II PROBLEMIPROBLEMI GLOBALIGLOBALI

“Il mondo è diventato piccolo e noi siamo diventati tanti.”

Popolazione diffusa su quasi tutto il pianeta Limiti di tolleranza della popolazione allargati Esigenze di beni e servizi (materia ed energia) sempre più simili e diffuse in tutte le

parti della Terra

I problemi creati dall’impatto delle attività umane sugli ecosistemi diventano sempre più generali e globali:

Richiesta sempre maggiore di materie primeI prodotti di scarto di tutte le nostre attività si diffondono ovunque per mezzo di atmosfera e idrosfera, influenzando il clima

II PROBLEMIPROBLEMI GLOBALIGLOBALI

Ci si preoccupa dunque:

Dei cambiamenti che possono avvenire in futuro nell’ambiente

Di come l’ambiente potrà o saprà reagire in scala globale alle modificazioni imposte dall’uomo

Di come l’uomo si adatterà a sua volta ai cambiamenti ambientali come specie, poi come popolazione, comunità e società

II PROBLEMIPROBLEMI GLOBALIGLOBALI

In seguito: Verranno presi in esame i problemi ambientali, con una

proiezione sul futuro Verrà considerato il rapporto umanità/ambiente Verrà usato il concetto di sistema antropico: l’ambiente e i

sistemi naturali vengono visti in funzione dell’umanità e delle sue esigenze

(approccio biocentrico: la sopravvivenza della nostra specie è un obiettivo da perseguire non contro la natura e le altre specie, ma insieme a esse e in accordo, per quanto è possibile, con esse)

PROBLEMA DEMOGRAFICO

E’ il problema dei problemi; è fonte di sinergie, e quindi causa di aggravamento, per tutti gli altri (energia, risorse, inquinamento, rischi,…).

La popolazione umana sta aumentando esponenzialmente (tipo di crescita insostenibile in un ambiente limitato)

è necessario non solo trovare più risorse, ma anche smaltire gli scarti e l’energia degradata nell’ambiente

PROBLEMA DEMOGRAFICO

situazione satura: qualsiasi cambiamento ambientale o climatico sfavorevole impone una drastica e istantanea riduzione della popolazione

situazione non satura: vi sono dei margini

una crescita esponenziale ci fa passare da uno stato non saturo ad uno saturo

l’obiettivo finale dovrebbe essere la crescita zero (senza aumentare i tassi di mortalità); la fertilità dovrebbe

essere ridotta al livello di sostituzione (aspetti etici, sociali e politici)

IL CIBO

l’AGRICOLTURA è l’attività umana che globalmente consuma più suolo, acqua ed energia di ogni altra

le risorse alimentari non possono essere considerate indipendentemente dalle altre

Sistema agricolo: Industrializzato (estensivo, ad alto input) tradizionale (intensivo, sistema di sussistenza)

IL CIBO

Per incrementare la produzione agricola: Si coltiva più terra Si ottiene una resa maggiore da quella già coltivata

Ma: L’agricoltura industriale è energivora Se ogni persona si alimentasse come un europeo o un

americano, e se tutto il petrolio fosse usato nell’agricoltura, le riserve durerebbero per 10-12 anni

IL CIBO

Gli esperti in agronomia sperano nell’ingegneria genetica e in altre forme di biotecnologia per avere altre “rivoluzioni verdi”

L’estensione delle terre coltivabili non è una soluzione

Il cibo ricavabile dal mare è al limite di saturazione; anche la pesca è industrializzata

IL CIBO

Secondo gli ambientalisti l’agricoltura industriale ha fatto il suo tempo (la sua efficienza non può aumentare, mentre aumentano i danni inflitti all’ambiente e alla salute)

AGRICOLTURA SOSTENIBILE

IL SUOLOIL SUOLO

IMPORTANZA DEL SUOLOIl suolo è un ECOSISTEMA in cui la stretta relazione

tra fattori biotici e abiotici garantisce: Qualità ed equilibrio dell’ambiente Produzione agricola sufficiente a sostenere lo

sviluppo della popolazione umana.

La qualità del suolo è indispensabile per la sopravvivenza di piante, animali e uomo.

