizio col dirti che uno studio condotto in occasione di una tesi di laurea (seguita proprio da me) sull'inquinamento, e relativa proprio a Torino (i principali risultati sono riassunti qui: http://personalpages.to.infn.it/~cassardo/pensieri/2008_01_13.html) ha mostrato, dati alla mano, che non vi è alcuna modificazione sensibile della concentrazione degli inquinanti in atmosfera in concomitanza con le domeniche ecologiche o con i giorni di targhe alterne; anzi, tali giorni mostrano addirittura valori di concentrazione degli inquinanti analizzati superiori rispetto a quelli misurati nei giorni normali. Anche se il numero di casi analizzati è piccolo e si dovrebbe condurre uno studio su un periodo temporale maggiore al fine di ricavare conclusioni più significative, questi risultati sembrano confermare il fatto che misure volte a ridurre le fonti di emissioni sul breve periodo hanno un’influenza estremamente limitata, per non dire pressoché nulla, e non hanno quindi efficacia per la riduzione degli effetti sulla salute dell’inquinamento atmosferico, anche perché i valori sul breve periodo dipendono fortemente dalle condizioni meteorologiche (in primis, stabilità atmosferica e presenza di vento o precipitazioni). Per avere miglioramenti sostanziali della qualità dell’aria, con benefici di lungo periodo sulla salute, servono invece misure strutturali, atte ad abbattere le emissioni su periodi lunghi. Quindi, l'unico aspetto su cui mi sento di dare ragione all'istituzione di tali misure è quello educativo.
Ciò premesso, quello che dobbiamo fare è valutare quanto ogni singola misura possa influire sul livello di inquinamento. A titolo di esempio, parliamo brevemente delle tre da lei citate.
Ampliamento della ZTL: in linea di massima, ampliare le aree a traffico limitato consente sicuramente di ridurre le emissioni, e quindi l'inquinamento, dentro la ZTL. Però, questo funziona soltanto se, in contemporanea, si ha un incremento nell'utilizzo dei mezzi pubblici, altrimenti significa che la gente intasa le zone immediatamente adiacenti alla ZTL per trovare parcheggio durante l'orario di divieto, o prima e dopo al suo interno, ed il beneficio dentro la ZTL viene così annullato da quanto avviene al di fuori. Torino non è una città così grande per cui la ZTL possa ritenersi non influenzata da quanto avviene al di fuori: lo testimoniano i dati delle centraline dislocate dentro e fuori. Quindi, l'ampliamento della ZTL funziona se contemporaneamente vengono attivate ulteriori misure che favoriscano una reale alternativa all'uso del veicolo proprio.
Blocco dei veicoli euro 2. Questo sicuramente funziona, in quanto, in media, i veicoli euro 2 ed inferiori emettono, a parità di percorso, più inquinamento di quelli più recenti. Un però c'è comunque anche in questo caso: spesso i divieti valgono per le auto proprie ma non per i mezzi pubblici (molti sono antiquati) né per il traffico commerciale (si vedono spesso furgoni e camion seguiti da dense scie di fumo nero circolare tranquillamente nelle ZTL). Se nel primo caso si può sempre sostenere che, comunque, un autobus trasporta molte persone, per i secondi non è così. Se si vuole veramente migliorare la qualità dell'aria, occorrerebbe aggiornare il parco veicolare nel suo complesso.
Car sharing. Qui il discorso è più complesso. Io ho utilizzato questo servizio per due anni. Funziona bene, e credo che per una famiglia in cui uno dei due adulti abbia bisogno dell'auto ogni giorno e l'altro saltuariamente, possa essere un'alternativa anche economica rispetto all'acquisto di due auto private. Sicuramente, è economicamente competitivo in caso di utilizzo su distanze brevi e non continuativo. Però, che io usi la mia auto oppure l'auto del car sharing, non vedo come questo possa influire sull'inquinamento... A meno che io non organizzi una sorta di servizio, col car sharing, in modo da usare una sola macchina per portare più persone al lavoro. Cosa che potrei comunque fare anche con la mia auto.
Cordiali saluti
Claudio Cassardo

Caro Andrei,
posso aggiungere molto poco a quanto detto da Cassardo che è un esperto in materia. Mi sento di dire, però, che l'aspetto educativo non è da sottovalutare. In quei giorni in cui non possiamo utilizzare la macchina a piacimento, forse potremmo cominciare a riflettere un po' sul nostro stile di vita e a guardare con un rinnovato interesse la bicicletta (magari abbandonata in cantina da tempo). Una bella pedalata o una passeggiata quotidiana possono aiutare molto la nostra salute e moltissimo l'ambiente!
Un caro saluto
Margherita Venturi

Domanda posta da AndreiNedelcu del gruppo IV B - IIS "J.C.Maxwell" - Nichelino
Risposta di:

Il motore a scoppio utilizza solo il 14,8% dell'energia contenuta nel carburante che si introduce nel serbatoio, e che mediante la combustione dà luogo a emissioni di gas di scarico nocivi per l'essere umano. Aumentando l'efficienza dei motori si può diminuire la percentuale di sostanze nocive liberate dalla combustione?

Caro Andrei,
non sono un esperto di motori a scoppio, ma da fisico posso dirti che la maggior parte dei motori a scoppio ha un limite termodinamico, che è quello dato dal secondo principio della termodinamica. Per ogni macchina termica (ed ogni motore è una macchina termica), il massimo rendimento possibile è quello del ciclo di Carnot, valutabile grazie alle temperature dell'ambiente e del sistema. Per i motori, tale valore si aggira intorno al 37%. Questo è il valore massimo possibile, naturalmente. Nei motori reali, tale valore è molto minore. Può essere accresciuto grazie a particolari dispositivi come i turbocompressori, ma generalmente non si riesce ad arrivare oltre il 18% -20%. Naturalmente, i reattori dei razzi e degli aerei a reazione hanno efficienze molto maggiori (anche fino al 70%) in quanto il combustibile viene bruciato a temperature e pressioni molto elevate, per cui anche il rendimento teorico aumenta.
L'efficienza dei motiri può essere migliorata solo in parte, e comunque certamente ogni miglioramento di efficienza contribuisce a ridurre, in linea generale, l'inquinamento in quanto, con un'efficienza maggiore, è necessario meno combustibile per ottenere la stessa potenza, quindi se ne brucia di meno e si inquina di meno. Però i limiti di crescita del rendimento sono bassi.
Cordiali saluti
Claudio Cassardo

Caro Andrei,
come dice il mio collega Cassardo non credo ci siano grandi margini per aumentare l'efficienza dei motori a scoppio. Forse più che l'efficienza bisognerebbe trovare sistemi molto efficaci delle attuali marmitte catalitiche per eliminare dai gas di scarico le sostanze inquinanti.
Cari saluti
Margherita Venturi

Domanda posta da AndreiNedelcu del gruppo IV B - IIS "J.C.Maxwell" - Nichelino
Risposta di:

E' vero che il buco dello ozono è anche dovuto ai magnetismi provocati dalle centrali elettriche?

Caro Andrei,
a quanto ne so, non è mai stata evidenziata una simile causa. Anche perché le centrali elettriche, comprese le più grandi, sono comunque costruzioni a piccola scala, mentre il buco dell'ozono è un problema a scala sinottica, ovvero continentale, che coinvolge in massima parte l'Antartide e, in misura molto minore e più irregolare, anche l'Artide. Le cause note della formazione del buco dell'ozono sono la presenza di composti, tra i quali i più noti sono i CFC (clorofluorocarburi), che, agendo come catalizzatori, sono coinvolti in un ciclo di reazioni che, durante la stagione fredda, trasformano la molecola di ozono in ossigeno biatomico. Tali reazioni sono favorite dal fatto che, specialmente nell'atmosfera al di sopra dell'Antartide, la circolazione invernale rimane chiusa e c'è poco scambio con l'aria non antartica. Il problema è importante perché l'ozono assorbe gran parte della radiazione ultravioletta più nociva per gli esseri viventi (tale radiazione distrugge il DNA), tanto è vero che la vita ha potuto svilupparsi al di fuori degli oceani soltanto dopo la formazione di uno strato di ozono. Per questo motivo, la produzione di composti nocivi per la fascia di ozono è stata bandita dalla comunità internazionale a seguito del protocollo di Montreal. Su questo sito della NASA trovi maggiori informazioni al riguardo (http://ozonewatch.gsfc.nasa.gov/).
Cordiali saluti
Claudio Cassardo

Caro Andrei,
come Cassardo anch'io non ho mai letto o trovato nulla che colleghi il buco dell'ozono al magnetismo generato dalle centrali elettriche. Secondo alcune fonti pare che ci sia un collegamento fra il buco dell'ozono e la variazione del magnetismo terrestre, ma poiché non mi sembrano fonti molto accreditate non ti do alcun riferimento.
Cari saluti
Margherita Venturi

Domanda posta da AndreiNedelcu del gruppo IV B - IIS "J.C.Maxwell" - Nichelino
Risposta di:

L'esafluoruro di zolfo può essere incluso tra i gas inquinanti? Se sì ove è possibile trovare qualche informazione a riguardo? Alessio Golzio 5A liceo ST ITIS A.Avogadro Torino

Caro Alessio,
la risposta è no, se per inquinante intendiamo un gas che possa avere un effetto nocivo diretto sulla salute umana. L'esafluoruro di zolfo (SF6) è un gas molto stabile e praticamente inerte (il suo tempo di residenza medio in atmosfera è 3.200 anni), senza colore ed odore, non tossico e non infiammabile (in condizioni standard). È generalmente trasportato come una compressa di gas liquefatto. Ha una densità di 6,13 g/L al livello del mare, notevolmente superiore alla densità dell'aria. È principalmente (75%) usato come mezzo gassoso dielettrico nel settore elettrico e come dielettrico nei doppi vetri delle finestre.
A causa della sua innocuità, SF6 è stato spesso utilizzato come gas tracciante (significa che è stato volutamente rilasciato in un sito e poi ne è stata misurata la concentrazione ad una certa distanza) per verificare i modelli di dispersione degli inquinanti, anche grazie al fatto che è facilissimo da misurare e la sua concentrazione in atmosfera è molto piccola, per cui nelle misure può essere trascurata.
Tuttavia, come è anche ben spiegato sul IV rapporto dell'IPCC (qui non ti metto il link perché le più di 800 pagine di tale rapporto sono un osso duro anche per i professionisti - comunque lo si rintraccia gratuitamente sul sito web dell'IPCC), SF6 possiede il potenziale di riscaldamento per effetto serra maggiore tra tutti i gas serra considerati, pari a 22.200 volte quello del CO2, se valutato su un periodo di 100 anni (vedi il link qui: http://en.wikipedia.org/wiki/Global_warming_potential - in linea generale, per i siti Wikipedia consiglio di leggersi la versione inglese, più completa, rispetto alla versione italiana). Nota che, comunque, dal momento che c'è molto più CO2 che SF6 in atmosfera, l'effetto serra prevalente è quello di CO2, che è quindi il principale gas serra (dopo il vapore acqueo, ovviamente). A causa della sua elevata densità relativa a quella dell'aria, peraltro SF6 tende a rimanere nella bassa troposfera, e quindi l'effetto di riscaldamento della troposfera risulta minore.
La sua concentrazione in atmosfera, come detto, è molto bassa, circa 6,5 ppt (parti per trilione, cioè per 1000 miliardi: vuol dire che su 1000 miliardi di molecole, 6,5 sono di SF6), ma è in costante aumento sin dalle prime misure effettuate nel 1990 (4,0 ppt). Per questo motivo, in senso lato, SF6 è considerato gas pericoloso per il suo potenziale effetto serra, ed il suo utilizzo è stato vietato a partire dal 1° gennaio 2006 sia come gas tracciante sia in tutte le altre applicazioni, ad eccezione dei commutatori ad alta tensione.
Cordiali saluti
Claudio Cassardo

Caro Alessio,
i dati riportati dal Prof. Cassardo sono completi ed ineccepiibili. Ci insegnano una cosa molto importante: anche le sostanze più stabili, e in quanto tali considerate inerti, spesso ci riservano grandi sorprese per i loro effetti dannosi. La stessa cosa è successa per i clorofluorocarburi che sono stati utilizzati a piene mani proprio per la loro stabilità e inerzia chimica e solo più tardi ci è accorti che nell'alta atmosfera avevano un effetto dannoso distruggendo lo strato protettivo di ozono.
Cari saluti
Margherita Venturi

Domanda posta da AlbertoMussinatto del gruppo V A - ITIs 'Amedeo Avogadro' - Torino
Risposta di:

Come mai durante le glaciazoini quaternarie, ultimi 700.000 anni, si rileva (dati progetto EPICA 2004) la diminuzione in % v/v di alcuni gas atmosferici (CO2, CH4,...)? Alessio Golzio 5A liceo ST ITIS A.Avogadro Torino

