ERMETE DISMI: Allegramente verso il disastro

| 5 Gennaio 2016 | Comments (0)

 

Per la festa della befana  Antonio Dumas ci ha inviato questo elaborato “Allegramente verso il disastro”  del gruppo ERMETE del DISMI (Dipartimento di Scienze e Metodi dell’Ingegneria) dell’Università di Modena e Reggio. La Befana invece del carbone ci parla di anidride carbonica. Se continueremo ad essere cattivi ci attende il disastro.

 

Prefazione

Questo breve commentario è il risultato di riflessioni, discussioni che sono state svolte, effettuate, urlate o anche sommessamente indicate da un gruppo variegato di ricercatori dalle qualifiche più diverse che hanno interagito con e/o dentro il  gruppo ERMETE del DiSMI. Un ringraziamento quindi a tutti loro, senza il cui contributo questo lavoro non sarebbe venuto alla luce. Che peccato!!!

 

1. Introduzione

 

Mi sovviene un gruppo di compagnoni che, dopo abbondanti libagioni, si avviano come se niente fosse, ridendo e cantando lungo una strada che non sanno come è fatta e non sanno dove porta.

Il riso abbonda sulla bocca degli stolti. Questa è l’origine del titolo.

Si poteva  anche ricordare che gli dei accecano le persone di cui vogliono la perdizione.

Numerose altre frasi potevano essere utilizzate come titolo, l’argomento lo consente.

Lo sviluppo dell’umanità.

Lo sviluppo ? Non ci siamo. Iniziamo con il piede sbagliato, scusate, bisogna dire il percorso che l’umanità farà. Se poi questo porterà al baratro dell’autodistruzione o alle soglie di un nuovo grande sviluppo dell’umanità è tutto da dimostrare. Cosa intendiamo per sviluppo poi ?  Definizione e caratteristiche sono tutte da precisare.  Non è difficile intravedere che sin dai tempi antichi  esse sono state delineate ma che nella maggior parte non sono state veramente condivise. Per esempio si potrebbe indicare come sviluppo dell’umanità il miglioramento delle condizioni di benessere che consentono un processo di allungamento della vita e quindi un aumento di probabilità della sopravvivenza della specie. Il perseguimento di questo obiettivo ha un valore etico, ma molto meno etico è il perseguimento dell’obiettivo se ha come controparte il peggioramento delle condizioni di benessere  di un’altra parte della specie.  Si potrebbe  continuare ma….

Dicevo che lo scenario è così ampio che consentirebbe qualsiasi inizio. E’ così ampio che consente a ciascuno di ritagliarsi una verità e crogiolarsi in essa. E’ qui  che sta tutta la difficoltà che intravedo, oltre ovviamente alle mie scarne e scarse capacità di affabulatore.

 

2. Lo scenario : i prodromi

I prodromi di questa situazione sono affiorati negli anni 70 del Novecento, con la prima crisi petrolifera. Altri segnali erano apparsi negli anni e nel secolo precedente.

L’utilizzo del carbone aveva iniziato a rendere le città invivibili. La cecità però ci faceva confondere un forte segnale anticipatore, anzi lo trasformava in un romantico, fascinoso anche se tenebroso scenario. La letteratura dell’ottocento ci descrive una Londra avvolta nella nebbia e teatro di grandi efferatezze ma anche di lucide e geniali intuizioni. Più brutalmente la cronaca ci riporta la presenza di polvere da combustione e la persistente e generalizzata presenza di malattie polmonari dalla tisi alla bronchite, anche per non fumatori, il cosiddetto fumo passivo: l’effetto dell’uso generalizzato dei camini, una visione romantica anche oggi.

Con minore dignità letteraria Henry, il mio relatore[3], mi raccontava che la sua città natale, Minneapolis, era diventata una piccola Londra, ma che poi  aveva perso quel richiamo fascinoso allorché smisero di utilizzare il carbone passando al metano.

Oltre a questi più o meno suggestivi ricordi vi sono le esternazioni di petulanti personaggi, e qualche volta ci si mettevano di mezzo anche le donne[4],  che avevano la presunzione di cercare di quantificare e rendere oggettivo, misurabile quella sensazione di disagio.

La cecità faceva polemizzare, con argomenti ridicoli e surrettizi, nei confronti di chi si sforzava di valutare il processo globale per ottenere un qualsiasi prodotto, materiale o immateriale. Mi è rimasta impressa una frase che mi fu detta a suo tempo, non mi ricordo più se da un collega o da un componente del partito a cui ero iscritto (oramai più di trent’anni fa). “Pensa, quella [5] si è messa a contare anche la benzina del  camion per il trasporto terra, ci mancherebbe altro che si mettesse a contare il numero delle sigarette del camionista” .

Queste le battutacce che giravano, le più edulcorate, ma facevano presa.