IL SUOLO È UNA RISORSARISORSA NONNON RINNOVABILERINNOVABILE

Il suolo è stato classificato come risorsa LENTAMENTE LENTAMENTE RINNOVABILERINNOVABILE perché si rigenera continuamente grazie a processi naturali

Tuttavia L’erosione delle aree coltivate ha una velocità da 20 a 100

volte maggiore rispetto a quella di rinnovo Attualmente si stima nel mondo una perdita del 7% di suolo

coltivabile ogni 10 anni.Quindi

Poiché la velocità di rinnovo è inferiore a quella di erosione bisogna considerare il suolo come

RISORSA RISORSA NON NON RINNOVABILERINNOVABILE

IMPORTANZA DELL’AGRICOLTURA SOSTENIBILE:è fondamentale un sistema agricolo in grado di mantenere la fertilità nel lungo periodo, senza depauperare la risorsa suolo.

EROSIONE:Asportazione graduale di suolo e roccia dovuta a:

ACQUA

VENTO

EROSIONE LAMINARE: dovuta a una sottile ed estesapellicola d’acqua che scorre

RUSCELLAMENTO: dovuto all’acqua che si concentrascavando rivoli e canaletti

asporta il suolo soprattutto nei periodi di siccità.

DESERTIFICAZIONEDESERTIFICAZIONEPerdita della produttività di un suolo (coltivato o a pascolo) maggiore Perdita della produttività di un suolo (coltivato o a pascolo) maggiore del 10%.del 10%.La terra perde la capacità di trattenere acqua e sostenere la vegetazione.

DESERTIFICAZIONE

Negli ultimi 50 anni più di 800 milioni di ettari sono diventati desertoTasso di desertificazione = 60 000 km2 / annoZone più colpite: Africa sub-sahariana, orientale e meridionale; Australia, America Centrale, parte occidentale dell’America meridionale.

CAUSE della DESERTIFICAZIONE

DESERTIFICAZIONE

CAUSE NATURALI FATTORI ANTROPICI

SICCITÀInsufficienza idrica

FENOMENI EROSIVI(piogge e venti

intensi)

AUMENTO della POPOLAZIONE

AUMENTO della PRESSIONE DEMOGRAFICAAUMENTO della PRESSIONE DEMOGRAFICAdetermina un eccessivo sfruttamento del suolo

DISBOSCAMENTODISBOSCAMENTOEliminazione della copertura vegetale che determina una

maggiore esposizione del terreno all’erosione

MINIERE A CIELO APERTO

AGRICOLTURAINTENSIVA

AUMENTO delleAREE URBANE

PASCOLO

IRRIGAZIONE: se scarsa → siccità se troppa in climi secchi → salinizzazione

Il calpestio degli animali rende il terreno duro e compatto; accelera il processo di desertificazione

Cos’è la salinizzazione?Per SALINIZZAZIONE si intende una concentrazione

sovrabbondante di sali nel suolo, che risulta dannosa per le coltivazioni.

Può essere causata da IRRIGAZIONE ECCESSIVA (nei climi aridi)

Rapida evaporazione dell’acqua

Accumulo di Sali nel terreno

Il sale si accumula e riduce la produttività del suolo, fino a renderlo del tutto sterile

Per evitarla:alcuni utilizzano molta acqua per portare i sali in profondità.

Se il terreno non drena si ha un innalzamento della falda con conseguente annegamento delle radici delle piante in acqua salmastra.

Come limitare erosione e desertificazione?ACCORGIMENTI :

Lasciare in loco durante l’inverno coperture vegetali o residui di raccolti

Utilizzare terrazzamenti nelle aree collinari per frenare l’acqua che scorre verso il basso

Coltivare piante a crescita rapida nei terreni messi a nudo Nelle zone ventose e aride piantare alberi opportunamente

orientati come frangivento Evitare il disboscamento di aree poco adatte (aree rocciose,

marginali, aride, ecc…) Utilizzare fertilizzanti organici per ripristinare la fertilità (i fertilizzanti industriali non forniscono humus al terreno che diventacompatto e asfittico; vengono inoltre dilavati con le piogge causandoinquinamento delle falde)

Agricoltura sostenibile = UTOPIA?

Sistema agricolo che garantisce la conservazione del Sistema agricolo che garantisce la conservazione del suolo in modo da conservarne la fertilità per un suolo in modo da conservarne la fertilità per un

tempo molto lungo (illimitato).tempo molto lungo (illimitato).Il modello dell’agricoltura sostenibile prevede la combinazione

di agricoltura di sussistenza con agricoltura intensiva.