Caro Alessio,
come puoi vedere nella figura (http://www.ec.gc.ca/scitech/2A953C90-CC12-42B2-BD0A-B51FECC2AEC3/A.7_e.j...), in effetti appaiono diverse oscillazioni nelle concentrazioni dei principali gas serra (CH4, CO2 e NO2) ben correlate con quelle della temperatura. Tali oscillazioni sono più regolari ed estreme negli ultimi 400.000 anni circa, e più irregolari e meno estreme (massimi e minimi meno pronunciati). I dati relativi ai 100.000 anni più recenti mostrano inoltre più fluttuazioni piccole (le linee appaiono più "spesse") ma questo è soltanto dovuto al fatto che il ghiaccio superficiale è meno compatto, perché meno schiacciato, e quindi si può evidenziare un migliore dettaglio. Consideriamo anche che il massimo dettaglio possibile, anche nel ghiaccio più recente, non può superare, in media, i 70 anni, che è il tempo necessario affinchè il ghiaccio sigilli le bollicine d'aria al suo interno (questo significa che 70 anni è il tempo di media da considerare nella valutazione dei dati).
A livello di valori, notiamo che i livelli di CH4 oscillano tra 400 e 700 ppb (parti per bilione, o miliardo - in soldoni, 400 ppb significa che, su un miliardo di molecole, 400 sono di metano), quelli di CO2 da 180 e circa 300 ppm, e quelli di NO2 da 200 a 280 circa. I valori segnati come temperatura sono in realtà valori di deltaD, ovvero anomalie di deuterio, che è un isotopo dell'idrogeno, cioè un atomo di idrogeno con un neutrone in più, e sono correlabili alla temperatura "al contrario", cioè quando il deltaD è alto, la temperatura è bassa. In particolare, l'intervallo di temperatura tra periodi glaciali ed interglaciali è di circa 10-12°C.
Un'analisi accurata delle temporizzazioni di massimi e minimi mostra che i segnali di temperatura precedono quelli di variazione dei gas serra di un periodo di circa 500-700 anni.
A cosa sono dovute le oscillazioni? Questo è un discorso molto complesso e non è semplice da spiegare, cercherò di farlo nel modo più semplificato possibile.
Il fattore di base è una variazione della quantità di radiazione solare media stagionale in arrivo sulla Terra. L'orbita terrestre non è fissa ma varia, e tre sono i fattori principali di variazione: l'eccentricità dell'orbita, la variazione dell'inclinazione dell'asse terrestre e la precessione degli equinozi (vedi http://it.wikipedia.org/wiki/Cicli_di_Milankovitch). Le variazioni sono cicliche, e sono chiamate cicli di Milankovitch dal nome dello scienziato serbo che per primo li associò alla variazione della radiazione. Tra questi, quello legato alla variazione dell'eccentricità dell'orbita terrestre (che varia tra circa 0 e 0.05) ha una periodicità di 100.000 anni, che coincide all'incirca con la periodicità delle variazioni di temperatura e gas serra negli ultimi 400.000-600.000 anni.
Quello che cambia in un'orbita ellittica rispetto ad un'orbita circolare è la distanza Terra-Sole. Integrata su un intero anno di orbita, la radiazione complesiva che giunge sulla Terra non varia sensibilmente nel suo complesso, ma può variare la sua distribuzione stagionale e regionale, ed in particolare varia la quantità di radiazione in arrivo nelle zone polari d'inverno. Questa piccola variazione non riesce a spiegare da sola la variazione di 10-12°C, però qui entrano in gioco i meccanismi di interazione (feedback) che amplificano gli effetti. Nella fattispecie, i meccanismi principali che agiscono sono quello ghiaccio-albedo e quello dei gas serra. Il feedback ghiaccio-albedo consiste in questo: se arriva più radiazione solare ai poli, fa più caldo, il ghiaccio inizia a fondere (ai bordi), rimane esposta più superficie terrestre che, non esendo bianca come il ghiaccio, assorbe più radiazione solare e scalda di più, facendo fondere ulteriormente il ghiaccio. Il feedback dei gas serra consiste in questo: se arriva più radiazione solare ai poli, fa più caldo, l'acqua evapora maggiormente (è una legge fisica) ed anche il CO2 viene immesso maggiormente in atmosfera (dall'acqua: processo di degassificazione, analogo all'effetto spumente caldo), inoltre il permafrost polare fonde ed emette metano, ma acqua, CO2 e metano sono gas serra, e più gas serra intrappolano più energia termica scaldando ancora di più ecc. Nota che entrambi i feedback agiscono anche al contrario. Il processo ad un certo punto si interrompe perché agiscono altri feedback che rallentano il riscaldamento o il raffreddamento.
Cordiali saluti
Claudio Cassardo

Caro Alessio,
il Prof. Cassardo è stato estremamente esauriente e ha messo bene in evidenza la complessità dei processi naturali. Gli effetti sinergici e il continuo feedback di un processo sull'altro determinano degli equilibri delicatissimi che rendono il mondo che ci circonda molto fragile. E' a questo che l'uomo dovrebbe pensare tutte che volte che con arroganza pensa di poter disporre a piene mani di tutto ciò che la natura con fatica e in tempi lunghissimii ha creato: uso massiccio delle riserve di combustibili fossili, metalli e minerali, disboscamento e cementificazione, modifica del corso dei fiumii (giusto per fare qualche esempio).
Un caro saluto
Margherita Venturi

Domanda posta da AlbertoMussinatto del gruppo V A - ITIs 'Amedeo Avogadro' - Torino
Risposta di:

Che cosa sono le particelle killer?Dove si verificano?Da che cosa sono composte?Da quanti anni c'è questo fenomeno? Surra Antonio e Walid Elataoui

Cari Antonio e Elataoul,
purtroppo non credo di aver capito la vostra domanda; cosa intendete per particelle killer? Parlate delle polveri sottili, immesse nell’atmosfera per combustione dei combustibili fossili, o delle particelle ad alta energia che sono presenti nei raggi cosmici? Aspetto, quindi, una vostra replica. A presto e cari saluti, Margherita

Carissimi,
"particelle killer" è un termine molto generico usato per indicare diverse sostanze, a seconda del problema. Recentemente, ad esempio, tale denominazione è stata data a delle nanoparticelle contenute nei vaccini per l'influenza H1N1 approvati per essere utilizzati in Germania e nei paesi Europei che, secondo l'allarme lanciato dall'economista e politologo William Engdahl, attaccherebbero le cellule sane delle persone. Cosa che non so giudicare quanto sia vera.
Tuttavia, presumo che vi riferiate piuttosto alle particelle inquinanti presenti nell'aria. La miscela di gas che respiriamo, infatti, si discosta leggermente da quella che si legge sui libri di testo (78,9% Azoto, 20,9% Ossigeno, 0,93% Argon, circa 0,03% CO2 e molti altri gas, come Neon, Elio, Metano, Kripton, Idrogeno, Xeno, NO, NO2, SO2, ..., in quantita’ minime) per la presenza di composti che, se inalati per lungo tempo, sono in grado di provocare malattie invalidanti, talora mortali. Tali particelle, denominate particelle killer, non alterano in modo significativo la composizione percentuale dell'atmosfera sopra elencata se non a livello dei composti in tracce, ed hanno le più disparate origini: sono immesse in aria tramite aereosol o vapori di scarto di lavorazioni industriali, o sono prodotte, ad esempio, dallo sfregamento dei pneumatici oppure dall’erosione dei freni o delle frizioni delle auto, e così via.
Il problema dell’inquinamento atmosferico affligge l’umanità sin dalla scoperta del fuoco, tuttavia è soltanto dopo la Rivoluzione Industriale che ha cominciato ad influenzare concretamente la qualità della vita umana, a causa dell’aumento delle emissioni ed anche dell’espansione degli agglomerati urbani. Nel secolo scorso, condizioni eccezionali di inquinamento atmosferico hanno provocato marcati aumenti della mortalità, evidenti nel giro di uno o pochi giorni, ben documentati negli episodi nella Valle della Mosa (1930), a Donora (1948), e soprattutto nel caso di Londra (1952), in cui le condizioni avverse perdurarono circa una settimana causando oltre 4000 vittime. Fino a una cinquantina di anni fa si riteneva che le concentrazioni di inquinanti raggiunte nelle città dei Paesi economicamente più avanzati fossero prive di rischio. Tuttavia, ulteriori studi fecero progressivamente emergere che il problema dell’inquinamento era serio ed a scala globale, e che per di più non era possibile determinare una soglia di inquinamento al di sotto della quale non fosse misurabile un eccesso di mortalità. Soltanto in epoca molto recente, sono stati eseguiti degli studi sulla qualità dell’aria e si sono conseguentemente installate delle reti osservative di monitoraggio dei principali inquinanti; tuttavia, le serie di osservazioni disponibili sono comunque frammentarie e non più lunghe di 1-2 decenni, con rarissime eccezioni. Uno studio recente relativo ad alcuni inquinanti a Torino lo trova qui (http://personalpages.to.infn.it/~cassardo/pensieri/2008_01_13.html).
Una delle sostanze killer è certamente l'amianto, che in Italia, dal 1992 è stato messo al bando, nel senso che non si può produrre e quello esistente andrebbe smaltito (in linea teorica, perché purtroppo ce n'è ancora tantissimo in giro: basti pensare all’Eternit di Casale Monferrato, dove sono morti migliaia di operai e spesso anche i loro familiari, o alla ex Italcantieri di Monfalcone). L’amianto, è composto da fibre autosfaldanti che si disperdono nell’aria in forma di microparticelle killer che si respirano e si portano a casa annidate tra gli indumenti, o si ingeriscono con il cibo. Esso veniva utilizzato in forma di polvere e miscelato a calce per i rifinimenti delle pareti interne delle case, e lo si ritrova ancora in alcuni vecchi tipi di piastrelle, nei tubi per acque di scarico, nell'eternit, nelle coperture ondulate dei tetti e nei rivestimenti di tubi. Lo smaltimento dell'amianto esistente dovrebbe essere condotto con tecniche specializzate che ne evitino l'accumulo in aria, mentre spesso lo si vede abbandonato alle intemperie in vecchie industrie dismesse (per esempio, in diversi capannoni lungo la ferrovia nel centro di Torino) oppure buttato via in discariche non autorizzate.
Ma l'amianto, come dicevamo, è soltanto uno dei composti che nuoce alla salute. In realtà non esistono, al giorno d’oggi, studi particolareggiati sugli effetti di queste sostanze “estranee” che compongono la miscela che respiriamo ogni giorno nelle nostre città sul metabolismo e quindi sulla salute dell’individuo. Esistono invece diversi studi che si riferiscono alle cosiddette polveri sottili, nome generico con cui si indicano particelle di varia natura il cui diametro è inferiore ad una certa soglia, generalmente 1 o 10 micron, la cui alta concentrazione è ritenuta pericolosa perché particelle così piccole non vengono filtrate dal nostro apparato respiratorio e possono penetrare fino ai polmoni. Una notizia su uno di questi studi la si trova qui (http://www.ecologiae.com/emissioni-diesel-pericolose-si-pensava/6782/).
La concentrazione di tali particelle è massima nelle città e nelle zone altamente industrializzate, in quanto le polveri sono prodotte generalmente dai processi di combustione di prodotti contenenti alte percentuali di impurità (quindi carbone e oli non raffinati, come nafta, gasolio, kerosens, ecc.). Per quanto riguarda il traffico autoveicolare, i motori diesel producono più particolato di quelli a benzina.
Cordiali saluti
Claudio Cassardo

Domanda posta da AnnalisaPorta del gruppo II A - ITIs 'Giulio Cesare Faccio' - Vercelli
Risposta di:

Si stanno effettuando degli esperimenti per provare a ricostruire artificialmente la molecola dell'ozono?Se sì quali? Surra Antonio e Walid Elataoui

Cari Antonio e Elataoul,
in laboratorio l’ozono si può ottenere molto semplicemente per azione di scariche elettriche sull’ossigeno molecolare. Fra l’altro questo è quello che succede durante i temporali (i fulmini in parte trasformano l’ossigeno in ozono), ma accumulo di ozono si ha anche negli ambienti piccoli e poco aerati in cui lavorano a pieno ritmo tante fotocopiatrici: la sua presenza è facilmente rivelabili perché ha un caratteristico odore pungente. Ricordo che l’ozono, così utile nell’alta atmosfera per schermare i raggi ultravioletti, è molto tossico per l’uomo.
Cari saluti, Margherita

Carissimi,
Non mi pare che esistano, nel mondo reale, esperimenti di tal tipo, che io sappia, a parte i film di fantascienza. So solo di un articolo uscito nel 1995 su Physics Letters A di Gurevich et al. riguardo un'idea di ricreare lo strato di ozono usando le microonde, ribadito dallo stesso autore nel 2000 su Phys.-Usp., ma non mi sembra che ci sia stato un seguito. Qualcuno dice addirittura che sia impossibile (risposta 91 qui http://quest.nasa.gov/sso/chats/archive/12-1-98so.html), almeno per quanto riguarda il farlo in stratosfera, e compatibilmente con la tecnologia di oggi.
Cordiali saluti
Claudio Cassardo

Domanda posta da AnnalisaPorta del gruppo II A - ITIs 'Giulio Cesare Faccio' - Vercelli
Risposta di:

Cosa succederà quando non si userà più il petrolio? Ayoub kerroumi Qual è sarà l'impatto per le aziende petrolifere quando immetteranno nel mercato fonti alternative? Ayoub kerroumi

Caro Kerroumi,
certamente le aziende petrolifere subiranno un grosso impatto, ma starà a loro fare di necessità virtù. Non dimentichiamo però che il petrolio è una materia prima indispensabile: dal petrolio infatti si ottengono le materie plastiche, molte fibre tessili, i farmaci, giusto per fare qualche esempio. Quando sarà finito il petrolio molte altre industrie ed aziende andranno in crisi, la nostra società andrà in crisi, tanto è vero che qualcuno dice che bruciare il petrolio per ottenere energia è un’azione molto stupida, paragonabile a quella di bruciare i migliori mobili di famiglia per riscaldarsi.
Cari saluti, Margherita

