Atmosfera

Effetto serra e co2

appunti per la verifica di tecnologia – di Silvia Sorrentino

scuola media

L’effetto serra è così un eccessivo riscaldamento dell’aria in tutte le zone della Terra.

Partiamo dall’effetto serra nella serra. I raggi del sole raggiungono il vetro che si lascia attraversare da essi da entrambe le sue facce, ma solo da raggi ad alta frequenza.

I raggi solari che arrivano sono ad alta frequenza e trapassano il vetro, rimbalzando sul terreno, sugli ortaggi, ecc, però, i raggi perdono di frequenza ed è così che quando sbattono nuovamente contro il vetro non riescono più ad attraversarlo e rimangono bloccati nella serra.

Lo stesso avviene con la Terra: il vetro è l’atmosfera, il terreno è la Terra. I raggi solari ad alta frequenza arrivano sulla Terra, attraversando l’atmosfera, una volta arrivati rimbalzano su di essa perdendo di frequenza, ma non riescono più a oltrepassarla e così rimangono bloccati sulla terra, scaldandola.

L’atmosfera terrestre è costituita da diversi gas quali ossigeno, azoto, idrogeno, anidride carbonica e ozono.

L’anidride carbonica non è un gas inquinante, ma lo è la sua quantità. Una sostanza, infatti, si definisce inquinante quando è presente nella quantità sbagliata e al posto sbagliato.

La CO2 è utilizzata da sempre dalle piante e dalle alghe per il processo di fotosintesi.

Questo processo letto da sinistra a destra si chiama fotosintesi che avviene nelle piante e nelle alghe: questi vegetali usano l’acqua e l’anidride carbonica per produrre zuccheri (  ) e ossigeno, con l’intervento della clorofilla presente nelle piante e dell’energia solare.

Letta da destra a sinistra, invece, si chiama combustione, cioè quella fatta dall’uomo e dalle piante solo di notte. L’uomo brucia gli zuccheri ed energia e produce vapore acqueo e anidride carbonica, eliminati poi durante la respirazione, in questo caso la clorofilla non è necessaria. La combustione più comune che abbiamo sotto gli occhi è quella del metano (CH4) sul fornello della cucina.

E’ così che da sempre il bilancio di CO consumata e quella prodotta era uguale a zero.

CO2 = CO2

Negli ultimi cento anni l’anidride carbonica è aumentata notevolmente, portando così ad avere un bilancio non equilibrato. L’aumento di anidride carbonica è dato dalle due rivoluzioni industriali, avvenute nell’ultima parte del secolo scorso, con le quali si è iniziato un notevole uso della combustione di combustibili fossili per produrre energia. Contemporaneamente la popolazione è aumentata grazie al miglioramento della vita e avendo essi a disposizione nuove tecnologie, è aumentato l’uso di nuovi apparecchi da parte di un maggior numero di persone. Quindi non è l’aumento di popolazione la causa di tutto, ma l’uso eccessivo di energia da parte di tutte queste persone. Nel 1700/1800 ci furono le due rivoluzioni industriali che portarono alla scoperta di nuove fonti di energia, non certo ecologiche, all’inizio del 1900 c’è stato un grande flusso di immigrazione negli Stati Uniti, attorno al 1945 si è scoperta la penicillina e ciò ha portato alla sconfitta di nuove malattie, aumentando così la speranza di vita. E’ così che si è arrivati a una situazione di maggior benessere e meno cause di morte, aumentando notevolmente il numero della popolazione.

Fino a poco tempo fa, inoltre, i Paesi che influivano di più erano quelli europei e quelli americani, dal 1990 circa si sono aggiunti poi paesi come Cina e India, che stanno raggiungendo se non soppiantando l’Europa e l’America. Con l’aumento delle nuove tecnologie usate dai Paesi ricchi o che lo stanno diventando, bisogna cercare delle soluzioni che proteggano l’ambiente.

Diversi paesi si sono impegnati in patti come il Protocollo di Kyoto che prevede anche delle sanzioni per i paesi che non rispettano alcune norme; in alcuni casi però intervengono delle normative periferiche che attenuano quelle centrali, diminuendo così la possibilità di successo degl obiettivi. Una delle normative sarebbe riconvertire le industrie, ma costa molto e solo alcuni paesi ricchi come quelli del Nord Europa possono permetterselo. Altre soluzioni possono essere: seminare più alberi (aumentando la fotosintesi), ridurre le emissioni con energie alternative purché non siano alimentate da combustibili fossili oppure incamerare anidride carbonica in zuccheri, in legno o metterla nei fondali marini o nel sottosuolo, ma in questi ultimi due casi si avrebbe un altro tipo di inquinamento. Le unità di misura classica per l’energia sono il joule e il watt, ma si è preferito usare la CO2 per indicare l’inquinamento e sensibilizzare i Paesi.

Le energie alternative appaiono le soluzioni migliori, ma non bisogna ricercare un’unica nuova fonte energetica, ma utilizzarne la maggior parte cercando di sfruttarle al meglio. Le energie alternative vengono usate per la produzione del solo 20% di energia, lasciando il restante 80% nelle mani dei combustibili fossili. Le energie alternative (che non fanno combustione) più usate sono quella idroelettrica principalmente, seguita dall’eolica, pannelli solari, geotermica, biomasse, mentre altri sistemi possono essere la regolazione dei timer (domotica, controlla cioè con apparecchi di timer e centraline il risparmio energetico, tipo il riscaldamento che si fa partire a una certa ora e temperatura) e isolare la casa.

L’utilizzo delle biomasse è ad esempio quello dell’alcool in Brasile, usato come carburante misto a benzina, o addirittura hanno inventato motori capaci di scegliere quale carburante (alcool, benzina, metano) usare a seconda delle condizioni.

L’alcool in Brasile è ricavato dalle canne da zucchero secondo i seguenti passaggi:

Ø  raccolta in campo

Ø  trasporto e macinazione

Ø  estrazione dello zucchero

Ø  le scorie vengono usate per alimentare la distilleria

Ø  fermentazione

Ø  distillazione

Ø  trasporto del prodotto raffinato alle pompe.

Uno fra i pochi aspetti negativi di questa tecnica è l’aumento del costo dei cereali.

Usando, infatti, i campi per coltivare la canna da zucchero, ne rimangono meno per la coltivazione dei cereali aumentandone così il prezzo che va a influire sui mercati mondiali.

Il secondo principio della termodinamica dice che non esiste la possibilità di operare una trasformazione energetica senza avere un piccolo o grande spreco energetico (quasi sempre sotto forma di calore).

Bisogna perciò andare a lavorare sugli sprechi, cercando di averne il meno possibile e se possibile riutilizzarlo come ad esempio nel motore ibrido (dove gli sprechi vengono utilizzati per ricaricare il motore elettrico).