Dovrebbe basarsi su: Scarso uso di combustibili fossili a favore di forme rinnovabili Policoltura di piante perenni (non monocoltura di piante annuali) Uso di fertilizzanti organici Dosare l’irrigazione e provvedere a sistemi di drenaggio artificiali Aziende piccole a conduzione famigliare, con colture e allevamenti

diversificati (non aziende estensive industrializzate) Uso di materie prime locali (se possibile) Uso di metodi biologici e poco invasivi sia per gli organismi infestanti sia

per evitare l’erosione (barriere antivento, ecc..)

Profonda riforma di tutti i sistemi connessi all’agricoltura (trasporti, distribuzione, ecc..) e quindi un piano politico ed economico che incentivi tale cambiamento

L'ACQUAL'ACQUA

ACQUA DOLCE:COME VIENE UTILIZZATA?

70%

23%

7%

IRRIGAZIONE

PRODUZIONE DI ENERGIA(estrazione e trasporto di petrolioe gas naturale; raffreddamento delle centrali elettriche) e PROCESSI INDUSTRIALI

USI DOMESTICI E MUNICIPALI

ACQUA DOLCE: UNA RISORSA PARZIALMENTE RINNOVABILE

L'ACQUA COMINCIA A SCARSEGGIARE A CAUSA DI:

SPRECHIIl 50% dell'acqua va perduto per evaporazione ed infiltrazione

CONTAMINAZIONENell'acqua utilizzata vengono immessi calore e sostanze organiche.Gli effluenti sono poi riversati in fiumi, laghi e mari.Nei punti d'immissione le concentrazioni di sostanze nocive sonosempre più alte perchè la velocità di dispersione è inadeguatarispetto agli apporti.

COME CONSERVARE E RISPARMIARE L'ACQUA?

IMPERMEABILIZZARE FOSSI E CANALI

UTILIZZARE SPRUZZATORI EFFICIENTI, TENENDO CONTROLLATO LO STATO DI UMIDITA' DEL SUOLO ED EROGARE ACQUA SOLO QUANDO NECESSARIO

EVITARE L'IRRIGAZIONE DI CAMPI DA GOLF IN ZONE DESERTICHE!!!

INCREMENTARE E DIFFONDERE IMPIANTI DI DEPURAZIONE, A VALLEDI CITTA' ED INDUSTRIE

DEPURATORI

PRIMARIPRIMARI

Effettuano un trattamento meccanico di separazione dei resti solidi

I residui più fini finiscono in discariche ed inceneritoriinsieme ad altri rifiuti solidi urbani

Contribuendo all'inquinamento delle falde acquifere e dell'ariacon composti contenenti CLORO (diossina) o METALLI

DEPURATORI

SECONDARISECONDARI

Impiegano batteri aerobici per rimuovere il 90%delle sostanze organiche biodegradabili

Il fango di risulta può esseretrattato in un digestore anaerobico

e usato come concime

L'acqua in uscita contiene ancora materiali sospesi, plastiche,metalli tossici, FOSFATI e

NITRATI

E' quindi in grado di eutrofizzarelaghi, stagni e aree costiere

DEPURATORI

TERZIARITERZIARI

Rimuovono gran parte del fosforo e dell'azoto, che possono essereriutilizzati come preziosi elementi nutritivi per le piante.

Sono impianti molto costosi e ancora scarsamente impiegati.

Quando un sistema di fognature deve smaltire anche l'acquadelle piogge e dei temporali, è soggetto a rischi di sovraccarico;

l'acqua può “saltare” gli impianti di depurazionee giungere inquinata nei corpi d'acqua superficiali

ALTRE SOLUZIONI PER INCREMENTARE LE RISERVE

COSTRUZIONE DI INVASI ARTIFICIALI PER POI DISTRIBUIRE L'ACQUA IN MODO REGOLATO

DIGA DI ASSUANCostruita per fornire

elettricità e controllarele piene del Nilo.