Gentile Ayoub Kerroumi,
in relazione alla prima domanda "Cosa succederà quando non si userà più il petrolio?", posso dirti che è un'ottima domanda, alla quale è peraltro molto difficile dare una risposta definitiva senza cadere nella divinazione.
Comincerei con il premettere che, al momento, non c'è un rischio immediato che il petrolio finisca. Ci sono varie stime, che differiscono anche sensibilmente in quanto non si sa esattamente a quanto ammontino le scorte, né quanto crescerà in futuro la domanda. Però è stato virtualmente raggiunto il picco della produzione petrolifera a livello mondiale (ci sono lievi differenze di opinione sulla data esatta, in quanto qualcuno sostiene che sia già stato raggiunto e qualcun altro che avverrà tra 5-10 anni, ma si tratta comunque di differenze che non alterano il senso del discorso).
Qual è l'impatto che il superamento del picco di produzione (non parliamo ancora di esaurimento delle scorte) comporterà sul nostro sistema di “sviluppo”? La prima conseguenza è che la produzione non starà più al passo con la domanda. La seconda, conseguenza della prima a seguito di una basilare legge di mercato, è che il prezzo del petrolio salirà inesorabilmente.
Tutto questo avrà delle conseguenze importanti sullo stile di vita. Teniamo conto che l’intero sistema economico, e quindi la struttura stessa della nostra società, di tipo "occidentale", si regge su forniture costanti, affidabili e soprattutto economiche di petrolio. Il petrolio consente i trasporti (aerei, navi, autoveicoli), il riscaldamento, la produzione industriale ed è usato per generare elettricità. Inoltre la maggioranza degli oggetti che usiamo quotidianamente (la plastica, tanto per citarne uno, quindi i computer, le sedie, le siringhe, le medicine, gran parte degli autoveicoli, ecc.) è basato sul petrolio. Anche l'incremento della produzione agricola è stato reso possibile dal petrolio (molti fertilizzanti e concimi derivano da combustibili fossili). Se vogliamo, possiamo dire che anche l'esplosione demografica registrata a partire dalla rivoluzione industriale è stata sicuramente favorita, e si è basata, sulla disponibilità di energia a basso costo: dapprima il legno, poi il carbone ed ora il petrolio.
Se la domanda di petrolio supererà l'offerta, cosa più che probabile visto che l'incremento demografico non accenna a diminuire e che molti Paesi stanno sviluppandosi velocemente moltiplicando la loro richiesta di disponibilità di energia, il prezzo del petrolio salirà. Si entrerà in una nuova era in cui i prezzi avranno delle forti oscillazioni dovute alle variazioni di domanda legate al prezzo stesso, in quanto con prezzi altissimi non tutti potranno permettersi di acquistarlo, per cui la domanda calerà e con essa il prezzo, ma un prezzo più basso farà riaumentare la domanda, e così via, con una tendenza generale al rialzo dato che le scorte via-via si esauriranno.
Talora vi saranno alcuni crolli temporanei del prezzo, legati al fatto che un prezzo mediamente più alto renderà economicamente convenienti sistemi di estrazione del petrolio attualmente non convenienti (come ad esempio quello dai ghiacci artici), ma si tratterà di fenomeni transitori in quanto le riserve sono piccole e la domanda sarà sempre maggiore.
Se qualitativamente questo è quanto è lecito attendersi nei prossimi anni, risulta più difficile definire con maggiore dettaglio le tempistiche ed i livelli, in quanto molto dipende dal tipo di sviluppo che vi sarà nel mondo, che a sua volta dipende da vari fattori come ad esempio lo sviluppo demografico.
Anche l'utilizzo di fonti energetiche alternative potrà contribuire non poco ad un rallentamento della domanda di petrolio. Però ... esistono dei se e dei ma. L'energia di tipo solare, eolico, ecc. non può sostituire il petrolio, perché non ci consente di produrre plastica, catrame, fertilizzanti, insomma tutto ciò che ci serve, ma consente di produrre elettricità, e per di più in modo fortemente irregolare, cosa attualmente non supportata e supportabile dal sistema di distribuzione elettrica nazionale e mondiale. L'idrogeno è un vettore, non inquina ma va prodotto, e per produrlo serve energia - al momento si usa il petrolio per produrlo, e per di più con un rapporto energetico in perdita. Si può pensare, in futuro, di usare centrali solari per produrre l'idrogeno: esistono già dei progetti in tal senso (http://adria.blogolandia.it/2009/02/04/idrogeno-da-fotovoltaico-il-futur...). I biocombustibili potrebbero sostituire il petrolio, peccato però che, attualmente, non basterebbe disboscare l'intera superficie terrestre ed adibirla a coltivazioni di mais ed altre piante per produrre i biocombustibili necessari per soddisfare completamente l'attuale domanda. Dubito che, in un prossimo futuro, si riesca a rendere così tanto più efficiente questa tecnica, che quindi rimarrà valida solo per mercati di nicchia e piccole produzioni, magari in certi luoghi. Rimane il nucleare, attualmente forse l'unica fonte energetica in grado di sostituire il petrolio. Con tutte le problematiche legate alla gestione delle scorie.
Di sicuro, il modo migliore per limitare i problemi sarebbe quello di trasformare lo stile di vita della nostra società, attualmente basato sul concetto di crescita infinita (basta sentire o leggere sui media tutti i discorsi che si fanno sulla crescita del PIL, che deve sempre salire), concetto che cozza però contro la realtà di un sistema - la nostra Terra - che infinito non è. Stabilizzare la popolazione mondiale su un livello che permetta di vivere sul pianeta in modo sostenibile, modificare lo stile di vita in modo da diminuire la richiesta di energia, diminuire l'inquinamento, passare da uno stile di vita prettamente consumistico - usa e getta - ad uno più conservativo - usa e, se si rompe, ripara prima di buttare via - sarebbero fattori che aiuterebbero a rendere molto meno traumatica la transizione tra l'era del petrolio e quella successiva. Senza contare che, diminuendo la domanda di petrolio, si potrebbe preservare questa preziosa risorsa per un tempo maggiore, utilizzandola di più per produrre ciò di cui la nostra società ha più bisogno. Utopie? Forse. Resta però il fatto che, prima o poi, il petrolio comunque finirà. E, se continueremo nella crescita infinita senza preoccuparcene, al di là del fatto che i prezzi del petrolio saliranno alle stelle, comunque un giorno, sia pur lontano, succederà che qualcuno andrà a fare il pieno di benzina e si sentirà dire: "mi dispiace, ma il petrolio è finito. FINITO".

Per quanto riguarda la seconda domanda, "Qual è sarà l'impatto per le aziende petrolifere quando immetteranno nel mercato fonti alternative? ", beh, direi che, da un punto di vista meramente economico, se io sono l'unico a vendere l'indispensabile prodotto X ed un certo giorno compare un nuovo venditore che vende il prodotto Y che è utilizzabile come X, sicuramente da quel momento i miei affari diminuiranno. Però ... tenendo conto che, al momento attuale, la domanda di petrolio è in continua crescita, che lo sviluppo delle fonti alternative procede molto (troppo) lentamente, che il costo dell'energia prodotta con fonti alternative è al momento superiore a quello di quella prodotta col petrolio (su questo, in realtà, ci sarebbe da fare un lungo discorso su come sono calcolati i costi, e su come sia difficile quantificare nella sua globalità il costo per ogni singola fonte, considerando tutti i costi associati), che sviluppare fonti alternative di energia richiede un investimento iniziale che deve essere deciso dal singolo governo (ed in Italia temo che dovremo attendere moltissimo...), credo che, soprattutto all'inizio, la flessione per le aziende petrolifere, se ci sarà, sarà molto dolce. E comunque vale il discorso che ho fatto nella risposta precedente: per molti aspetti, il petrolio è attualmente insostituibile. Con l'energia solare non produco la plastica, e neppure con quella eolica. Per cui, forse, l'impatto è più ventilato come uno spettro di quanto non lo sarà nella realtà, almeno all'inizio.
Cordiali saluti
Claudio Cassardo

Caro Kerroumi,
per quanto riguarda la prima domanda "Cosa succederà quando non si userà più il petrolio?", una prima logica conclusione è che bisognerà, ma dovremmo farlo già da subito, abbandonare il nostro modello di sviluppo basato sul consumismo e passare ad un modello fondato sulla sostenibilità e sulla sobrietà. L’unica possibile soluzione è quella di lavorare su due fronti: consumare meno energia e trovare fonti alternative ai combustibili fossili.
Per consumare meno energia bisogna anzitutto eliminare gli sprechi. Il risparmio energetico è la risposta più immediata, più giusta, più economica e più efficace alla crisi energetica, oltre ad essere un dovere morale.
Si può consumare meno energia anche aumentando l’efficienza con cui viene usata. In questo campo c’è ampio spazio per interventi tecnologici: da una migliore coibentazione delle case ad una maggiore efficienza nei processi industriali, dalla riduzione delle perdite nei processi di conversione e trasmissione dell’energia all’uso di sistemi di illuminazione con resa più elevata e alla rinuncia delle auto private a favore dei trasporti pubblici. Risparmio ed efficienza energetica sono due pilastri per costruire un mondo migliore.
Per quanto riguarda le fonti energetiche alternative le scelte sono due: energia nucleare ed energie rinnovabili (queste ultime sono, in larga parte, energia solare diretta o indiretta).
Anche ammesso che la pericolosità degli impianti nucleari sia oggi estremamente ridotta (ma questo veniva baldanzosamente affermato anche prima della catastrofe di Chernobyl) l’uso di energia nucleare da fissione presenta notevoli problemi: (a) il collocamento delle scorie, parte delle quali permangono radioattive per centinaia di migliaia di anni; (b) i rischi connessi alla proliferazione delle arme atomiche; (c) la possibilità di attacchi terroristici; (d) la relativa scarsità del combustibile (uranio); (e) la necessità di ingenti investimenti di capitale per lunghi periodi di tempo.
Una soluzione sensata sta allora nell’energia solare e nelle altre energie rinnovabili. il Sole è una “stazione di servizio” che starà aperta per miliardi di anni, che può direttamente alimentare tutte le zone della terra e che ci fornisce in 1 ora la quantità di energia che l’umanità consuma in un intero anno. Tutta questa energia che ci deriva dal Sole può essere utilizzata in modo indiretto (energia idroelettrica, energia del vento, gradienti di temperatura dei mari), o diretto attraverso la conversione in calore, elettricità o combustibili. Nei luoghi adatti è poi anche possibile sfruttare altri tipi di energia rinnovabile, come l’energia geotermica e quella delle maree o delle onde del mare.
Cari saluti, Margherita

Domanda posta da AnnalisaPorta del gruppo II A - ITIs 'Giulio Cesare Faccio' - Vercelli
Risposta di:

Quando verranno introdotte sul mercato le nuove macchine ad idrogeno e quando verranno introdotti definitivamente i carburanti alternativi ? Quali sono i costi, i consumi e la differenza di rendimento rispetto a un motore attuale? - Shevandin Gregory 2°itaer Vercelli

Caro Gregory,
purtroppo sono solo una chimica e non so rispondere alle tue domande relative ai costi, i consumi e al rendimento delle macchine a idrogeno, che sono più consone ad un ingegnere. Ti posso, però, dire che l’idrogeno, contrabbandato come il combustibile del futuro perché non inquina e dà come prodotto della sua combustione solo acqua, in realtà ha tante controindicazioni. La cosiddetta “economia all’idrogeno” è un problema molto complesso che difficilmente troverà una soluzione in tempi rapidi. Giusto per sottolineare qualche punto:
A differenza dei combustibili fossili che si trovano in giacimenti naturali, l’idrogeno molecolare (la forma dell’idrogeno utilizzabile per ottenere energia) non esiste sulla Terra e, quindi, bisogna farselo. Questo significa che l’idrogeno molecolare non è una fonte primaria di energia, anzi essendo il prodotto di processi che richiedono energia non si può neppure dire che l’idrogeno sia un combustibile.
Non si può neppure dire che l’idrogeno è “pulito”, perché lo è o non lo è a seconda della fonte di energia usata per ottenerlo.
L’idrogeno è un gas a bassissima densità e a temperatura e pressione ambiente occupa un volume 3000 volte superiore a quello di una quantità di benzina in grado di produrre la stessa energia. Per trasportarlo è allora necessario comprimerlo o liquefarlo (processo, fra l’altro, molto costoso). Tutte queste difficoltà si trovano se si vuole alimentare con l’idrogeno un veicolo.
L’idrogeno è pericoloso da maneggiare e i primi distributori di idrogeno sono già stati chiusi per problemi di sicurezza. Alcuni studiosi sostengono che, se si esamina il problema da un puro punto di vista fisico e chimico senza assunzioni futuristiche, l’uso dell’idrogeno per alimentare i veicoli non sarà mai conveniente rispetto all’uso dell’alimentazione elettrica.
Parli anche di carburanti alternativi, intendi biocombustibili come ad esempio bioetanolo da granoturco, canna da zucchero e barbabietola; biodiesel da oli vegetali? Bisogna subito chiarire che non sarà possibile sostituire i combustibili fossili, al ritmo degli attuali consumi, con quelli ottenuti da biomasse: ad esempio, è stato calcolato che in Europa, per sostituire solo il 5% dei consumi di benzina e gasolio con biocombustibili ottenuti con le tecnologie oggi disponibili, si dovrebbe dedicare a queste colture il 20% dei terreni coltivabili. Occorre porre anche particolare attenzione alla resa energetica effettiva della coltivazione di biomasse, in quanto, come tutte le coltivazioni agricole, la produzione di biomasse richiede ingenti quantità di energia. Infine, si deve evitare che l’uso di terre fertili per produzione di biocombustibili vada a scapito della produzione di cibo.
Cari saluti, Margherita

Caro Gregory,
qui devo dire che mi cogli un po' impreparato. Innanzitutto chiariamo un punto. L’idrogeno non è una fonte energetica, ma un vettore. Significa che bisogna produrlo. Inoltre, l’idrogeno in sé non inquina poiché rilascia solamente vapore acqueo (si combina con l'ossigeno), ma la sua produzione sì. Normalmente lo si ottiene dall’acqua attraverso un processo denominato elettrolisi, oppure lo si può anche ottenere dal metano (CH4), però producendo CO2. Il problema principale è che per produrre un valore di idrogeno pari ad 1, bisogna impiegare 1,4 di energia, ossia c’è un rapporto in perdita. Attualmente l'idrogeno lo si produce col petrolio, anche se esistono centraline solari in Trentino (prototipi). Quindi questo ci dice che, oggi, è possibile far viaggiare un’automobile ad idrogeno, ma da un punto di vista economico ha poco senso. Inoltre c'è il discorso legato alla sicurezza (l’idrogeno è altamente infiammabile e quindi viaggiare con un serbatoio pieno di idrogeno è particolarmente pericoloso) e, soprattutto, quello legato alla distribuzione. Per il lancio del mercato, non essendo un esperto, posso dirle quanto ho sentito: se ne parla non prima di qualche anno. Ormai quasi tutte le grandi compagnie hanno testato dei prototipi, ed alcune reclamizzano imminenti lanci sul mercato, come Opel che 6 mesi fa parlava del 2010, o Hitachi nel 2013. In relazione ai carburanti alternativi - imamgino che si riferisca ai biocombustibili -, devo dire che, allo stato attuale, non sembrano garantire nè il quantitativo sufficiente nè la riduzione di inquinamento che si sperava. Su questo sito (http://personalpages.to.infn.it/~cassardo/pensieri/2008_01_27.html) ho trattato in passato questa questione e te ne suggerisco la lettura.
Sui dettagli tecnici (costi, consumi e differenze di rendimento), sinceramente, confesso di non saperne più di tanto. Magari si potrebbe utilizzare la modalità "panel discussion" coinvolgendo anche gli altri esperti.
Cordiali saluti
Claudio Cassardo

Domanda posta da AnnalisaPorta del gruppo II A - ITIs 'Giulio Cesare Faccio' - Vercelli
Risposta di:

che rapporto c'è tra produzione ed inquinamento?