 

3. Le armi

Nonostante  tutto, quei precursori hanno , col tempo, ricevuto rincalzi,  le procedure di valutazione di un processo e di un prodotto si sono affinate  in modo da poter fare, per esempio, un accenno di luce su quel  mistero che è sempre stato il  vero costo di una centrale nucleare.

LCA-LCC

Sono rispettivamente gli acronimi di Live-Cycle Assessment e Live Cycle  Cost,  che indicano le procedure per un particolare processo o prodotto,  di valutazione nel ciclo di vita, dalla culla alla tomba, del consumo energetico  il primo, e del costo economico il secondo. Vengono utilizzati  archivi di dati, per di più di proprietà di produttori dei programmi di calcolo che, seguendo   procedure che sono già state normate [6], consentono di paragonare fra loro, rispetto all’impatto ambientale,  due differenti prodotti o processi. Classico è stato il confronto se è più inquinante  una discarica o un’inceneritore.

Il principale elemento negativo di questo sistema,  nato appunto negli anni ’70, non è stato di consentire le battutacce suaccennate [5], ma la sua natura qualitativa e la necessità di un confronto diretto fra due processi. Il confronto u a favore degl’inceneritori, che però si sono rivelati una soluzione non sostenibile.  In buona sostanza l’inesistenza di una scala di misura, a cui si tenta di sopperire con il tentativo successivo.

 

4. L’impronta ecologica

Il “footprint” o impronta ecologica [7] può anche essere considerata l’unità di misura della velocità con cui ci avviciniamo al baratro.

La produzione di un bene o di un servizio per le nostre condizioni di benessere viene valutata in termini di terreno necessario per la sua produzione. La sommatoria  di tutte le produzioni presenti in uno Stato viene rapportato all’entità del terreno che ciascuno stato occupa. Un numero maggiore di uno indica che viene prodotto di più di quello che l’ambiente consentirebbe.  Cosa mai significa che uno stato ha un impronta ecologica  di 5,3?

L’indicatore diventa qualitativo in quanto l’utilizzo di terreno aggiuntivo pari a 4,3 volte quello a disposizione è (semplicemente ?) rappresentativo dell’utilizzo  di altro terreno e/o di altre risorse caratterizzate diversamente dal terreno (rapina nel terzo mondo).

 

5. L’exergia

Un criterio quantitativo è stato individuato già dalla metà del secolo scorso ma solo dopo gli anni ‘70 gli ingegneri, non i fisici, se non qualche bastardo della congrega, iniziarono a sviluppare in modo più sistematico il concetto e ad affinare la tecnica di utilizzazione. Cosa è l’exergia ? Perché è importante?  Permettetemi questa digressione didattica

L’exergia è la funzione che indica il massimo lavoro ottenibile, ovviamente in un processo ideale.

“L’exergia è il lavoro ottenibile da un sistema quando questo  è portato in condizioni di equilibrio termodinamico con il suo ambiente circostante, per mezzo di processi reversibili” [8]

Due considerazioni : è possibile ottenere lavoro solo in presenza, ovvero  a causa, di una condizione di disequilibrio fra un sistema e l’ambiente circostante.  Siccome sulla terra oltre al lavoro utilizzato/ottenuto dall’uomo anche la natura produce/consuma lavoro, è immediata conseguenza che non esiste una condizione di equilibrio ma di disequilibrio e questo porta ad una ulteriore considerazione.  E’ il disequilibrio che consente il processo  di trasporto di materia e di energia  e quindi il flusso delle stesse grandezze  è l’elemento fondamentale della sopravvivenza.  La stabilità temporale del flusso  è certamente  precaria ed una sua variazione   é anche  elemento foriero di perturbazioni ambientali che possono diventare disastri.

Perché è importante la funzione exergia? Perché contrariamente alla funzione energia, che nella vulgata quotidiana sembra essere una proprietà di un sistema, cioè una caratteristica fisica misurabile (come la pressione , la temperatura), la funzione exergia ci permette di confrontare sistemi e cose completamente diverse con un unico metro : la capacità di lavoro. Non è rilevante se il sistema è carbone o petrolio, se è una sorgente termica o un salto idraulico, tutti i sistemi o i processi possono essere confrontati con un unico termine ed il numero  espresso da quel termine, l’exergia appunto,  indica quantitativamente la stessa cosa  sia se parliamo di pere (il salto idraulico, l’energia elettrica) che di mele (rifiuti, carbone, radiazione solare).

Gli studi sull’exergia  sono stati numerosi negli anni 70 ,’80 e ’90, nel nuovo secolo hanno presentato un calo fisiologico  non per una diminuzione di interesse ma per effetto del consolidamento della conoscenza sviluppata al riguardo.