DIGA DI ASSUAN:VANTAGGI E SVANTAGGI

VANTAGGI Minor pericolo d'inondazioni L'invaso artificiale è un serbatoio controllabile di acqua che garantisce

irrigazione per tutto l'anno recuperando terreni al deserto e aumentando la produzione agricola (fino a 3 raccolti l'anno)

Fornisce acqua alle turbine delle centrali elettricheSVANTAGGI Alte spese di costruzione L'allagamento della zona a monte distrugge aree coltivabili e centri abitati

costringendo la popolazione all'esodo Il livello delle falde sotterranee si alza, “annegando” i suoli coltivabili Il peso dell'acqua può causare subsidenza e piccoli terremoti L'aumento di superficie evaporante innalza la concentrazione di sali La diga trattiene il sedimento e il lago s'interra in tempi brevi (da 40 a 200

anni in genere) Priva i suoli di sostanze nutritive che sono trattenute nel sedimento del

lago e che quindi debbono essere sostituite da fertilizzanti artificiali costosi Il Nilo trasporta meno sedimento e non alimenta più le spiagge del delta,

che vengono erose dal mare

COME SODDISFARE UNA MAGGIORE RICHIESTA

D'ACQUA?MAGGIOR PRELIEVO DI ACQUA DALLE FALDE SOTTERRANEE

Può essere una soluzione a breve termine ma peggiora le cose nel futuro.L'Arabia Saudita ha incrementato la sua produzione agricola irrigando il desertocon acqua di falde fossili, ma vedrà i suoi campi tornare deserto nel giro di10 anni, quando gli acquiferi si saranno esauriti.

L'esaurimento delle falde provoca fenomeni di subsidenza, nonché l'ingressodi acqua salata negli acquiferi in prossimità di zone costiere.

DESALINIZZAZIONE DELL'ACQUA MARINA

Può avvenire per distillazione ed osmosi, comportando alti costi energeticied economici (ingenti investimenti nell'impiantistica e nel trasporto)

FONTI NON RINNOVABILI

o Combustibili fossili

o Uranio

COMBUSTIBILI FOSSILIo Petrolio

Estratto come greggio; Inviato a raffinerie (oleodotto o nave cisterna); Distillato (benzine, olio pesante, gasolio, asfalto).

o Carbone Il combustibile fossile più abbondante; Convertibile in combustibili sintetici (liquidi o gassosi). Meno inquinanti,

ma < contenuto energetico.

o Gas Naturale CH4 (50-90%) + C3H8 + C4H10 ; Esauribile in 50-60 anni; Meno inquinante (meno CO2, no S); Transizione verso fonti rinnovabili?

INCONVENIENTI DEI COMBUSTIBILI FOSSILI

I. Limitatezza

II. Forte impatto ambientale COMBUSTIONE

Particelle solide; CO2 (effetto serra);

NO e SO2 (smog e piogge acide).

INTERO CICLO Estrazione e trasporto.

L’ENERGIA NUCLEAREo Ottenuta da uranio tramite fissione nucleare

FISSIONE NUCLEAREo Reazione a catenao Controllata tramite materiali che assorbono

neutroni (barre di controllo)o Altrimenti…

FISSIONE NUCLEARE

o Produzione calore - movimento turbine – en. elettrica

o Fluidi refrigeranti (se no il nocciolo fonde)

o Barre di U esaurite: radioattive per 150.000 anni

o Se trattate (rimozione Pu): 10.000 anni

CENTRALE NUCLEARE

o Dura al massimo 30-40 anni: Poi, chiusura!

o Coperta con cemento e, in seguito, smantellata.

o 400 centrali da smantellare e scarti radioattivi

I RISCHIo Naturali (sismi, inondazioni, cicloni…)

o E umani….

QUANTO URANIO CI RIMANE?

o Al massimo per 200 anni

o Alternative: Reattore autofertilizzante (genera ΔG, e converte 238U in

239Pu, a sua volta utilizzabile) Fusione nucleare (deuterio o trizio, fonte illimitata):

attualmente sotto studio.

LE RISORSE ENERGETICHE E L’USO

DELL’ENERGIA

o L'energia si trova dappertutto intorno a noi: nei mezzi di trasporto, nell'industria, nelle case e anche nel nostro corpo.

o L'energia è l'anima del mondo, è ciò che dà il movimento alla materia che riempie il nostro universo.

o Lo sviluppo della nostra società è legato ai consumi di energia.

L’ENERGIA è l’elemento di connessione di tutti i

sistemi

LE FONTI DI ENERGIA

L'energia è presente in forme diverse: meccanica, idroelettrica, geotermica, solare, nucleare, eolica, ecc.