Buongiorno,
la sua domanda utilizza due parole dal significato molto generale, quali produzione e inquinamento. In particolare, la parola produzione può riferirsi a molti ambiti, e per riuscire a darle una risposta considererò che lei intenda come produzione quella "energetica".
Per risponderle, inizio con una premessa. La produzione energetica continua avviene grazie a processi industriali usando diverse fonti, rinnovabili o no. Al giorno d'oggi l'umanità ricava ancora la maggior parte dell'energia da fonti non rinnovabili quali i combustibili fossili, che essenzialmente consistono in depositi di organismi morti, principalmente carbonio e idrogeno.
Si ottiene energia dai combustibili fossili, come dice la parola, mediante la loro combustione, cioè sono bruciati. Questa operazione produce o direttamente potenza (come nel caso dei motori a benzina o diesel) oppure elettricità e calore (centrali elettriche). La combustione provoca la reazione di carbonio e idrogeno con l'ossigeno atmosferico e si formano anidride carbonica (CO2), che ora si tende a chiamare biossido di carbonio, e acqua (H2O). Durante questa reazione viene liberato calore, che amplifica ulteriormente la reazione. L'elettricità viene generata trasformando l'energia termica (calore) in energia elettrica in una turbina o in un generatore.
Già questo fatto pone un serio problema di inquinamento atmosferico: ad esempio, la combustione del petrolio è responsabile di circa il 30% di tutte le emissioni di CO2 nell'aria. Tale gas (CO2), essendo un gas serra, è in grado di alterare il bilancio energetico del pianeta e le ricerche degli ultimi decenni hanno ormai stabilito che l'incremento di temperatura registrato dal 1970 è da ascrivere in gran parte all'immissione di CO2 in atmosfera. Il gas naturale è basato sul metano (CH4), che è un altro gas serra dal potenziale ancora maggiore rispetto a quello di CO2, ed anche in questo caso le perdite di tale gas costituiscono inquinamento.
Tuttavia, la combustione dei combustibili fossili rilascia in atmosfera anche altre sostanze inquinanti naturalmente presenti in strutture del combustibile fossile, quali zolfo ed azoto. I processi di combustione, ed in particolare i loro residui, producono alcuni composti, in particolare gli acidi dello zolfo e dell'azoto, che hanno seri effetti seri sulla qualità dell'aria. Tra gli altri inquinanti ricordiamo i fumi, il particolato fine e gli idrocarburi aromatici, che possono essere dispersi nell'ambiente.
Nel caso delle centrali nucleari, anche l'energia nucleare va annoverata nel complesso dei combustibili fossili in quanto l'uranio attualmente esistente sulla Terra è un residuo di eventi passati e non può riformarsi.
Per completare la risposta, occorre parlare delle fonti energetiche rinnovabili. In linea teorica, esse sono praticamente inesauribili e disponibili in diverse forme, e non producono inquinamento. In pratica, non è proprio così vero in quanto non tutto è disponibile ovunque (l'energia solare è utilizzabile nelle zone con un livello di insolazione adeguato, i generatori eolici dove c'è vento, ecc., Sembra un discorso banale, ma i requisiti limitano comunque l'utilizzo di queste tecnologie, soprattuto la seconda. E poi esiste comunque un livello di inquinamento "nascosto" che va tenuto in considerazione, pur se inferiore a quello prodotto, per unità di energia prodotta, dalle fonti non rinnovabili. Ad esempio: nel caso dei pannelli solari, per la loro costruzione ed installazione, al momento è necessario utilizzare fonti non rinnovabili, e poi va messo in conto anche l'energia richiesta per il loro smaltimento, e l'inquinamento prodotto. Lo stesso discorso vale per altre fonti di energia.
Prof. Claudio Cassardo

Caro Roberto,
come già detto dal mio collega la domanda è molto generica e non del tutto chiara, soprattutto perché non capisco bene cosa si intenda per produzione. Se produzione sta per qualsiasi attività che l’uomo sviluppa per ottenere prodotti di vario tipo, la risposta è che c’è sicuramente una relazione. Poiché tutto ciò che produciamo richiede energia che, a sua volta, viene ottenuta quasi esclusivamente bruciando combustibili fossili che inquinano, si può dire, anche se in modo piuttosto semplicistico, che produzione uguale inquinamento.
E’ interessante a questo proposito fare qualche esempio; per mettere sul mercato 1 kg di carne è necessaria una spesa energetica equivalente a 7 litri di petrolio; per produrre una tonnellata (t) di fogli di carta è necessaria una quantità di energia pari a 0,8 tep (tonnellate equivalenti di petrolio); per le materie plastiche ci vogliono 1,5-3,0 tep/t e per l’alluminio servono circa 5 tep/t. Per fabbricare un automobile, poi, si utilizzano mediamente 3 tep/t, per cui si può stimare che, in uscita dalla fabbrica, un’auto abbia già consumato circa il 25% dell’energia totale che consumerà prima di essere rottamata, prima cioè che il residuo di energia in essa contenuto sia distrutto usando altra energia.
Un carissimo saluto
Margherita Venturi

Domanda posta da ROBERTOPRANZO del gruppo V AT - IIS 'Primo Levi' - Torino
Risposta di:

team-gianniContinua...

quanto influiscono sull'inquinamento le centrali che sfruttano il calore prodotto bruciando i combustibili fossili?

Buongiorno,
la sua è una domanda molto interessante e stimolante.
Per risponderle, inizierei col premettere che i combustibili fossili vengono utilizzati al fine di produrre l'energia necessaria agli esseri umani per quasi tutte le funzioni che svolgono. La produzione energetica continua avviene grazie a processi industriali usando diverse fonti, rinnovabili o no. Al giorno d'oggi l'umanità ricava ancora la maggior parte dell'energia da fonti non rinnovabili quali i combustibili fossili, che essenzialmente consistono in depositi di organismi morti, principalmente carbonio e idrogeno. I principali tipi di combustibili fossili per la produzione energetica sono carbone, olio e gas naturale.
Si ottiene energia dai combustibili fossili, come dice la parola, mediante la loro combustione, cioè sono bruciati. Questa operazione produce o direttamente potenza (come nel caso dei motori a benzina o diesel) oppure elettricità e calore (centrali elettriche). La combustione provoca la reazione di carbonio e idrogeno con l'ossigeno atmosferico e si formano anidride carbonica (CO2), che ora si tende a chiamare biossido di carbonio, e acqua (H2O). Durante questa reazione viene liberato calore, che amplifica ulteriormente la reazione. L'elettricità viene generata trasformando l'energia termica (calore) in energia elettrica in una turbina o in un generatore.
Già questo fatto pone un serio problema di inquinamento atmosferico: ad esempio, la combustione del petrolio è responsabile di circa il 30% di tutte le emissioni di CO2 nell'aria. Tale gas (CO2), essendo un gas serra, è in grado di alterare il bilancio energetico del pianeta e le ricerche degli ultimi decenni hanno ormai stabilito che l'incremento di temperatura registrato dal 1970 è da ascrivere in gran parte all'immissione di CO2 in atmosfera. Il gas naturale è basato sul metano (CH4), che è un altro gas serra dal potenziale ancora maggiore rispetto a quello di CO2, ed anche in questo caso le perdite di tale gas costituiscono inquinamento.
Tuttavia, la combustione dei combustibili fossili rilascia in atmosfera anche altre sostanze inquinanti naturalmente presenti in strutture del combustibile fossile, quali zolfo ed azoto. I processi di combustione, ed in particolare i loro residui, producono alcuni composti, in particolare gli acidi dello zolfo e dell'azoto, che hanno seri effetti seri sulla qualità dell'aria. Tra gli altri inquinanti ricordiamo i fumi, il particolato fine e gli idrocarburi aromatici, che possono essere dispersi nell'ambiente. I progressi tecnologici degli ultimi anni hanno fatto sì che molte misure per l'abbattimento di tali prodotti fossero implementate nelle centrali (pretrattamento del combustibile, abbattimento delle polveri, desolforatori, etc.) rendendo queste emissioni meno dannose. Nei paesi meno sviluppati questo tipo di impianti sono spesso molto dannosi, poiché a causa del loro alto costo di costruzione, le strutture di depurazione dei fumi non vengono costruite e ciò le rende delle pericolose fonti di inquinamento.
Infine, nelle centrali elettriche, l'elettricità viene generata trasformando l'energia termica (calore) in energia elettrica in una turbina o in un generatore. Le centrali elettriche sono molto costose da costruire, ma una volta realizzate garantiscono un'alta efficienza di conversione di combustibile in energia. Tuttavia, a volte viene prodotta piu' energia di quella realmente necessaria, perché l'elettricità sovrapprodotta non può essere immagazzinata.
Claudio Cassardo

Caro Roberto,
aggiungo anch'io qualcosa alla risposta del mio collega che condivido pienamente.
Quando si parla di inquinamento atmosferico si tende ad attribuirne la colpa unicamente al traffico ignorando in maniera totale il contributo delle centrali termoelettriche (e dei grandi impianti industriali). Ciò è del tutto ingiustificato ed errato perché, ad esempio in Italia, la quantità di combustibili fossili usata nelle centrali termoelettriche è praticamente identica a quella utilizzata nei trasporti per via terra, acqua ed aria. Le proiezioni Eurostat prevedono poi che la quota di combustibili fossili per il termoelettrico tenderà ad assumere un’incidenza sempre maggiore rispetto a quella dei trasporti. Quindi le centrali contribuiscono all’inquinamento atmosferico in maniera consistente, almeno uguale se non maggiore del trasporto, provocando gli stessi danni all’ambiente e alla salute dell’uomo. Per quanto riguarda l’ambiente gli effetti, ormai sotto gli occhi di tutti, sono i cambi climatici dovuti al crescente accumulo in atmosfera dei gas serra e le piogge acide di cui sono responsabili gli ossidi di zolfo e di azoto. Per quanto riguarda, invece, l’uomo ricordo solo l’ozono e le polveri sottili, in particolare quelle con diametro inferiore ai 2.5 micrometri che penetrano fin negli alveoli polmonari e da questi direttamente nel sangue.
Un caro saluto
Margherita Venturi

Domanda posta da ROBERTOPRANZO del gruppo V AT - IIS 'Primo Levi' - Torino
Risposta di:

team-gianniContinua...

Inquinamento: Meteorologia (3)

Il peggioramento dell'inquinamento può provocare un cambiamento dei fenomeni meteorologici?

Cara Simona,
la parola “inquinamento” sottintende tutta una serie di processi e di fenomeni che coinvolgono l’atmosfera, la terra e gli oceani, per cui una risposta generica non è possibile. Se parliamo di inquinamento atmosferico, allora restringiamo un po’ il campo. Un incremento della quantità di aerosol dispersi in atmosfera, in effetti, potrebbe influire sulla formazione delle goccioline di nubi, generando più nubi e, quindi, dando origine a fenomeni locali. Alcuni studi hanno in effetti evidenziato un incremento della nuvolosità sulle aree urbane, a causa della maggiore presenza di smog. Si tratta, comunque, di fenomeni a scala prettamente locale. La presenza di aerosol riduce anche la quantità di radiazione solare che arriva al suolo, per cui l’alta e la media troposfera si riscaldano a spese della bassa troposfera. Tuttavia, quest’ultimo fenomeno, più che cambiamenti sui fenomeni meteorologici, può avere conseguenze sul clima: in effetti, l’osservato leggero calo delle temperature medie globali tra il 1940 ed il 1975 viene attualmente spiegato proprio con il notevole incremento della produzione di aerosol dovuti alla combustione di combustibili fossili particolarmente “sporchi” (come ad esempio la nafta).
Anche le emissioni di gas serra costituiscono una forma di inquinamento, ed anche questo fatto ha, ed avrà sempre più, se le emissioni aumenteranno (come pare succederà), effetti “seri” sul clima, come abbiamo già ricordato in altre occasioni.
Cordiali saluti
Claudio Cassardo

Domanda posta da SimonaFalabino del gruppo IV AEA - ITAer 'Giulio Cesare Faccio' - Vercelli del gruppo V AEA - ITAer 'Giulio Cesare Faccio' - Vercelli
Risposta di:

In che modo è possibile misurare in maniera oggettiva e scientifica l'aumento dell'effetto serra e l'aumento del buco dell'ozono?