Una delle conseguenze di questi risultati è la possibilità di quantificare anche economicamente  la capacità di lavoro di una determinata risorsa e di confrontarla con un’altra. Di valutare la quantità di capacità di lavoro persa, cioè consumata per irreversibilità e quantificarne l’impatto ambientale conseguente. Questa quantificazione  consente di pensare ad una legislazione tariffaria che, indipendentemente dalla  tipologia della risorsa  e  e/o dalla  tipologia di processo che dissipa l’exergia, sia collegata appunto alla sola dissipazione di exergia.

Solo negli ultimissimi tempi  questo concetto sembra entrato nella politica, ma quanto lungo sia il percorso per la sua definitiva conclusione, non (mi) è ancora  chiaro.

 

6. Il principio di precauzione

Il concetto del principio di precauzione deriva da una comunicazione della Commissione, adottata nel febbraio del 2000, sul “ricorso al principio di precauzione” nella quale definisce tale concetto e spiega come intende applicarlo.
Viene così  integrato il Libro bianco sulla sicurezza alimentare (gennaio 2000) come pure l’accordo, concluso nel febbraio 2000 a Montreal, sul protocollo di Cartagena relativo alla biosicurezza.

In questo documento la Commissione precisa in quali casi si applica tale principio:

  • i casi in cui i dati scientifici sono insufficienti, poco conclusivi o non certi;
  • i casi in cui da una prima valutazione scientifica  emerge che si possono ragionevolmente temere effetti potenzialmente pericolosi per l’ambiente e la salute umana, animale o vegetale.

In questi due casi, i rischi sono incompatibili con il livello di protezione elevato perseguito dall’Unione Europea.
Questa comunicazione enuncia anche le tre regole cui attenersi per far sì che il principio di precauzione sia rispettato:

  • una valutazione scientifica completa condotta da un’autorità indipendente per determinare il grado d’incertezza scientifica;
  • una valutazione dei rischi e delle conseguenze, in mancanza di un’azione europea;
  • la partecipazione, nella massima trasparenza, di tutte le parti interessate allo studio delle azioni eventuali.

Il ricorso al principio di precauzione è pertanto giustificato solo quando riunisce tre condizioni, ossia: l’identificazione degli effetti potenzialmente negativi, la valutazione dei dati scientifici disponibili e l’ampiezza dell’incertezza scientifica.

La Commissione rammenta, inoltre, che le misure risultanti dal ricorso al principio di precauzione possono configurarsi in una decisione di agire o di non agire. Questa decisione è funzionale al livello di rischio ritenuto “accettabile”. Ad esempio, l’Unione aveva applicato questo principio di precauzione in materia di organismi geneticamente modificati  (i famigerati OGM) con l’adozione di una moratoria per la loro commercializzazione tra il 1999 e il maggio del 2004.

 

7. Le fonti di energie

Sono, in particolare, gli idrocarburi, l’uranio, i salti idraulici, le maree, il vento, la radiazione solare, le biomasse solide e liquide, ecc.

Esse sono dette rinnovabili  quando il tempo di ripristino  è dello stesso ordine del loro utilizzo.  Le uniche infatti che non si rinnovano sono quelle caratterizzate dalla natura del pianeta e sono la risorsa geotermica e la risorsa nucleare. Carbone ed idrocarburi hanno un tempo di ripristino di milioni di anni e quindi non sono caratterizzabili come rinnovabili perché per il loro esaurimento è  sufficiente oramai solo un centinaio di anni.  Indichiamo quindi come rinnovabili solo i salti idraulici, le maree, il vento, la radiazione solare, i prodotti agricoli, diretti o mediati da un processo. Infine si può riconoscere che tutte quest’ultime sono originate dall’intercettazione del flusso solare da parte della  superficie della terra. Non lo sono i rifiuti sia urbani che industriali, in quanto sono scarti di produzione e quindi vanno trattati e pensati come tali, un problema e non una risorsa.

 

7. Lo scenario : ieri

E’ oramai una valutazione scientificamente consolidata che lo strato atmosferico produce un effetto serra cioè lo strato di atmosfera si comporta come uno strato di vetro, è trasparente alla radiazione elettromagnetica solare (prevalentemente nell’intervallo di lunghezze d’onda (0,3÷3) micrometri) ed è opaca, cioè assorbe, alla radiazione elettromagnetica termica emessa dai corpi a temperatura dell’ordine di quella ambiente (20÷200 °C) (e cioè prevalentemente nell’intervallo di lunghezze d’onda 4÷15 micrometri). (figura 1)

 

 

Figura 1 – Radiazione solare e infrarossa uscente dalla atmosfera.

 

Si può verificare  lo stesso effetto quando fra voi ed il radiatore di casa interponete uno schermo opaco, anche una lastra di vetro. Non sentite sulla pelle l’effetto della radiazione termica del radiatore che è stato appunto schermato.  E la radiazione contribuisce all’aumento della temperatura dell’aria interposta fra lo schermo ed il radiatore.

