Raccolta completa temi d'esame Tecnologia dei cicli produttivi

EMISSIONI CO IN ATMOSFERA

2

La capacità di assorbimento dell’anidride carbonica da parte degli oceani e degli ecosistemi

vegetali terrestri mostra, negli anni più recenti, una tendenza ad una progressiva diminuzione.

ff ff fi fi fl fi fi ff fi fi fi

Tecnologia dei cicli produttivi

CONSEGUENZE DELL’AUMENTO DELLA TEMPERATURA

Con l’aumento della temperatura media globale è aumentata l’evaporazione degli oceani e di

conseguenza anche l’umidità dell’aria, ma sono aumentati anche i processi di condensazione e di

precipitazione. A cambiare in maniera molto evidente è, in particolare, la distribuzione delle

precipitazioni nel corso dell’anno piuttosto che i valori medi annuali. Si nota, infatti, in varie parti

del mondo, ma soprattutto nelle aree intertropicali, una tendenza alla estremizzazione di tali

fenomeni, con aumenti delle intensità delle precipitazioni ed una diminuzione della loro durata.

Di pari passo è aumentata la frequenza dei periodi siccitosi, i quali, a loro volta, hanno prodotto

anche e etti secondari, quali l’aumento dell’evapotraspirazione e processi di aridi cazione dei

suoli, processi che, in talune aree, hanno accelerato il degrado o aumentato il rischio di

deserti cazione.

DILATAZIONE TERMICA DEGLI OCEANI

Il livello del mare è aumentato ad un tasso medio pari a 1,8 mm/anno nel secolo scorso. Le

misure da satellite mostrano che, a partire dal 1993, il sollevamento del livello del mare ha

accelerato il ritmo, raggiungendo il valore di 3,1 mm/anno.

57%

Il di questo sollevamento è da attribuire alla dilatazione termica degli oceani, al fatto cioè che

con l’aumentare della temperatura il volume degli oceani aumenta.

La fusione dei ghiacci continentali delle medie ed alte latitudini contribuisce per il 28%, mentre la

fusione dei ghiacci polari contribuisce per il restante.

CONSEGUENZE DELL’AUMENTO DELLA TEMPERATURA

• meno capaci di assorbire la CO

Un aumento di temperatura degli oceani li rende 2

atmosferica e nello stesso tempo sulla terraferma c’è una maggiore produzione di CO .

2

• Questo avviene a causa dell’accelerazione dei processi di decadimento dei prodotti biologici

dovuto alla crescita dell’attività batterica che è dovuta:

- all’aumento della temperatura;

- al fatto che il ritiro dei ghiacciai ha liberato più super cie terrestre dove questi processi batterici

avvengono.

IL LIMITE DI 2°C

• Recenti osservazioni indicano che le società e gli ecosistemi sono estremamente vulnerabili

anche a variazioni modeste di alcuni parametri climatici e che gli ecosistemi e la biodiversità nei

paesi più poveri sono esposti a rischi maggiori.

• 2°C

Aumenti di temperatura signi cativamente superiori ai (rispetto ai livelli pre-industriali)

potrebbero causare gravi disagi sociali e ambientali.

• Al ne di ridurre il rischio, è necessario mettere in atto interventi rapidi ed e caci per la

mitigazione delle emissioni, coordinati a livello mondiale e regionale.

RISCALDAMENTO GLOBALE AL 2018

• Il livello attuale è di circa +1°C.

• Con una media di +0.2° centigradi a decennio, secondo gli esperti, il riscaldamento indotto

dall'uomo supererà infatti sicuramente gli 1,5°C entro il 2040.

L’incremento dei consumi di combustibili solidi

assume una particolare rilevanza in ambito

ambientale: tra il 2004 e il 2030 si prevede un

incremento delle emissioni di CO in

2

atmosfera del 55%, pari a 14,3 miliardi di

tonnellate. Metà di tale incremento proviene

dal settore termoelettrico e in particolare dalle

nuove centrali elettriche a carbone costruite in

Cina e India.

In generale, i paesi in via di sviluppo saranno

responsabili del 70% dell’incremento di

emissioni in atmosfera e la Cina è diventata il

paese con il più elevato livello di emissioni,

superando gli Stati Uniti. È comunque utile

rilevare che il livello di emissioni pro capite

della Cina sarà al 2030 pari al 60% di quello

dei paesi OCSE!

fi fi ff fi fi ffi fi

Tecnologia dei cicli produttivi

Tecnologia dei cicli produttivi

NON ESISTE SOLO LA CO2!

Oltre che per l’anidride carbonica,

altri gas-serra

anche per come il

metano (CH ) ed il protossido di azoto

4

(N O), le concentrazioni atmosferiche

2

sono aumentate in modo signi cativo

a partire dall’inizio della rivoluzione

CH

industriale; in particolare il è

4

passato da 700 a circa 1783 ppbv

N O

(parti per miliardo in volume) e il 2

da circa 270 a 319 ppbv.

gas serra arti ciali,

I quali quelli

appartenenti agli idrocarburi uorurati

e clorurati, che non esistevano no a

circa la metà del ventesimo secolo,

hanno avuto diversi comportamenti:

i CFC (cloro uorocarburi) sono

cresciuti in modo abbastanza rapido

no alla metà del anni Novanta, ma

sono attualmente in diminuzione.