Cara Simona,
per quanto riguarda l’effetto serra, poiché esso è causato dai cosiddetti gas serra (ovvero da quei gas presenti in atmosfera, di origine sia naturale che antropica, che assorbono ed emettono a specifiche lunghezze d'onda nello spettro della radiazione infrarossa, emessa dalla superficie terrestre, dall'atmosfera e dalle nuvole: tra essi, i principali sono il vapore acqueo, il biossido di carbonio, l'ossido di diazoto, il metano e l'ozono, più altri presenti in quantità molto inferiori), un metodo di misurare l’incremento dell’effetto serra consiste nel misurare le concentrazioni di tali gas. In questo modo, utilizzando le conoscenze fisico-chimiche attuali, è possibile risalire alle forzanti radiative di tali gas e dedurre l’effetto sulle fluttuazioni di temperatura. Naturalmente, le misure di concentrazione hanno un’incertezza che poi si propaga sul risultato finale. Altre fonti di incertezza sono intrinseche al sistema climatico, che è altamente non lineare. Un altro metodo per stimare l’incremento di effetto serra può essere quello di valutare l’incremento della temperatura, che è la grandezza che funge da indicatore, naturalmente a scala globale. Infine, un terzo metodo può essere quello di determinare tutte le componenti del bilancio della radiazione che interagisce col sistema Terra-atmosfera, vale a dire la radiazione solare (ad onda corta) e quella atmosferico-terrestre (ad onda lunga), in modo da risalire direttamente alle forzanti radiative. A tale scopo, i satelliti forniscono attualmente un utile supporto.
Tutti e tre i metodi che ho ora descritto sono utilizzati dagli scienziati, e, pur nell’ambito delle incertezze che ogni misura comporta, sono abbastanza unanimi nell’evidenziare un incremento dell’effetto serra naturale negli ultimi 160 anni. A tale proposito, ti posso consigliare la lettura di questo sito (http://personalpages.to.infn.it/~cassardo/pensieri/2009_10_15.html), in cui è riportata la traduzione in italiano di un interessantissima ricostruzione storica, fatta da Spencer Weart, delle varie scoperte scientifiche, a partire dal calcolo di Arrhenius del 1896, sull’effetto serra e sul riscaldamento globale.
Per quanto riguarda, invece, il buco dell’ozono, le cose sono diverse. Se il gas ozono fu scoperto nel 1840 da Schönbein, le prime misure di ozono “a terra” vennero eseguite verso la fine di quel secolo, quando si scoperse che l’ozono assorbiva la radiazione ultravioletta. Dobson sviluppò nel 1929 lo spettrometro che porta il suo nome e che è ancora oggi usato per misurare il contenuto totale di oznon nella colonna d’aria sopra la nostra testa. Negli stessi anni vennero dedotte, da Chapman, le reazioni che coinvolgono la radiazione ultravioletta e l’ozono in alta atmosfera. La scoperta, poi, che lo strato di ozono stratosferico presenta un assottigliamento marcato sopra le aree polari è invece molto più recente e avviene solo tra il 1970 ed il 1985, quando si vide che l’assottigliamento dello strato di ozono sopra le regioni polari, ed in particolare sopra l’Antartide, aumentava di anno in anno. Proprio in quegli anni fu coniata la denominazione “buco dell’ozono”. Poco prima, nel 1970, gli scienziati Paul Crutzen, Mario Molina e F. Sherwood Rowland dimostrarono come i clorofluorcarburi siano in grado di distruggere l'ozono. Essi hanno vinto il Premio Nobel per la Chimica nel 1995 per questo motivo.
A seguito delle evidenze sperimentali, nel 1987, sotto la pressione delle associazioni ambientaliste, della comunità scientifica, dell'opinione pubblica, venne firmato il protocollo di Montreal, che imponeva la progressiva riduzione della produzione dei Clorofluorocarburi (CFC), i gas ritenuti responsabili dell’aumento dell’assottigliamento dell’ozono. La scoperta del buco, di minore ampiezza ed intensità, anche sopra il Polo Nord contribuì al decremento della produzione di CFC. Tuttavia, dati i lunghi tempi di residenza di tali composti in stratosfera, si sta appena cominciando adesso ad osservare una stabilizzazione delle concentrazioni invernali di ozono stratosferico sopra le zone polari. Inoltre, vi sono ancora molti lati oscuri per quanto riguarda le reazioni chimiche che coinvolgono l’ozono stratosferico (vedi ad esempio quanto riportato qui: http://www.fi.cnr.it/r&f/n9/tomasi.htm).
Attualmente, l’ozono viene misurato o “in situ” o mediante tecniche di “remote sensing” (sensore lontano dal luogo di misura: questo tipo di misure include anche quelle da satellite). Normalmente le misure da satellite riescono a ricostruire le concentrazioni di ozono sfruttando misure di radiazione in diverse bande spettrali, alcune delle quali coincidono con le bande di assorbimento da parte dell’ozono della radiazione ultravioletta. Una buona descrizione delle diverse tecniche di misura si trova su questo sito: http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:coT4CbfImtoJ:www.campusunipart....
Cordiali saluti
Claudio Cassardo

Domanda posta da SimonaFalabino del gruppo IV AEA - ITAer 'Giulio Cesare Faccio' - Vercelli del gruppo V AEA - ITAer 'Giulio Cesare Faccio' - Vercelli
Risposta di:

Dagli anni '80 a oggi, la situazione ecologica è migliorata? Che cosa bisogna ancora fare? Fulchiero Eusebio__Pili Andrea

Caro Eusebio,
sicuramente, in questi 30 anni, quello che è migliorato è la conoscenza del problema ed anche la percezione dello stesso da parte delle persone, almeno fuori dal Terzo Mondo. Oggi si sa molto di più sul concetto di ecosistema e sugli inquinanti, ed esistono molti progetti pilota in giro per il mondo che hanno permesso e tuttora permettono di diminuire l'impatto ambientale delle attività umane. Però, parlare di miglioramento su scala globale è molto difficile. In questi trent'anni, la popolazione umana è aumentata, e sono proporzionalmente aumentati i poveri nel mondo. E' cinico dirlo, ma purtroppo solo i Paesi ricchi possono permettersi di dedicare attenzione e soprattutto risorse ai problemi ecologici. In molti casi, le risorse sono infatti utilizzate principalmente per la sopravvivenza.
E, comunque, esempi negativi non mancano, neppure da noi, che dovremmo essere uno dei Paesi ricchi. L'ecomafia è un esempio di attentato agli ecosistemi, descritto molto realisticamente in un capitolo del libro "Gomorra", ad esempio.
Il discorso su cosa fare si lega a quanto ho detto nella risposta ad un'altra domanda. La nostra società, per millenni si è arrogata il diritto di disporre a suo piacimento delle risorse del pianeta, non preoccupandosi delle condizioni dello stesso o delle altre forme di vita.
In passato, in molte occasioni antiche civiltà sono collassate per l'acuirsi di problemi che oggi definiremmo ecologici (molte civiltà dell'America precolombiana, e la stessa Mesopotamia, un tempo definita mezzaluna fertile, oggi un deserto, non solo per motivi di cambiamenti climatici).
Quello che c'è da fare, a mio giudizio, è ancora tantissimo: trasformare lo stile di vita della nostra società: stabilizzazione della popolazione mondiale, stile di vita sostenibile, diminuzione della richiesta di energia, diminuzione dell'inquinamento.
E' un compito immane, ma ne andrà del nostro futuro di umanità, ed è importante che proprio voi giovani ne siate a conoscenza.
Cordiali saluti
Claudio Cassardo

Domanda posta da AnnalisaPorta del gruppo II A - ITIs 'Giulio Cesare Faccio' - Vercelli
Risposta di:

Inquinamento: Patologie (13)

Quale tipo di inquinamento (dell'aria, delle acque, scorie radioattive, ecc...) è il più rischioso per la salute pubblica? Ci sarà un peggioramento nei prossimi anni? Potranno nascere nuove patologie a causa dell'inquinamento?

Rispondo alle tre domande
1. Tutti gli inquinamenti sono pericolosi. Alcuni sono ancora tossici anche a distanza di centinaia di anni.

2. Se non corriamo ai ripari, tutti..., ci sarà sicuramente un peggioramento dell'inquinamento.

3. Le zone con traffico pesante nelle città sono responsabili di una percentuale significativa di casi di asma infantile prevenibile. Il vero impatto dell’inquinamento atmosferico e le emissioni che causano malattie sono stati probabilmente sottovalutati. Uno studio, pubblicato sul Journal of Public Health, ha stimato che il 9% di tutti i casi di asma infantile erano attribuibili alla vicinanza del traffico. Lo studio ha considerato i dati del Children’s Health Study (CHS), uno studio longitudinale sulla salute del sistema respiratorio tra i bambini in 12 comunità del sud della California. I ricercatori hanno stimato il numero di casi di asma e complicanze correlate che si sono verificati a causa dell’inquinamento atmosferico, utilizzando le informazioni derivanti da studi epidemiologici che hanno poi confrontato con l’esposizione attuale all’inquinamento atmosferico e al traffico nella California meridionale. I risultati hanno evidenziato che circa 1.600 casi di asma infantile a Long Beach e 690 a Riverside potrebbero essere collegati alla vicinanza con strade molto trafficate. L’impatto della prossimità alla carreggiata con il carico globale delle malattie correlate con l’asma è notevole. L’inquinamento atmosferico è un contributo più importante per l’onere dell’asma infantile che è generalmente riconosciuto, soprattutto per episodi più gravi che richiedono visite in una clinica o al pronto soccorso.

Domanda posta da SimonaFalabino del gruppo IV AEA - ITAer 'Giulio Cesare Faccio' - Vercelli del gruppo V AEA - ITAer 'Giulio Cesare Faccio' - Vercelli
Risposta di:

Le piogge acide hanno conseguenze sulla salute delle persone?

Le precipitazioni acide non rappresentano un pericolo diretto per la nostra salute. Possono insorgere dei danni alla salute nel caso in cui ci si nutra di alimenti provenienti da acque acide, per esempio pesci che abbiano accumulato nel loro corpo grandi quantità di metalli tossici (alluminio, manganese, zinco, mercurio, cadmio) liberati dai suoli e dilavati nelle acque per effetto dell’acidificazione. In ogni caso, i danni più gravi sono provocati dagli inquinanti che causano le piogge acide (il biossido di zolfo e gli ossidi d’azoto). Questi gas interagiscono nell’atmosfera formando delle particelle di solfati e nitrati che possono essere trasportate anche a grande distanza dai venti; queste particelle possono poi essere inspirate e così penetrare in profondità nei polmoni. Le particelle più fini possono anche penetrare all’interno degli edifici e contribuire in questo modo al peggioramento della qualità dell’aria negli ambienti confinati. Molti studi scientifici hanno individuato una relazione tra gli elevati livelli di particelle fini presenti nell’aria ed un aumento delle patologie a carico del sistema circolatorio e respiratorio (soprattutto asma e bronchiti). Le emissioni di ossidi d’azoto costituiscono un serio problema per la salute anche perché sono in grado di reagire con i composti organici volatili causando la formazione dell’ozono (un composto la cui presenza è associata all’aumento di patologie come l’asma e l’enfisema) e di altri inquinanti secondari.

Domanda posta da SimonaFalabino del gruppo IV AEA - ITAer 'Giulio Cesare Faccio' - Vercelli del gruppo V AEA - ITAer 'Giulio Cesare Faccio' - Vercelli
Risposta di:

Premettiamo che il nostro gruppo di lavoro si è concentrato sulla proposta di raccomandazione relativa alla sensibilizzazione della gente nei confronti delle patologie legate all'inquinamento. Chiediamo pertanto se la creazione di un video informativo diffuso tramite media ,potrebbe avere un risvolto positivo sulla sensibilizzazione delle persone al problema dell'inquinamento.

Potrebbe essere una buona idea.
Luca Bertolaccini

Tutto il team Scienza Attiva e Agorà Scienza approva la vostra idea.
Se ne potrebbe fare un piccolo progetto 'satellite' di Scienza Attiva. Ne riparleremo...
Grazie per l'idea.
Il Team

Domanda posta da AndreiNedelcu del gruppo IV B - IIS "J.C.Maxwell" - Nichelino
Risposta di:

team-gianniContinua...

Sul documento è citato che il benzene è classificata come una delle sostanze più cancerogene per il nostro organismo, perchè allora non si potrebbero incentivare ancora di più (dato che gli incentivi statali sono scaduti a dicembre 2009) automobili che utilizzino carburanti differenti dalla benzina? (Federico Negro - IIIC geometri - Istituto Vittone)