Un altro dato certo è indicato in figura 2 dove è mostrato la riduzione  della lunghezza dei ghiacciai

 

 

Figura 2. Lunghezza dei ghiacciai  da Oerlemans[9]

 

 

Figura 3. – Andamento della temperatura sull’Antartico, concentrazione di CO2 e Metano

Figura  4. – CO2, temperatura e concentrazione di polveri ( Vostok ice core – Antartico)

 

E’ un dato confermato che l’aumento della temperatura è già avvenuto in altre condizioni nei tempi passati come si può vedere dalle tracce presenti nel carotaggio delle profondità dei ghiacci perenni dell’Antartide (Fig.  3  e 4). [6]

D’altronde neanche le informazioni  a  lungo raggio temporale aiutano a discriminare rapporti di causa ed effetto da semplici correlazioni temporali, come, per esempio, nelle figure succitate

Al di là della necessaria considerazione che questi risultati non sono facilmente comprovabili, né in termini di metodologia né in termini di ripetibilità, suscitano, nondimeno, alcune riflessioni.

Gli elementi di riflessione sono diversi:

– la concentrazione di polveri presenta un tendenza di massimi crescenti in concomitanza di una lieve tendenza di minimi decrescenti.

– una correlazione inversa fra polveri e temperatura/anidride carbonica

– la crescita di  anidride carbonica e temperatura è in entrambi i casi, estremamente ripida al contrario il processo di diminuzione  è molto più lento

– L’esistenza di una  correlazione (non un rapporto di causa ed effetto) fra la concentrazione dell’anidride carbonica e l’aumento della temperatura.

– l’aumento del biossido di carbonio segue e non precede l’aumento di temperatura. ( Vedete non c’entra niente l’anidride con l’effetto serra)

– L’ultimo picco, quello che riguarda anche i nostri giorni,  presenta  una lunghezza temporale inusuale,  rispetto agli altri e questo fatto, senza ombra di dubbio, indica l’intervento di un agente diverso da quelli che hanno prodotto gli altri picchi precedenti o meglio l’intervento di un ulteriore agente dopo la formazione del picco. (temporalmente siamo sull’ordine dei 10.000 anni, ( ma non coincide con la presenza delle civiltà umane ?);

– è rilevante  che una variazione da 180 a 320 ppm, percentualmente abbastanza elevata    (~80 % ),  è concomitante ad una assoluta  di 10 gradi °C e che questa piccola variazione produce un cambiamento estremo  nelle condizioni climatiche terrestri, dalla glaciazione alla desertificazione.

 

8. La scintilla

Meno unanime è la valutazione :

-sulla natura della produzione di anidride carbonica,

– sull’entità dell’effetto serra che essa produce

-sulle soluzioni che vengono proposte.

Il dato di figura 3 e 4 è fascinoso, ma non serve granché a definire la diatriba, in quanto la scala temporale è in migliaia di anni quindi si può dire di tutto e del contrario di tutto, dall’esistenza alla negazione della mazza da hochey.

E così passiamo immediatamente dalla scienza alla politica. Apocalittici scenari, terrorismo ideologico, speranze eternamente deluse,  fioriscono sognatori e venditori di fumo, piccoli o grandi  che siano, sbocciano improvvisamente competenze eccellenti ed eccellenze competenti, si svegliano  appetiti pantagruelici.

Si scatenano ed imperversano le Erinni sulla scena della battaglia.

 

9. I Contendenti

 

I nuclearisti

Si sviluppa un revival di fautori delle risorse nucleari, iniziano a fuoriuscire dall’anonimato, alcuni, altri sono sempre stati in trincea a difendere le proprie posizioni scientifiche, ogni scarafone è bello a mamma soa.

By-passando allegramente su una qualunque analisi di impatto ambientale [4], sui livelli di rischio crescente con il numero di centrali nel mondo,  viene offerta la soluzione alla sostituzione  dei combustibili fossili.  Il nucleare è in grado di funzionare quasi sempre (eccetto che a Caorso) 24 ore su 24   e quindi in presenza di scarsa domanda di energia elettrica verrebbe prodotto idrogeno per idrolisi, consentendo in questo modo lo sviluppo di una economia basata sull’idrogeno come altrove auspicata [10] e non sui combustibili fossili.

Lo scenario è anche qui estremamente vario sia in metodo che in merito. Dalla soluzione minimalistica,  i cosiddetti reattori di IV generazione (o III più?),  caratterizzati da sicurezza intrinseca, a quella totalizzante  i reattori veloci  autofertilizzanti ( tipo Superphenix) finanche alla riesumazione dell’uso del torio.

Alle tre canoniche obiezioni sui reattori tradizionali :

  • scorie degli elementi combustibili,
  • decommissioning e relativo costo economico ed ambientale
  • durata delle riserve.