I materiali e i fenomeni da cui si ricava energia sono chiamati fonti energetiche e sono suddivise in due gruppi:

• FONTI RINNOVABILI, cioè sempre presenti (sole, acqua e vento);

• FONTI NON RINNOVABILI, cioè destinate cioè ad esaurirsi (carbone , petrolio , gas naturale e uranio).

Attualmente la gran parte dell'energia primaria viene fornita dai combustibili

fossili (petrolio, gas naturale e carbone)

Queste risorse presentano tre problemi:o non sono illimitate;o sono distribuite in modo diseguale;o sono inquinanti.

COME E’ POSSIBILE RIDURRE QUESTA DIPENDENZA?

1^ SOLUZIONE: IL RISPARMIO ENERGETICO

o Utilizzo razionale di luce e riscaldamento;o Utilizzo di prodotti poco deperibili (no “usa e

getta”);o Miglioramento dei processi: maggior

isolamento termico degli edifici, motori che consumano meno, elettrodomestici più efficienti e altri.

Negli Stati Unti si spreca il 40 % dell’energia usata.

Soluzione temporanea perché:o si può ridurre la velocità del degrado, ma non

eliminarlo;o dipendenza dai combustibili fossili;o richiede molto tempo.

IL RISPARMIO PUÒ RAPPRESENTARE UNA FASE DI TRANSIZIONE VERSO FONTI ALTERNATIVE.

2^ SOLUZIONE: FONTI RINNOVABILI E PERENNI

o Sole;o acqua;o vento;o biomasse vegetali;o calore terrestre;o idrogeno.

Sono meno inquinanti: riduzione immissione di gas serra nell’atmosfera;I sistemi che attingono a queste fonti inquinano meno (in modo limitato in fase di fabbricazione e nullo in fase di esercizio).

Il loro sviluppo potrebbe assicurare dal 30 al 45 % del fabbisogno di energia per il 2050.

ENERGIA SOLARE

o SOLARE PASSIVO (serre, finestre a tripli vetri, ecc…);

o SOLARE ATTIVO (pannelli solari, ecc…).

Adatta a fornire calore a temperatura inferiore a quella di ebollizione.

ENERGIA IDROELETTRICA

Fornisce il 6 % dell’energia mondiale.o Centrali idroelettriche alimentate da fiumi e laghi (grande impatto

ambientale);o Impianto idroelettrico che sfrutta le correnti di marea (ne esiste uno

solo in Francia);o Conversione in elettricità di differenze di temperatura tra acqua

superficiale e profonda in oceani tropicali (ancora in fase di progettazione);

o Piscine solari (in laghi e mari di zone aride).

o E’ troppo localizzata per essere utilizzata globalmente;o Produce inquinamento (sali e metalli sciolti nell’acqua e gas).

ENERGIA GEOTERMICA (o

idrotermale)

ENERGIA EOLICA

Prodotta dal vento.Fornisce più del 10 % dell’energia mondiale.

o Il suolo è sfruttabile per altri usi (es.: pascolo);o Non richiede innovazioni tecnologiche, ma solo una diminuzione dei costi.

ENERGIA DA BIOMASSEBiocarburanti (biogas, etanolo liquido e metanolo liquido, metano), ottenuti dalla trasformazione di biomassa vegetale (scarti e piantagioni a rapido accrescimento).

Svantaggi:o Le “piantagioni energetiche” portano via molto spazio e competono con altri usi del

suolo.

IL COMBUSTIBILE DEL FUTURO: L’IDROGENO

Vantaggi:o praticità d’impiego;o alto contenuto energetico;o amico dell’ambiente (nessun rilascio,

nemmeno anidride carbonica);

Svantaggi:o per produrlo si utilizza più

energia di quella che si ottiene dalla combustione.

I PROBLEMI GLOBALI Connessi all’impatto delle attività umane sugli ecosistemi e alla

crescente richiesta di materie prime ed energia per sostenere la crescita demografica.

Riguardano: RISORSE AMBIENTALI: SUOLO Agricoltura sostenibile

ACQUA Risparmio idrico & depurazione

FONTI ENERGETICHE: NON RINNOVABILI: Combustibili Fossili e Nucleare.

Problemi: sono esauribili, inquinamentosmaltimento delle scorie

RINNOVABILI: Sole, Acqua, Vento, Biomasse

Geotermia, Idrogeno.

Problemi: impatto ambientale, richiedono zone specifiche