Il benzene in aria è presente praticamente ovunque, derivando da processi di combustione sia naturali (incendi boschivi, emissioni vulcaniche) che artificiali (emissioni industriali, gas di scarico di veicoli a motore, ecc.). Nell’aria dei centri urbani la sua presenza è dovuta quasi esclusivamente alle attività di origine umana, con oltre il 90% delle emissioni attribuibili alle produzioni legate al ciclo della benzina: raffinazione, distribuzione dei carburanti e soprattutto traffico veicolare, che da solo incide per circa l’80% sul totale. Questo inquinante viene rilasciato dagli autoveicoli in misura prevalente attraverso i gas di scarico e più limitatamente tramite l’evaporazione della benzina dalle vetture nelle fasi di trasporto, stoccaggio e rifornimento nonché nei momenti di marcia e arresto, compresa la sosta prolungata in un parcheggio.
Il benzene è contenuto nelle benzine in cui viene aggiunto, insieme ad altri composti aromatici, per conferire le volute proprietà antidetonanti e per aumentarne il "numero di ottano" in sostituzione totale (benzina verde) o parziale (benzina super) dei composti del Piombo.
I fattori che condizionano la dose di benzene assorbita sono molteplici: variazioni stagionali delle concentrazioni dell’inquinante in aria, attività fisica, fumo di sigaretta, residenza in prossimità di vie di grande traffico o di sorgenti puntiformi di benzene, particolari condizioni presenti in ambienti chiusi quali case, uffici, ecc. Circa l’80% delle emissioni di benzene sono legate alla combustione di benzina, risultando quindi direttamente riconducibili al traffico autoveicolare. La guida di autoveicoli comporta un’esposizione proporzionale al tempo di guida, che risulta di circa 3-4 volte superiore a quella ambientale generale. L’importanza del traffico autoveicolare come fonte di inquinamento è testimoniata dal fatto che in popolazioni rurali la concentrazione di benzene nel sangue risulta significativamente più bassa rispetto a quella di chi vive in città. Va comunque segnalata l’importanza delle fonti domestiche di benzene, in grado, secondo alcuni autori, di condizionare i livelli biologici dell’inquinante più di quelle ambientali generali ed autoveicolari in particolare. Il fumo di tabacco rappresenta la maggiore fonte individuale di benzene per la popolazione generale non esposta professionalmente. Esso è presente nel fumo di una sigaretta in una concentrazione media piuttosto rilevante (variabile a seconda del tipo di tabacco): tanto che chi fuma 20 sigarette al giorno inala una quantità di benzene molto più elevata anche rispetto a chi si trova esposto a questa sostanza lungo strade molto trafficate per diverse ore al giorno. Nelle abitazioni di soggetti fumatori la concentrazione ambientale di benzene è del 30-35% superiore a quella delle abitazioni dei non fumatori. Nell’organismo di soggetti fumatori sono state individuate, inoltre, concentrazioni di benzene nel sangue circa doppie rispetto a quelle dei non fumatori. Il 99% circa del benzene viene assunto attraverso la via respiratoria. L’attività fisica è uno dei principali fattori che influenzano l’assorbimento del benzene. Si pensi che, rispetto a condizioni di riposo, un’attività fisica medio-elevata può incrementare l’assorbimento dell’inquinante per una quota pari al 50-100%.
Il benzene è facilmente assorbito per inalazione, contatto cutaneo, ingestione, sia per esposizione acuta che cronica. Gli effetti tossici, tuttavia, hanno caratteristiche diverse e colpiscono organi sostanzialmente differenti in base alla durata dell’esposizione. Si possono distinguere effetti tossici acuti, associati a brevi esposizioni a livelli elevati di benzene, poco frequenti nell’ambiente di vita, ed effetti tossici cronici, associati a periodi di esposizione di maggiore durata e a basse dosi di inquinante. L’intossicazione acuta accidentale da benzene fa seguito generalmente ad esposizione per via inalatoria e/o cutanea. Per esposizione acuta, gli organi bersaglio sono il sistema nervoso centrale (con cefalea, nausea, vertigine, ecc.) ed il miocardio. L’effetto più noto dell’esposizione cronica riguarda la potenziale cancerogenicità del benzene sul sistema emopoietico (cioè sul sangue). L’Agenzia Internazionale per la Ricerca sul Cancro (IARC) classifica il benzene come sostanza cancerogena di classe I, in grado di produrre varie forme di leucemia. La classe I corrisponde ad una evidenza di cancerogenicità per l’uomo di livello "sufficiente". È stato dimostrato che l’impiego del convertitore catalitico riduce sensibilmente il tenore di benzene nei gas di scarico rispetto ad un autoveicolo privo di tale dispositivo. La diffusione della marmitta catalitica costituisce, dunque, anche per problematiche connesse con inquinanti convenzionali, una valida, seppur parziale, soluzione tecnica al problema. La riformulazione delle benzine (contenuto di benzene < 1%, contenuto di idrocarburi aromatici < 25%) può costituire l’intervento prioritario da mettere in atto per ridurre le emissioni di benzene nell’atmosfera. Accanto alle emissioni veicolari, un’importante sorgente di benzene è rappresentata dalle perdite evaporative del combustibile (dal carburatore e durante il rifornimento), per cui la disponibilità di benzine a basso contenuto di benzene e di aromatici dovrebbe consentire un significativo abbattimento del rischio ambientale per questo tipo di emissioni. Poiché la fase di rifornimento di carburante costituisce un momento critico, è necessario che vengano predisposti interventi congiunti tra l’industria automobilistica e petrolifera affinché l’erogazione del carburante venga realizzata "in circuito chiuso".
Un rafforzamento della campagna "antifumo" può costituire una modalità di intervento utile per limitare l’assorbimento di benzene per via inalatoria. Un incremento nell’uso del mezzo di trasporto pubblico può comportare una notevole riduzione dei livelli di contaminazione da benzene nei centri urbani attribuibili al traffico privato. Una maggiore attenzione alle possibili fonti accessorie di benzene in ambito domestico può portare ad una significativa riduzione della sua concentrazione negli ambienti di vita.
Sul perchè gli incentivi non vengano riproposti, onestamente non sono in grado di rispondere.

Domanda posta da PaolaAliperta del gruppo III C - IIS 'Bernardo Vittone' - Chieri del gruppo III D - IIS 'Bernardo Vittone' - Chieri
Risposta di:

Quali potrebbero essere i vantaggi del'utilizzo di una fonte energetica nucleare e quali sarebbero le conseguenze sulla salute dei cittadini ?

per quanto riguarda la salute, rispondo come per un altra domanda. Ancora oggi, a oltre 22 anni da Chernobyl, non esistono garanzie. Cerchiamo di articolare una risposta valutando i lavori presenti in letteratura. Gli studi clinici sui possibili effetti dannosi delle centrali nucleari sulla salute di chi abita nelle vicinanze sono pochi e possono essere suddivisi in due gruppi: 1. Prima del tragico incidente di Chernobil del 1986; 2. Dopo l’incidente di Chernobil. • Prima del tragico incidente di Chernobil del 1986. o Sono presenti in letteratura solo pochissimi lavori. Il piu rilevante di D. Crouch (Science and trans-science in radiation risk assessment: child cancer around the nuclear fuel reprocessing plant at Sellafield, U.K.) pubblicato su Science Total Environment (1986;53:201-16) ci segnala di elaborare tale rischi sulle popolazioni viciniori. Ma, nulla fu fatto… • Dopo l’incidente di Chernobil (1986). o Lo studio di Lopez-Abente e coll (allegato) evidenzia che no study area yielded evidence of a raised risk of leukemia mortality among persons under the age of 25 years. Gli stessi autori suggeriscono di eseguire studi più specifici nelle aree vicine alle istallazioni nucleari su lunghi periodi; o Uno studio di Mangano e coll del 2003 (Arch Environ Health. 2003;58:74-82) evidenzia che le neoplasie nei bambini che abitano vicino ad impianti nucleari negli USA sono maggiori rispetto alla media nazionale. Incidence is particularly elevated for leukemia. o Afferamazioni che vengono smentite in parte da Boice e coll (J Radiol Prot. 2005;25:229-40.). In uno studio fatto nelle vicinanze di una centrale nucleare della Florida afferma Although definitive conclusions cannot be drawn from descriptive studies, these data provide no support for the hypothesis that the operation of the St Lucie nuclear power station has adversely affected the cancer mortality experience of county residents. o Una indagine è stata realizzata nel 2008 dall'Ente Governativo tedesco per l’Enaergia atomica. Esaminando tutti i 16 impianti nucleari presenti sul territorio tedesco in relazione all'incidenza dei tumori tra i bambini è emersa una correlazione diretta tra rischio di essere colpiti da leucemia in bambini con meno di cinque anni e vivere entro 5 km dai reattori. o Recentemente in un commento su Environmental Health è stata avanzata l'ipotesi che i radionuclidi, quali il trizio, C-14, gas nobili radioattivi come kripton, argo, xeno, liberati con il vapor acqueo dagli impianti, vengano incorporati nel suolo e nei vegetali e che quindi si ritrovino nella catena alimentare. Il nucleare, insomma, è pericoloso per la salute? È sufficiente citare la tragedia di Chernobyl per ricordare le ripercussioni che l'incidente ha avuto sulla salute delle persone e sull'ambiente. Con l'esplosione si è diffusa nell'aria una nube radioattiva che si è riversata sull'ambiente intaccando il terreno e i mari. Le persone contaminate sono state moltissime, considerato che la nube si è estesa su una buona parte dell'Europa occidentale. Chi viveva nei pressi della centrali ha avuto, e ha tuttora, gravissimi problemi di salute, quali tumori maligni e problemi respiratori. Le radiazioni nucleari di una certa entità provocano, infatti, la morte delle cellule e la loro trasformazione, in alcuni casi, in cellule cancerogene. Ci sono stati altri gravi incidenti tra cui quello di Tokaimura in Giappone nel 1999, ma non sono da sottovalutare neanche quelli di minore entità: a luglio scorso nel sud della Francia 30,000 litri di acque contaminate da uranio sono finite nel fiume e nella falda nei pressi della centrale di Tricastin. Con l'attuale tecnologia rimangono, inoltre, tutti i problemi legati alla contaminazione ordinaria, derivante dal rilascio di piccole dosi di radioattività durante il normale funzionamento delle centrali, a cui sono esposti i lavoratori e la popolazione che vive nelle aree circostanti.

Domanda posta da GraziaCasalino del gruppo IV I - ITIs 'G.C.Faccio' Vercelli del gruppo V C - ITIS 'G.C.Faccio' - Vercelli
Risposta di:

team-gianniContinua...

Quanto inquina il fumo di una sigaretta?

Domanda posta da CarolaSella del gruppo III B - Liceo Sc. 'Amedeo Avogadro' - Vercelli
Risposta di:

team-federicaContinua...

Le onde elettromagnetiche del cellulare acceso di notte possono e come possono danneggiare il sonno? Ilaria De Donà 5a A liceo ST ITIS A.Avogadro Torino

A proposito di telefonia mobile, occorre tener presente che l’intensità del campo elettromagnetico intorno ad un cellulare dipende dal modello di apparecchio nonché dalla sua distanza dalla testa. Perciò si raccomanda l’uso del viva-voce e di fare comunicazioni brevi, magari alternando l’orecchio impegnato. Altrettanto importante è la distanza del cellulare dalla stazione radiobase, perché può ridurre la potenza emessa dall’apparecchio anche di un fattore mille. Le onde elettromagnetiche di un cellulare possono interferire con i dispositivi elettromedicali impiantabili (pacemaker, protesi acustiche) e con altre apparecchiature elettroniche sensibili (radio, TV, strumentazione degli aerei, di auto, ecc.).
Quali sono gli effetti delle onde elettromagnetiche non ionizzanti sull’uomo? Generano circolazione di correnti più o meno localizzate nel corpo umano, la cui dissipazione può portare ad un aumento della parte di energia assorbita dai tessuti umani che viene dissipata sotto forma di calore della temperatura locale o globale. Certi organi sono particolarmente a rischio, come il cristallino, incapace di dissipare il calore perché sprovvisto di vascolarizzazione e soggetto a formare quelle opacità chiamate cataratta; oppure il testicolo, che normalmente opera in condizioni di temperatura inferiore a quella corporea, per cui il riscaldamento indotto può provocare infertilità. Al giorno d’oggi, anche se la probabilità di ammalarsi di cancro a seguito dell’esposizione ad onde elettromagnetiche non è stata scientificamente accertata, tuttavia non si può neanche escluderlo con certezza assoluta.
La mancanza di conoscenze scientifiche certe non deve rappresentare un alibi per rinviare le misure di prevenzione.
Uno studio condotto dai ricercatori svedesi dell’università di Uppsala e da quelli americani della Wayne University del Michigan, ha evidenziato che tenere il telefono acceso la notte può disturbare l’attività del riposo. Lo studio è stato effettuato su un campione di 71 persone, 35 uomini e 36 donne, in cui si è notato che il livello di stress non cala durante il sonno se il cellulare resta acceso. Tale studio naturalmente non è da considerare come il verdetto definitivo.

Domanda posta da AlbertoMussinatto del gruppo V A - ITIs 'Amedeo Avogadro' - Torino
Risposta di:

Come può il piombo causare leucemia? Ilaria De Donà 5a A liceo ST ITIS A.Avogadro TOrino

La leucemia è un termine con il quale si indica un insieme di malattie maligne, vari tipi di tumori caratterizzati dalla proliferazione neoplastica di una cellula staminale emopoietica. Col termine leucemia viene quindi comunemente indicato il tumore "del sangue".
Le cellule staminali emopoietiche, che si trovano nel midollo osseo rosso, danno origine a due linee cellulari:
• Linea mieloide, da cui originano i globuli rossi, alcuni tipi di globuli bianchi (granulociti e monociti) e le piastrine;
• Linea linfoide, da cui originano i linfociti (un altro tipo di globuli bianchi).
A seconda della linea cellulare verso cui evolve il clone leucemico si parla di leucemia mieloblastica o leucemia linfoblastica.
Le cause che provocano tali malattie non sono ancora del tutto chiare. Attualmente sono noti alcuni fattori di rischio che possono causare la nascita delle forme leucemiche.
• Radiazioni ionizzanti. Soggetti trattati con radioterapia per altre neoplasie;
• Benzene. Presente nel petrolio e nella benzina, ampiamente usato in passato come solvente per vernici ed ora quasi del tutto bandito. Il meccanismo con cui questa semplice molecola provoca leucemie, è stato ampiamente studiato in modelli animali sperimentali. Necessita di una conversione ossidativa in derivati vari (1,4-benzochinone, 1,2,4-tri-idrossibenzene, ecc.) che poi reagiscono col DNA in modo covalente provocando interferenza con i processi di replicazione e di riparo dell'acido nucleico;
• Alcuni farmaci usati per la cura di tumori, specie se in combinazione con radioterapia.
• Metalli pesanti (come cadmio e piombo). Causano una minore efficienza dell'organismo di riparare il DNA dopo certe lesioni.