Si risponde  alla prima con ipotesi di lavoro e/o di ricerca sia sulla collocazione (miniere di salgemma in questo o quel paese) che sulla riduzione della loro durata radioattiva ( da qualche millennio a qualche centinaio di anni).

Alla seconda si glissa, sembra quasi che sia un segreto di stato. Solo ora dopo vent’anni, sembra  che  siano riusciti a risolvere le scorie della centrale di Caorso. Dello smantellamento di Chernobil, sappiamo che esiste un sarcofago dentro il quale è confinato (?) il materiale radioattivo.

Alla breve durata delle riserve (50 anni ) si scatena l’effluvio di soluzioni sempre più semplici e facili e intriganti : l’uso dei reattori autofertilizzanti ( praticamente inesauribili) come il Superephenix ( a proposito come mai i francesi l’hanno decommissionato?)

L’utilizzo del  torio ubiquo ed abbondante (ma non si è ancora ottenuto un  innesco stabile della reazione nucleare ed anche il break-even (si consuma più exergia di quella che si produce). è ancora un obiettivo.

Ed infine l’eterna promessa delusa che fra 25-30 anni sarà disponibile il reattore a fusione. E’ stato il tormentone energetico della seconda metà del Novecento. Dagli anni cinquanta la frase non ha perso nessuno del suo valore e del suo fascino, qualcuno continua a dire che fra 30-40 anni il reattore a fusione sarà pronto.  Un mio esimio collega esperto nucleare, dichiara che però manca poco, devono soltanto giungere  al break-even , poi tutto sarà in discesa… mah!

 

Gli ambientalisti

Non sono caratterizzati  tanto da una particolare scelta sulle fonti energetiche, ma quanto da una attenzione particolare verso l’ambiente, come abbiamo visto anche i nuclearisti si preoccupano dell’ambiente, e si spacciano anche come ambientalisti  ma inorridiscono solo al pensiero  di dover  seguire le metodologie di valutazione di danno all’ ambiente.

La difficoltà di una quantificazione della perturbazione  dell’ambiente ha reso estremamente variegato  il panorama culturale  delle posizioni che si richiamano all’ambientalismo.   Altrettanto variegato è il contraddittorio a quelle posizioni. La  posizione tendenziale è un ritorno alla natura : dalla mitica valle verde dei nostri antenati alla salvaguardia delle specie in estinzione con tutte le sfumature e mediazioni culturali possibili ed inimmaginabili.

Dalle diverse posizioni  più o meno ideologiche a quelle più propositive. Altrettanto variegato è il panorama politico  che si prefigge di fare da sponda  a tali posizioni. Sorgono così associazioni e partiti la cui caratterizzazione politica, da una costola della sinistra storica si è esteso a volte, anche per truffaldino opportunismo elettorale, a centro o a destra.

 

Gli Opportunisti

Anche questi non sono particolarmente caratterizzati da una particolare propensione sulla tipologia di fonti alternativa, ma seguono il famoso adagio “ nun c’emporta se di Francia o di Spagna, purchè se magna”. Interessati solo a petulare prebende spacciando elevate competenze   scientifiche    e vendendole  ad enti pubblici per progetti che non sanno come funzionano, che non sanno quanto rendono,  che non sanno se fattibili o meno. Vendono marchette invece di produrre scienza e tecnologia, E’ più facile, ma che disastro combinano. Dai nuclearisti poi, vengono additati come l’esempio fulgente di archetipo del truffatore, non gli si può dare torto anche se……

 

I conservatori

Non è, in realtà,  una categoria specifica, tendenzialmente  sono aziendalisti, cioè, le loro proposte sono a supporto degli interessi economici e finanziari dell’azienda da cui vengono pagati.  Sarebbero la controparte degli opportunisti relativamente alle fonti energetiche, tradizionalisti quanto basta,  allora sono per l’uso del carbone, sono per gli inceneritori, pardon,  termovalorizzatori, e siccome sono anche ambientalisti garantiscono che è interamente sostenibile uno sviluppo di quel determinato processo. Infatti, bla bla….. e soluzioni futuristiche senza controllo nella pratica reale…….

 

10. La scena della battaglia

L’ipotesi che  l’effetto serra sia un colossale abbaglio è il tormentone del 2007.

Nel maggio 2007 l’IPCC  ( Intergovermental Panel on Climate Change) ente di derivazione ONU ha presentato le sue conclusioni sul GWE. [22 ]

Nella vulgata giornalistica  esse attribuiscono il GWE alla crescita della presenza di anidride carbonica nell’atmosfera ed  indicano, conseguente mente, la necessità di una riduzione dell’emissione di anidride carbonica del  75%.