Gli HFC (idro uorocarburi), i PFC

(per uorocarburi) e l’esa uoruro di

zolfo sono, invece, in aumento a

partire dall’inizio degli anni Novanta.

fi fl fl

fl fi fl fl fi fi Tecnologia dei cicli produttivi

Tecnologia dei cicli produttivi

IMPRONTA ISOTOPICA DEL C

• diversi isotopi:

Il Carbonio è costituito da tre carbonio-12, 13, e 14. Il Carbonio-12 è di gran

lunga il più abbondante, mentre il Carbonio-13 costituisce circa l’1% del totale, solamente un

atomo di Carbonio-14 è presente rispetto ad un miliardo di atomi totali di Carbonio atmosferico.

• La CO2 prodotta dall’uso dei combustibili fossili o dall’incendio delle foreste ha una

composizione isotopica diversa da quella della CO2 atmosferica, perché le piante hanno una

preferenza per gli isotopi più leggeri, pertanto la CO2 ha un minor rapporto C13/C12.

• Siccome i combustibili fossili sono derivati da antiche piante, le piante e i fossili hanno all’incirca

lo stesso rapporto C13/C12, circa 2% più basso di quello dell’atmosfera.

• A mano a mano che la CO2 prodotta da questi materiali viene immessa e si mescola con

l’atmosfera, il valore del rapporto C13/C12 dell’atmosfera diminuisce.

OBIETTIVO 450

• La stabilizzazione della concentrazione di CO2 in atmosfera a livelli compresi tra 450 e 550

ppm, compatibili con cambiamenti climatici sostenibili, sembra un obiettivo ancora

due stringenti condizioni:

tecnicamente – ma di cilmente – ottenibile sotto

A. che siano immediatamente concordate e attuate a livello globale e caci politiche per la

riduzione delle emissioni del settore energetico; tecnologie emergenti,

B. che nei prossimi anni sia sviluppato e di uso un ampio spettro di

caratterizzate da ridotte emissioni di carbonio.

• Gli obiettivi di mitigazione richiedono la tempestiva di usione dell’intero spettro di tali

tecnologie, in quanto ciascuna di esse può fornire un contributo signi cativo alla riduzione delle

emissioni, ma nessuna può avere singolarmente un impatto risolutivo.

ACIDIFICAZIONE

Per piogge acide s’intendono quelle precipitazioni in cui le gocce d’acqua

contengono disciolto acido solforico (H SO ) o acido nitrico (HNO ). Il

4 3

2

fenomeno delle piogge acide si manifesta soprattutto in zone adiacenti a

zolfo

grossi complessi industriali dove le pur piccole quantità di presente

nei combustibili è comunque elevata per l’alta intensità e continuità dei

processi di combustione.

ossidi di azoto, ossidi di zolfo

Gli gli e l’ammoniaca costituiscono i

principali responsabili del fenomeno dell’acidi cazione. I primi due vengono emessi in atmosfera

ammoniaca,

attraverso i processi di combustione, processi industriali e tra co; le emissioni di

invece, derivano principalmente da attività agricole, dallo smaltimento dei ri uti e da processi

naturali. Questi gas una volta arrivati in quota vengono “assorbiti” dalle molecole d’acqua e

precipitano a terra dando luogo alle piogge acide.

combustibili,

Nei costituiti principalmente da idrocarburi, sono

zolfo.

presenti piccole quantità di composti contenenti Durante il

processo di combustione questo elemento si combina

facilmente con l’ossigeno, necessario per il processo, originando

composti denominati ossidi di zolfo. In una prima fase si forma:

→

S + O SO denominato biossido di zolfo o anidride solforosa.

2 2,

Successivamente questo gas può reagire ulteriormente con l’O

2

presente nell’aria formando anidride solforica secondo la

→

reazione: SO + O SO 3

2 2 2 2

L’SO reagisce facilmente con l’acqua formando acido solforico

3

altamente tossico e corrosivo, costituente delle piogge acide

SO + H O→ H SO

3 3

2 2

DANNI AMBIENTALI DERIVANTI DALLE PIOGGE ACIDE

I danni che derivano dall'acidi cazione sono molteplici e rilevanti. Quando le piogge si depositano

sulla super cie terrestre, gli acidi modi cano la composizione delle acque di super cie, dei suoli e

danneggiano la vegetazione. (Nell'Europa centrale e settentrionale si sono già registrati gravi

danni per migliaia di ettari di foreste). L'acidità, inoltre, favorisce lo scioglimento dei metalli

pesanti presenti nel terreno. La conseguente contaminazione degli ecosistemi d'acqua dolce

provoca l'avvelenamento di grandi quantità di pesci. Noti, ormai, sono anche i danni che le

deposizioni acide provocano sui monumenti, minacciando il patrimonio artistico e architettonico

di molti paesi.

fi ffi fi fi ff fi ff ffi fi ffi fi fi

Tecnologia dei cicli produttivi

OZONO

Uno dei problemi ambientali più discussi negli

ultimi decenni è quello conosciuto come "buco

dell’ozono", ossia un assottigliamento dello strato

di ozono che circonda il globo terrestre.

Questo gas si estende ad una distanza di 25-30

km dal suolo con uno spessore di circa 5 km nella

stratosfera

zona denominata e protegge il nostro

pianeta dagli e etti tossici dei raggi ultravioletti.

Infatti senza lo strato di ozono la quantità di

radiazioni U.V. provenienti dal Sole sarebbe troppo

elevata per permettere la sopravvivenza di molte

specie. Queste radiazioni, infatti, caratterizzate da

energia e frequenza elevate, possono provocare

cambiamenti nella struttura delle molecole che

costituiscono il codice genetico delle cellule (DNA

e RNA), provocando mutazioni o sviluppo di tumori

(soprattutto della pelle per quanto riguarda l’uomo).

OZONOSFERA

L’ozonosfera è lo strato dell'atmosfera terrestre compreso tra i 20 e i 50 km di quota,

caratterizzato da u