Domanda posta da AlbertoMussinatto del gruppo V A - ITIs 'Amedeo Avogadro' - Torino
Risposta di:

Come il piombo può danneggiare il sistema nervoso centrale? Ilaria De Donà 5a A liceo ST ITIS A.Avogadro Torino

Il piombo è uno dei metalli contaminanti più tossici. L’accumulo velenoso viene trattenuto nel sistema nervoso centrale, nelle ossa, nel cervello, nelle ghiandole, nei peli e nei capelli. Il piombo è contenuto nelle vernici non “biologiche”, nello smalto delle ceramiche, nella benzina con piombo (ma recenti ricerche ne hanno trovato traccia pure nella verde), nelle tubature di piombo, nelle saldature dei tubi, nelle batterie al piombo usate nelle automobili, nel tabacco, nel fegato, nell’acqua, in alcuni vini, nei cibi in scatola (il metallo presente nelle lattine saldate a piombo viene assorbito dall’alimento), nei vegetali dell’orto insetticidi (e quindi in parte anche nei vegetali non biologici), negli ossi delle carni, negli integratori chimici e nelle tinture per capelli. Un’altra fonte di piombo è l’acqua che scorre attraverso tubature di piombo, presenti nella case costruite prima del 1930.
I sintomi e le patologie che vengono a presentarsi, sono molte: dolori addominali, insufficienza surrenale (stress), alopecia, anemia, ansia, osteoatrite, artrite reumatoide, arteriosclerosi, dolori lombari, cecità, cancro, malattie cardiovascolari, mancanza di concentrazione, stipsi, convulsioni, sordità, anemia da deficienza di ferro, colorazione della pelle blu nerastra alla base delle gengive, depressione, diabete, dislessia, epilessia, gotta, allucinazioni, insonnia, affaticabilità, calo di peso, mancanza di appetito, ipoglicemia, ipo-ipertiroidismo, impotenza, infertilità, aborto spontaneo nella donna e infertilità nell’uomo, infiammazioni, disfunzioni renali, disturbi dell’apprendimento, diminuzione della libido, mal di testa, sclerosi multipla, sintomi psichici, carie. Sapendo inoltre che i bambini ne assimilano in quantità maggiori rispetto ad adulti, saltano subito agli occhi sintomi quali mancanza di concentrazione, dislessia, disturbi del comportamento e dell’apprendimento. L’esposizione ad elevati livelli di piombo comporta nei bambini anche anemia, problemi renali, danni neurologici come attacchi epilettici, coma e morte. L’esposizione cronica anche a relativamente bassi livelli può portare solo a problemi comportamentali e di apprendimento.
La tossicità del Piombo deriva in larga misura dalla sua capacità di 'imitare' il calcio, ovvero di sostituirsi ad esso in molti dei processi cellulari fondamentali che dipendono dal calcio. Il piombo può attraversare la membrana cellulare mediante diversi sistemi, non ancora completamente chiariti. Il trasporto di piombo attraverso la membrana degli eritrociti è mediato dallo scambiatore anionico Cl - /HCO 3 - in un senso e dalla pompa Ca-ATPasica in senso opposto. In altri tessuti, il piombo permea attraverso i canali al calcio dipendenti dal potenziale, o ancora attraverso altri tipi di canali che trasportano calcio. Una volta entrato nel citoplasma, il piombo continua la sua azione di mimica distruttiva, occupando i siti di legame per il calcio su numerose proteine calcio-dipendenti. Il piombo si lega alla calmodulina, una proteina che, nel terminale sinaptico, funziona come sensore della concentrazione di calcio libero e da mediatore del rilascio di neurotrasmettitore. Inoltre altera il funzionamento dell'enzima proteina chinasi C, una proteina praticamente ubiquitaria di importanza fondamentale per numerose funzioni fisiologiche. La chinasi C viene normalmente attivata da un modulatore esterno alla cellula (ormoni, neurotrasmettitori ecc), attraverso una catena enzimatica e in modo dipendente dal calcio. La proteina attivata, fra l'altro, influenza direttamente l'espressione di geni IERG ( immediate early response genes : geni a risposta immediata). Il piombo presenta un'elevata affinità per i siti di legame specifici del calcio su questa proteina; dosi picomolari sono in grado di prendere il posto di dosi micromolari di calcio. In sistemi cellulari modello, è stato mostrato come il piombo sia in grado di stimolare l'espressione genica con un meccanismo mediato dalla proteina chinasi C e si presume che tale effetto possa avere relazione con alterazioni del funzionamento sinaptico.
Il piombo supera agevolmente la barriera emato-encefalica, con una velocità tale da potersi considerare un potente neurotossico a livello centrale. In questo caso il meccanismo di penetrazione non è completamente chiarito, ma l'ipotesi più probabile è che esso sia trasportato passivamente come ione PbOH +. Nel cervello sembra che il piombo si accumuli negli astrociti, che lo sequestrano, proteggendo in questo modo i più vulnerabili neuroni. Evidentemente questo accumulo origina spesso un danno cellulare. In queste cellule, come presumibilmente nei neuroni, l'ingresso del piombo è mediato attraverso i canali del calcio. Gli effetti del piombo sul cervello, con il conseguente ritardo mentale e deficit cognitivo, sono mediati da una sua interferenza con i tre principali sistemi di neurotrasmissione: il sistema dopaminergico, quello colinergico e soprattutto quello glutammatergico. L'effetto del piombo sui primi di questi due sistemi (dopaminergico e colinergico) sono accertati, ma scarsamente descritti dal punto di vista dei meccanismi. E' noto invece come il piombo interferisca direttamente con l'azione del glutammato, il fondamentale neurotrasmettitore del cervello. Il glutammato esplica la sua azione di stimolazione eccitatoria dei neuroni legandosi a recettori di membrana che appartengono a diverse famiglie. Dosi micromolari di piombo sono in grado di bloccare il flusso di ioni attraverso il canale di membrana associato a una classe specifica di recettori del glutammato (denominati tipo NMDA). I recettori NMDA, appunto attraverso il funzionamento del canale ionico, svolgono un ruolo fondamentale nella trasmissione sinaptica eccitatoria e, per certe loro caratteristiche peculiari, appaiono coinvolti nei processi di formazione delle reti neuronali, e quindi nelle funzioni della memoria e dell'apprendimento. Sono proprio questi recettori che appaiono uno dei bersagli critici del piombo nei neuroni del sistema nervoso centrale. Come ciò sia in grado di alterare lo sviluppo cognitivo è tuttora ignoto.

Domanda posta da AlbertoMussinatto del gruppo V A - ITIs 'Amedeo Avogadro' - Torino
Risposta di:

quali patologie può provocare l'ozono quando si trova nella bassa troposfera?

I principali effetti dell'O3 si evidenziano a carico delle vie respiratorie dove si ha l'induzione di una risposta infiammatoria ed alterazioni della permeabilità sia degli epiteli di rivestimento che degli endoteli vascolari. L'insieme di queste alterazioni determina una riduzione della funzione polmonare, comparsa di iper-reattività bronchiale fino alla possibile insorgenza di edema polmonare. L'induzione di una risposta infiammatoria in seguito ad esposizione ad O3 è indicata da vari studi sperimentali.
In particolare, si ritiene che tale gas inquinante induca una risposta flogistica attraverso i tre seguenti meccanismi:
a) modificazione della permeabilità cellulare per fenomeni di perossidazione dei lipidi di membrana;
b) alterazioni della permeabilità delle vie respiratorie per azione distruttiva diretta sui componenti citoscheletrici cellulari;
c) rilascio da parte delle cellule epiteliali ed endoteliali del microcircolo alveolare di vari mediatori pro-infiammatori.
Gli effetti principali indagati sono:
• Aumento della mortalità: ma i dati sono inconclusivi per la difficoltà di separare l'effetto dell'ozono da quello degli altri inquinanti;
• Maggiore frequenza di crisi asmatiche: l’effetto evidenziato in vari studi; appare potenziato dalla esposizione concomitante ad altri inquinanti atmosferici;
• Maggiore incidenza di malattie respiratorie: i dati sono insufficienti a stabilire un nesso causale tra l'ozono e le malattie dell'apparato respiratorio.
• Peggioramento delle condizioni cliniche di soggetti affetti da malattie croniche respiratorie: vi sono sufficienti evidenze scientifiche che l'ozono, come altri inquinanti atmosferici, è in grado di aggravare tali malattie.

Allegati:

Ozono__Salute.pdf

Domanda posta da FabrizioArnaud del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Des Ambrois' - Oulx
Risposta di:

Qual è la differenza tra infiammazione acuta e infiammazione cronica?

L'infiammazione o flogosi è un meccanismo di difesa non specifico, che costituisce una risposta protettiva, seguente all'azione dannosa di agenti fisici, chimici e biologici. L’obiettivo finale è l'eliminazione della causa iniziale di danno cellulare o tissutale.
L'infiammazione acuta è una risposta immediata e precoce a uno stimolo lesivo. È una reazione vascolare e cellulare al danno tissutale. Si caratterizza per:
• Modificazioni vascolari;
• Passaggio dei leucociti dal letto capillare al tessuto leso;
• Migrazione dei leucociti all'interno del tessuto soggetto al processo flogistico.
Queste fasi portano alla formazione di un essudato, fluido ricco di sostanze proteiche e cellule, con la finalità di contrastare, nell’area lesa, l’agente lesivo.
I segni cardine di infiammazione acuta sono:
• Rubor: arrossamento dovuto all'aumento di sangue nell’area;
• Tumor: rigonfiamento dovuto all'edema;
• Calor: aumento della temperatura in seguito all'iperemia e ad un aumento del metabolismo cellulare;
• Dolor: dolore per alterazioni biochimiche locali;
• Functio laesa: inibizione della funzionalità dell'area colpita a causa del dolore e degli squilibri indotti dai meccanismi facilitatori dell'infiammazione sull'integrità delle strutture infiammate.
L'infiammazione cronica è un processo flogistico di lunga durata in cui coesistono l'infiammazione attiva, la distruzione tissutale e i tentativi di riparazione. Le infiammazioni croniche possono derivare da una persistenza degli antigeni flogogeni in seguito ad un’infiammazione acuta non completamente risolta; è possibile che tali agenti non siano raggiungibili da parte dei sistemi di difesa, oppure che le sostanze litiche non siano in grado di digerirli.

Domanda posta da FabrizioArnaud del gruppo IV A - Liceo Sc. 'Des Ambrois' - Oulx
Risposta di:

Quali patologie colpiscono più frequentemente le persone che abitano nei pressi di una centrale nucleare? Surra Antonio e walid elataoui

Ancora oggi, a oltre 22 anni da Chernobyl, non esistono garanzie. Cerchiamo di articolare una risposta valutando i lavori presenti in letteratura. Gli studi clinici sui possibili effetti dannosi delle centrali nucleari sulla salute di chi abita nelle vicinanze sono pochi e possono essere suddivisi in due gruppi: 1. Prima del tragico incidente di Chernobil del 1986; 2. Dopo l’incidente di Chernobil. • Prima del tragico incidente di Chernobil del 1986. o Sono presenti in letteratura solo pochissimi lavori. Il piu rilevante di D. Crouch (Science and trans-science in radiation risk assessment: child cancer around the nuclear fuel reprocessing plant at Sellafield, U.K.) pubblicato su Science Total Environment (1986;53:201-16) ci segnala di elaborare tale rischi sulle popolazioni viciniori. Ma, nulla fu fatto… • Dopo l’incidente di Chernobil (1986). o Lo studio di Lopez-Abente e coll (allegato) evidenzia che no study area yielded evidence of a raised risk of leukemia mortality among persons under the age of 25 years. Gli stessi autori suggeriscono di eseguire studi più specifici nelle aree vicine alle istallazioni nucleari su lunghi periodi; o Uno studio di Mangano e coll del 2003 (Arch Environ Health. 2003;58:74-82) evidenzia che le neoplasie nei bambini che abitano vicino ad impianti nucleari negli USA sono maggiori rispetto alla media nazionale. Incidence is particularly elevated for leukemia. o Afferamazioni che vengono smentite in parte da Boice e coll (J Radiol Prot. 2005;25:229-40.). In uno studio fatto nelle vicinanze di una centrale nucleare della Florida afferma Although definitive conclusions cannot be drawn from descriptive studies, these data provide no support for the hypothesis that the operation of the St Lucie nuclear power station has adversely affected the cancer mortality experience of county residents. o Una indagine è stata realizzata nel 2008 dall'Ente Governativo tedesco per l’Enaergia atomica. Esaminando tutti i 16 impianti nucleari presenti sul territorio tedesco in relazione all'incidenza dei tumori tra i bambini è emersa una correlazione diretta tra rischio di essere colpiti da leucemia in bambini con meno di cinque anni e vivere entro 5 km dai reattori. o Recentemente in un commento su Environmental Health è stata avanzata l'ipotesi che i radionuclidi, quali il trizio, C-14, gas nobili radioattivi come kripton, argo, xeno, liberati con il vapor acqueo dagli impianti, vengano incorporati nel suolo e nei vegetali e che quindi si ritrovino nella catena alimentare. Il nucleare, insomma, è pericoloso per la salute? È sufficiente citare la tragedia di Chernobyl per ricordare le ripercussioni che l'incidente ha avuto sulla salute delle persone e sull'ambiente. Con l'esplosione si è diffusa nell'aria una nube radioattiva che si è riversata sull'ambiente intaccando il terreno e i mari. Le persone contaminate sono state moltissime, considerato che la nube si è estesa su una buona parte dell'Europa occidentale. Chi viveva nei pressi della centrali ha avuto, e ha tuttora, gravissimi problemi di salute, quali tumori maligni e problemi respiratori. Le radiazioni nucleari di una certa entità provocano, infatti, la morte delle cellule e la loro trasformazione, in alcuni casi, in cellule cancerogene. Ci sono stati altri gravi incidenti tra cui quello di Tokaimura in Giappone nel 1999, ma non sono da sottovalutare neanche quelli di minore entità: a luglio scorso nel sud della Francia 30,000 litri di acque contaminate da uranio sono finite nel fiume e nella falda nei pressi della centrale di Tricastin. Con l'attuale tecnologia rimangono, inoltre, tutti i problemi legati alla contaminazione ordinaria, derivante dal rilascio di piccole dosi di radioattività durante il normale funzionamento delle centrali, a cui sono esposti i lavoratori e la popolazione che vive nelle aree circostanti.

Allegati:

925.full.pdf

Domanda posta da AnnalisaPorta del gruppo II A - ITIs 'Giulio Cesare Faccio' - Vercelli
Risposta di:

Quali patologie può provocare l'inquinamento?

L’inquinamento atmosferico comporta numerose conseguenze a carico della salute, soprattutto nei casi in cui si verifichi un brusco innalzamento delle concentrazioni dei comuni contaminanti dell’aria. In questi casi, l’aumentata esposizione a vari irritanti atmosferici provoca riduzione della funzionalità polmonare, aumento delle malattie respiratorie nei bambini, attacchi acuti di bronchite ed aggravamento dei quadri di asma; il tutto comporta un incremento nel numero dei decessi fra le persone più sensibili a determinati inquinanti, come gli anziani o le persone affette da malattie respiratorie e cardiovascolari. L’effetto dell’inquinamento a bassi livelli e per lungo tempo risulta invece più subdolo. Si presume che provochi a breve termine disagio, irritazione, tossicità specifica, affezioni respiratorie acute e, in rari casi, mortalità, soprattutto fra gli anziani affetti da patologie croniche cardiovascolari o respiratorie. Gli effetti a lungo termine causati da una esposizione ad inquinanti presenti a concentrazioni relativamente basse non sono ancora completamente chiari; in ogni caso si ritiene che fra i vari effetti vi sia la comparsa di malattie polmonari croniche aspecifiche (bronchite cronica, asma ed enfisema), la formazione di varie neoplasie maligne (cancro polmonare, leucemie) ed un aumento della mortalità per malattie cardiovascolari e respiratorie.