Immediatamente sorge mediaticamente un drappello di eroi che con la propria autorità di scienziati senza macchia e senza paura, onesti e incorruttibili,  nega l’esistenza di un rapporto di causa ed effetto fra gli eventi meteorologici, l’aumento di temperatura e la crescita di anidride carbonica.   Ed indica che, dai dati di più recente periodo, negli ultimi 2-3 secoli si individua una forte correlazione fra l’attività solare e l’aumento della temperatura. Anche i rimanenti pianeti del sistema solare mostrano una correlazione analoga e quindi non è l’effetto serra causato dall’anidride carbonica ( ammesso che esso ne sia responsabile) la causa dell’andamento termico del pianeta.

Conclusione : è possibile utilizzare i combustibili fossili ed il nucleare.

A cosa è dovuto l’aumento dell’anidride carbonica? Fattore antropico o condizione naturale ?

L’aumento non è dovuto all’attività umana, è un fatto naturale e quindi è possibile negare che l’effetto serra sia una conseguenza delle attività antropiche, cioè dell’utilizzo di carburanti fossili. Nella foga  naturalistica  addirittura un ex presidente del CNR, [8,9]  si contraddice in modo plurimo.  Dichiara che l’aumento dell’anidride carbonica  è  un fatto naturale  e spiega che vi è un aumento di immissione di anidride carbonica  in ambiente naturalmente dovuto alla respirazione degli esseri umani la cui popolazione è naturalmente aumentata.

Non si rendeva conto:

– primo,  che l’aumento della popolazione umana è effetto dell’attività  antropica e non naturale;

– Secondo, che la sua dichiarazione è un aggravante nei confronti dei combustibili fossili a meno che non faccia l’ipotesi di una drastica riduzione della popolazione (neanche Hitler era giunto a tali sublimi livelli);

– terzo: che comunque l’immissione  della anidride carbonica fa parte del ciclo biologico degli esseri viventi. Per produrre le sostanze necessarie alla vita, la fotosintesi distrugge altrettanta anidride carbonica di quanto ne viene immessa in atmosfera, come scarto della combustione all’interno del corpo umano.

Nondimeno è anche vero che in quest’ultimo caso vi è comunque un aumento di anidride carbonica in quanto l’entità del flusso all’interno del ciclo biologico è più elevato, ma la sua entità non è di facile valutazione.

Maggiore è la popolazione, maggiore è il fabbisogno alimentare, maggiore è l’immissione di anidride, maggiore è il numero di piante  necessarie  per soddisfare il fabbisogno alimentare della popolazione, maggiore è la riduzione  per fotosintesi  dell’anidride in atmosfera.

Questo flusso però presenta per ciascun passaggio cadenze  temporali   e localizzazioni diverse .  La globalizzazione ha consentito la diversificazione territoriale dei vari processi della filiera dalla produzione al consumo, ( in realtà fenomeno già presente nella produzione di carni consumate dagli inglesi negli ultimi due secoli).[9]  Questo significa una possibile anzi probabile oscillazione temporale della concentrazione di anidride ed anche una oscillazione spaziale, mitigata/accentuata dalle condizioni meteorologiche.

Possiamo sinteticamente e audacemente  affermare quindi che alla variazione di temperatura contribuisce:

l’anidride carbonica,

– effetti secondari  del El Niňo, aumento della temperatura,

– effetti diretti ed indiretti di aerosols vulcanici,

– la fluttuazione della corrente  nordatlantica.

Inoltre però alla variazione di anidride carbonica contribuiscono:

– l’aumento della popolazione

– l’aumento dei consumi dei combustibili fossili

– l’aumento della temperatura ( minore solubilità dell’anidride in acqua)

– maggiore crescita di piante  e maggiore assorbimento)

– Deforestazione (aumento di anidride per combustione e/o per riduzione  azione clorofilliana)

Inoltre al processo di forestazione contribuisce

– l’aumento di anidride carbonica

– l’aumento di temperatura

Inoltre l’aumento della temperatura contribuisce allo scioglimentp dei ghiacciai e della banchisa polare artica ed antartica.

Lo scioglimento dei ghiacciai e della banchisa  poi è un poema, un apoteosi, una fonte primordiale di ispirazione politica; infatti è un condensato  di ispirazione degli ultimi Progressisti Decisionisti.  Infatti è vero che lo scioglimento porta ad un raffreddamento degli oceani e delle acque e quindi un aumento della solubilità di biossido di carbonio, cioè  a una diminuzione dell’effetto serra ed infine ad una maggiore dispersione della radiazione ed una diminuzione della temperatura,  ma anche all’aumento delle terre non coperte da ghiaccio e, quindi,  ad una riduzione dell’albedo e di conseguenza ad un maggior assorbimento di radiazione solare con un aumento della temperatura.

Come si vede si potrebbe dire tutto ed il contrario di tutto.