Domanda posta da IRENECIOCCA del gruppo III B - ITIs "Luigi Casale" - Torino
Risposta di:

Inquinamento: Rilevamento (4)

In occasione dell'ultimo blocco del traffico a Torino del 7 febbraio 2010 di quanto è diminuita la concentrazione degli inquinanti in atmosfera rilevata dalle stazioni di qualità dell'aria della città? E' veramente utile il blocco del traffico per un solo giorno?

In occasione del blocco del traffico del 07 febbraio non si è registrata un'effettiva diminuzione dei valori di concentrazione rispetto alle giornate immediatamente precedenti ne rispetto alla domenica precedente. Tale evidenza porta a supporre che non ci siano state conseguenze dirette tra l'applicazione del blocco del traffico nelle ore centrali della giornata ed i livelli registrati di concentrazione, anche se una rigorosa riprova non è possibile, dal momento che non è dato sapere quale sarebbe stato il valore delle concentrazioni in quella giornata, se non si fosse applicato il provvedimento in questione.
Il traffico veicolare è sicuramente una delle principali cause di inquinamento, con l'immissione in atmosfera di inquinanti primari (ad esempio particolato nel periodo invernale) e di precursori per la formazione di inquinanti secondari (ad esempio precursori dell'ozono nel periodo estivo), anche se non l'unica, ed una sua limitazione porta sicuramente il beneficio di una riduzione di ulteriori apporti. Intervenire con misure atte a ridurre le immissioni in atmosfera di sostanze inquinanti tuttavia non produce benefici sulla situazione pregressa, in cui l'accumulo e l'aumento delle concentrazioni è già in atto, e contro le quali al momento attuale possiamo solamente sperare in condizioni meteorologiche favorevoli, ad esempio con presenza di vento o di precipitazioni. Applicare delle misure di contenimento locali e temporanee può contribuire a prevenire l'acuirsi di situazioni già critiche, evitando di raggiungere valori di picco o superamenti di soglie. Anche a fronte di questo risultato è doveroso tuttavia osservare che spesso, soprattutto in considerazione di inquinanti tipicamente invernali, l'effetto nocivo non si esprime tanto in concomitanza dell'esposizione a fenomeni acuti, per quanto elevate siano le concentrazioni raggiunte, quanto nell'esposizione continua ed ininterrotta a livelli di concentrazione comunque elevati.
Un'ulteriore considerazione, e non certo l'ultima, può riguardare la localizzazione dei provvedimenti adottati, che mal si addice ai fenomeni di inquinamento atmosferico che coinvolgono scale spaziali molto elevate, in special modo nell'ambito della Pianura Padana, situazione di particolare criticità e complessità.
Un giudizio complessivo sul valore dei provvedimenti di blocco del traffico esula dalle mie specifiche competenze e coinvolge motivi e strategie che riguardano molti altri ambiti, tra cui sicuramente l'amministrazione del territorio e la politica, nei confronti dei quali non sono adeguatamente preparato per esprimermi. Come personale considerazione mi sento di aggiungere che l'applicazione di iniziative verso il miglioramento della qualità dell'aria, seppur limitate o poco efficaci, portano in se un valore educativo ed esemplificativo di comportamenti ed atteggiamenti "diversi" che è non solo importante assumere da parte di tutti, ma che è anche possibile ed a proposito dei quali è necessario che ci si fermi a riflettere; sotto questo aspetto anche il blocco del traffico applicato in un solo giorno mi sembra un'iniziativa virtuosa e condivisibile.

Domanda posta da SimonaFalabino del gruppo IV AEA - ITAer 'Giulio Cesare Faccio' - Vercelli del gruppo V AEA - ITAer 'Giulio Cesare Faccio' - Vercelli
Risposta di:

MassimoMuraroSi è laureato in Fisica nel settore ambientale nel 1996 presso la Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali dell’Università di Milano. Può vantare parecchi anni di esperienza...Continua...

Analizzando i dati SRQA della regione Piemonte abbiamo notato un andamento più o meno regolare che si ripete mensilmente nei grafici tridimensionali (su base dati oraria) di ossidi totali di azoto (NOx) e di ozono (O3). Non siamo riusciti a correlare questo andamento con le normali oscillazioni stagionali e giornaliere. A che cosa potrebbe essere imputabile? (i grafici relativi sono visibili sulla nostra lavagna di classe) Alessio Golzio 5 A liceo ST ITIS A.Avogadro Torino.

Difficle dare un'interpretazione dei grafici riportati, che non non sono effettivamente a comprendere appieno. Come considerazioni di carattere generale ossidi di azoto ed ozono son inquinanti estremamente importanti nell'attuale panorama della qualità dell'aria, e nello stesso tempo differenti ma strettamente correlati.
Gli ossidi di azoto sono inquinanti primari, ossia di cui sono presenti ed identificabili delle sorgenti e delle fonti di emissione. In generale tutti i processi di combustione contribuiscono all'emissione di ossidi di azoto, ed in particolare il traffico stradale ed i processi produttivi e di trasformazione dell'energia. Gli andamenti delle concentrazioni di NOx risentono di conseguenza degli andamenti delle attività lavorative e dei comportamenti ad esse correlati, sia a livello giornaliero che a livello mensile o stagionale. La complessità della trattazione di questo inquinante non si esaurisce tuttavia in queste considerazioni, dal momento che risulta presente una componente (NO2) di origine prevalentemente secondaria (prodotta prevalentemente da processi di ossidazione di NO e solo parzialmente per immissione diretta in atmosfera), il cui comportamento non è immediatamente imputabile a ben precise e specificate fonti emissive ne' può essere immediatamente correlato ai relativi comportamenti od andamenti.
Quest'ultimo aspetto è ancora più rilevante per quanto riguarda l'ozono, che è un inquinante totalmente secondario, che si forma con un complesso sistema di reazioni chimiche, in presenza di precursori (ossidi di azoto e composti organici volatili), soprattutto in situazioni di forte irraggiamento, con elevate temperature ed elevata umidità. La formazione ed i livelli di concentrazione dell'ozono risentono quindi della presenza degli inquinanti secondari e risentono fortemente della presenza della radiazione solare, sia nell'arco di una giornata (ciclo diurno) che con andamenti stagionali (lo smog fotochimico in generale è un inquinante prevalentemente estivo). L'ozono, in forza della sua natura di inquinante secondario, vede il proprio andamento influenzato anche da fenomeni di trasporto, sia a piccola che a grande scala (anche fenomeni di trasporto frontaliero). Al di fuori dei centri urbani, in cui si è lontani dalla presenza di fonti emissive di precursori, la presenza di ozono è legata per lo più a fenomeni di trasporto ed infatti sono meno evidenti gli andamenti del ciclo giornaliero, legati alla presenza della radiazione solare nel corso della giornata.

Mi sono permesso di riportare alcuni grafici, da cui mi sembra che i consueti andamenti di NOx e di Ozono siano rispettati. Ho riportato l'andamento degli ossidi di azoto della stazione di Chieri, come medie giornaliere (è sempre una buona prima approssimazione per valutare i comportamenti di lungo periodo, che potrebbero invece risultare "rumorosi" in una rappresentazione delle medie orarie) nell'arco di tutto l'anno 2009, e l'andamento delle concentrazioni di ozono per la stazione di Druento_La mandria (in nero) e di Torino Lingotto (in rosso), sia come medie giornaliere sull'arco dell'anno che come medie orarie per il mese di Agosto.

In merito alle anomalie riscontrate invito ad approfondire la ricerca e l'indagine; mi permetto di suggerire di analizzare separatamente i comportamenti delle singole stazioni, di utilizzare solamente i dati validati del sistema SRQA, di isolare e trattare con maggior dettaglio periodo specifici in cui si individuano comportamenti sospetti. Ben lieto di poter contribuire ai futuri sviluppi.

Allegati:

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Domanda posta da AlbertoMussinatto del gruppo V A - ITIs 'Amedeo Avogadro' - Torino
Risposta di:

Ci sono delle tecniche di misurazione dell'inquinamento atmosferico eseguibili in assenza di apparecchiature speciali, se sì quali sono e come possono essere attuate?

Ci riferiamo, con il termine di inquinamento atmosferico, a quei fattori e quelle sostanze che, per la loro presenza o per il livello di concentrazione raggiunto, determinano un'alterazione dello stato dell'atmosfera.
Da questa definizione possiamo desumere che anche sostanze normalmente presenti in atmosfera possono essere inquinanti, se presenti in concentrazioni che eccedono determinati limiti, e possiamo analogamente osservare che la definizione stessa di inquinamento si basa sulla supposizione di uno stato "normale" dell'atmosfera, ovvero sul rispetto di determinati limiti. I limiti in questione non esistono di per se in natura, ma vengono stabiliti dalla normativa.

Questa premessa serve per suggerire il fatto che la misura degli inquinanti atmosferici è una questione piuttosto complessa, in cui è necessario "mettersi d'accordo" su che cosa si misura ed anche su come lo si deve misurare. La normativa, cui ci riferivamo prima, definisce appunto le regole che si devono rispettare quando si effettuano le misurazioni di inquinanti atmosferici e stabilisce le tecniche e le modalità con cui le misurazioni devono essere effettuate. Di norma le disposizioni della normativa in materia di inquinamento atmosferico sono molto precise e scrupolose e quasi mai facili o banali da soddisfare.

Le tecniche e le metodologie stabilite dalla normativa vengono applicate attraverso vari strumenti di analisi, che possono operare in maniera automatica e continuativa o che necessitano di attività di laboratorio, svolte da personale specializzato. Le analisi possono essere applicate a campioni d'aria oppure a specifici filtri su cui si fanno depositare le sostanze inquinanti, oppure ancora ad alcuni tipi di piante, di cui si prendono in considerazione gli effetti prodotti dall'esposizione a determinate sostanze.

La conoscenza dei fenomeni chimici e fisici che sono alla base dell'inquinamento atmosferico ed il progresso scientifico e tecnologico consentono la costruzione di strumenti sempre più completi e precisi e sempre meno complicati nell'utilizzo, ma comunque rivolti ad utilizzi professionali, e che si basano su tecniche di misura avanzate e specialistiche. Non è escluso che alcuni di tali strumenti possano addirittura prestarsi ad un utilizzo diffuso e "dilettantistico". Esistono inoltre sistemi piuttosto semplici per la rilevazione della presenza di particolari sostanze, come ad esempio rilevatori di gas, che possono essere utilizzati per l'individuazione di alcuni inquinanti e che spesso vengono applicati "in interno" (ossia in ambienti chiusi, come ad esempio case o uffici) ma che non forniscono una vera misura dell'inquinamento.

All'opposto di tutto quello che è stato detto vale la pena ricordare che la presenza di inquinamento atmosferico mostra dei sintomi decisamente evidenti anche senza l'impiego di apparecchiature, come ad esempio l'annerimento o la corrosione dei materiali esposti (basti pensare a palazzi e monumenti), la diminuzione della capacità di penetrazione della luce, con la conseguente formazione di nebbie e di foschie, la presenza di odori, la sensazione di disagio o di malessere in seguito ad una prolungata esposizione. La necessità di poter disporre di strumenti tecnologicamente sofisticati emerge quando si vuole effettuare delle misurazioni.

Domanda posta da AlbertoMussinatto del gruppo V A - ITIs 'Amedeo Avogadro' - Torino
Risposta di:

Variano le quantità di inquinanti rilevate nelle precipitazioni a differenti stati di aggregazione (ad esempio neve o pioggia), ponendo condizioni iniziali paragonabili? Alessio Golzio 5A liceo ST ITIS A.Avogadro Torino

Gli inquinanti, prodotti dalle attività umane o di origine naturale, immessi nell'atmosfera costituiscono l'inquinamento atmosferico, e sono soggetti a fenomeni di trasporto, di trasformazione chimica, di dispersione, di accumulo o di rimozione.
Tra i meccanismi di rimozione degli inquinanti dall'atmosfera (anche se questa avviene in realtà a discapito del terreno) figurano i processi di deposizione, ossia di ricaduta degli inquinanti verso il suolo. Più in particolare si definiscono processi di deposizione umida se la ricaduta avviene sotto forma di precipitazioni (tra cui pioggia e neve, ma anche nebbia, rugiada, etc....) e si dicono processi di deposizione secca altrimenti.

Più nel dettaglio osserviamo che la presenza di sostanze inquinanti in atmosfera può contribuire alla formazione di nubi (queste in effetti si formano proprio per effetto di fenomeni di condensazione del vapor acqueo attorno a "nuclei di condensazione", presenti nell'atmosfera in maniera naturale con il nome di aerosol), in aggiunta od in alternativa all'aerosol. Il vapor acqueo presente nelle nuvole tende e condensare ed a formare delle goccioline, che quando raggiungono dimensioni sufficienti cadono al suolo, "trascinando" con se anche le particelle attorno alle quali si sono formate e di conseguenza anche le sostanze inquinanti. Questo fenomeno è noto come rain out ed è probabilmente il più efficiente meccanismo di rimozione degli inquinanti dall'atmosfera per effetto della deposizione umida.

Un altro meccanismo di cui tener conto nei processi di deposizione umida è rappresentato dal dilavamento (detto anche wash out), che descrive il fenomeno di cattura degli inquinanti da parte delle gocce di pioggia durante la caduta di queste ultime, ed il conseguente trascinamento al suolo.

La presenza di inquinanti nelle precipitazioni dipende quindi da diversi fattori, che vengono coinvolti da meccanismi differenti, che possono manifestarsi con modalità ed intensità differenti. La quantità di inquinanti nelle precipitazioni possono dipendere dalle concentrazioni di inquinanti presenti in atmosfera, dal tipo di fenomeni precipitativi (se pioggia piuttosto che neve oppure nebbia...), dall'intensità e durata delle precipitazioni stesse (intense ma brevi oppure uniformi e persistenti, accompagnate da vento, con gocce grosse o con gocce piccole, .....).
Non si deve dimenticare inoltre che la formazione di nubi può avvenire in luoghi e tempi diversi da quelli in cui si manifestano le precipitazioni e di conseguenza le quantità di inquinanti "depositate" possono dipendere da condizioni diverse da quelle che si riscontrano nel luogo ed al tempo in cui si registrano le precipitazioni.

Domanda posta da AlbertoMussinatto del gruppo V A - ITIs 'Amedeo Avogadro' - Torino
Risposta di:

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