E’ noto che per due punti passa una retta e si trova la correlazione fra due fenomeni. Anche per uno passa una sola retta diceva il famoso ( a me solo de relato) Chen, come citato da un principista chimico, mio caro amico e collega. I fenomeni si estinguono e il valore che indica tale situazione  è  ovviamente zero.

Quando poi gli effetti/ cause sono molteplici allora……

Qualche giorno fa un mio collega, in attesa del panino di sopravvivenza a pranzo ci racconta che a Pompei sono state trovate immagini di tavoli a tre gambe, significativo segno dell’utilizzo di un concetto geometricamente astratto. Per tre punti passa un solo piano e quindi, i tavolini non sarebbero mai in bilico, perché avrebbero automaticamente trovato il loro piano di appoggio.

Quando le gambe sono più di tre? Fatte diversamente? Diversamente rigide e diversamente elastiche ? su quali si poggia il tavolo se una soggetta a pressione si accorcia ?   Quando i punti di appoggio sono più di tre, si può far tenere in piedi il tavolo, ma la sua vera e corretta posizione rischia di non essere ottenibile e così la causa per l’andamento della temperatura…

Per esempio, chi pensa che sia dovuto alla immissione di biossido di carbonio  e quindi all’utilizzo di processi di combustione (metano, carbone, petrolio, biocombustibili) allora propugna

– riduzione del consumo  di carburanti fossili

–  utilizzo di biocombustibili

–  riduzione dello sviluppo

– utilizzo delle risorse rinnovabili

_ utilizzo del nucleare

Ha scelto le gambe giuste?  Mah?!!

 

11. Le recentissime diatribe

Queste diatribe, le cui basi sono vecchie di almeno trent’anni, sono state sopite da Chernobil, dal principio di precauzione, dalle nebbie di particolato da combustibili fossili. Un inizio di focolaio si sviluppa con l’individuazione, nel decennio scorso, dell’esistenza di  una correlazione inversa fra intensità del campo magnetico terrestre e la cosiddetta anomalia termica. La scala temporale analizzata ha il pregio di essere abbastanza lunga,  dal settecento al 1970.   La carenza di un modello che spiegasse il passaggio della correlazione ha frenato lo scontro che si è rinfocolato quando alla fine del  decennio scorso è stato concepito un modello di passaggio relazionale di quest’ultima correlazione.

 

la stella raffreddante

Che cosa è la stella raffreddante? Andiamo per ordine (sparso?).

 

 

Figura 5.- La terra l’attività magnetica ed il flusso di raggi cosmici.

Sono detti raggi cosmici particelle e radiazione elettromagnetica caratterizzate da elevata intensità e provenienti dallo spazio profondo.

Nel decennio scorso fu individuata una correlazione fra l’intensità dell’attività magnetica e il flusso di raggi cosmici. Il modello spiega che quando il sole sviluppa un elevata attività magnetica indicata dalla presenza di spot solari, si accentua il flusso di raggi cosmici sulla terra. [le Scienze 2000].come suggestivamente è mostrato in figura 5

Successivamente  fu ipotizzata un’influenza della presenza dei raggi cosmici sulla temperatura dell’atmosfera. Queste particelle sono cariche e, nell’attraversare l’atmosfera interagiscono con le differenti molecole dell’atmosfera.  Essendo ad elevato contenuto energetico producono sciami di altre particelle cariche che tendono ad agglomerare le molecole di acqua presenti nella troposfera contribuendo  così alla formazione di  nuvole. L’effetto conclusivo è una maggiore presenza di nuvole che, a loro volta, intercettano e, prevalentemente,  riflettono  la radiazione solare, causando una diminuzione del  contributo solare al riscaldamento della terra ed una conseguente diminuzione della temperatura dell’atmosfera. Questo modello, indicato da vari autori e replicato in laboratorio da   Svenmark[12 ] ,è stato riproposto da quest’ultimo  con un libro [13]  e costituisce il tormentone del 2007.  Il dibattito si scatena, decine sono gli articoli ed i libri a favore o pro, riciclando vecchi argomenti ed introducendo nuove argomentazioni. A favore o pro di cosa?

Si perde completamente la bussola:

Fattore antropico o naturale? Anidride carbonica o altri gas serra?

Quanto pesano i raggi cosmici il 30, 60 o 90 % ?

Questo dibattito mi ha fatto venire dubbi sulle cose che credevo di conoscere. Le esporrò in termini di domande.

Dalla figura si deduce che il flusso di raggi cosmici colpisce la superficie notturna della terra. Due riflessioni sono d’uopo.

Il processo di formazione nuvolosa si sviluppa durante il periodo notturno, non è la radiazione infrarossa uscente la più coinvolta?

La formazione nuvolosa avviene mediante un processo di addensamento della materia presente nell’atmosfera e non un aumento della stessa materia in atmosfera. I coefficienti di assorbimento riflessione e trasmissione dei raggi solari  dipendono dalla natura delle molecole ma  la quantità assorbita per unità di superficie dipende dal numero di  molecole presenti nel volume attraversato dalla radiazione. Non è importante se sono addensate oppure no.  C’è un aumento di vapor d’acqua e come? come viene altrimenti influenzata la radiazione solare entrante e quella infrarossa uscente ?

Nonostante questi miei dubbi, probabilmente dovuti alla mia ignoranza, questo modello ha dato la stura alle prognosi terrificanti  dei noti e meno noti epigoni  dei dottori di Molierè.

Un editoriale di una rivista scientifica (?) é[12]conclude così:

A carbon-limited world is one that limits life itself, as well as freedom and prosperity. The temporary beneficiaries are unprincipled people who seek money and power. The price is poverty, misery, oppression, and death.

Ma non è l’unico atteggiamento registrabile. A questo, di tipo collettivo, se ne aggiungono altri similari dovuti a singoli di cui uno anche nel nostro Village, ma, come si sa, ogni villaggio ne ha uno.

Diversamente, Zatman [Zichichi] [13], come  lo chiamavano gli studenti nel ’68  ha affermato che,  per lui, l’aumento della temperatura era per il 90%  causato dai raggi cosmici e solo per il 10% dall’attività antropica. Ha fatto come un mio amico Bruno [14], anche lui studente allora, che per supportare il suo ragionamento indicava che l’80 %  di qualcosa era favore della sua tesi. Non si capisce oggi chi sia stato l’allievo. Poi l’ANSA riporta  una proposta di finanziamento, da parte dell’illustre scienziato, per l’installazione di rivelatori di raggi cosmici in un numero di scuole corrispondenti a 100000 studenti. [15]

L’esistenza di una correlazione non vuol dire un rapporto di causa ed effetto.

 

Figura  6. – Andamento della temperatura, del numero di spot solari, della CO2

 

Quando poi, per di più, si trova che  negli ultimi 30-40-anni questa correlazione non è verificata, come è mostrato in  figura 6 anzi i due andamenti divergono e che questo risultato non viene citato, le pulsioni complottistiche, più o meno ragionevoli, vengono fatte emergere aggiungendo un altro tormentone ai precedenti: esiste la divergenza? A cosa è dovuta la divergenza?

Diversamente emblematico è il botta e risposta fra due autori qui richiamati brevemente.  Lockwood [18], analizzando le fluttuazioni di temperatura, mette in evidenza la necessità dell’esistenza di altri fattori, oltre all’attività magnetica solare, al fine di giustificare l’anomalia termica.  Svenmark[19], in un rapporto interno, in risposta al primo, mostra l’esistenza di una buona correlazione inversa (coefficiente di correlazione del 60%) fra attività magnetica e temperatura.

 

 

Figura 7. Il ciclo solare e la correlazione negativa delle temperaturemedie  troposferiche con i raggi cosmici galattici  sono apparenti in questa  ESA-ISAC analysis (ref. [2]). Il gr afico superiore mostra le  osservazioni di temperature (blue) e  raggi cosmici (red). Il grafico inferiore mostra il combaciamento ottenuto una volta rimossi altri effetti.

 

Ottiene questo risultato depurando l’andamento della temperatura da influenze diverse :

– El Niňo,

– l’oscillazione della corrente del nord-Atlantico,

– gli aerosol vulcanici,

– un aumento lineare nel tempo della temperatura (0,014±0,004) K/y  pari cioè a 0,14 K per decade.

Conclude  così affermando  che è verificata la preponderante influenza dei raggi cosmici come forzante significativa sul GWE.

Non ci sono parole.

Suo malgrado ha dato una risposta che sollecita tre considerazioni:

la prima:  non entra nel merito dell’influenza dell’anidride carbonica se non per affermare l’esistenza di qualche incongruenza. [10].

La seconda : conferma suo malgrado l’assunzione che esiste un aumento di temperatura pressoché lineare nel tempo

la terza: che, essendo l’aumento di temperatura   lineare e non oscillante o impulsivo,  la forzante conseguente deve essere anch’essa lineare.

E’ esistito un fenomeno causa dell’andamento lineare di aumento di temperatura del pianeta?  quale potrebbe essere ? Come si potrebbe individuarlo e quantificarlo?

Eliminate le cause con fluttuazioni ad alta frequenza, si potrebbe ipotizzare un fenomeno a bassa frequenza di cui  questi ultimi trent’anni rappresentano solo una parte ridotta della fase crescente oppure un nuovo fenomeno che non si è mai presentato prima e che sta mostrando la sua influenza ( cosa sarà? Bah!)

Per ora però  non mi pare che se  ne sappia molto.

 

Ricapitoliamo:  siamo al punto di partenza.

Esiste un trend crescente di temperatura, un trend crescente di anidride carbonica, sono tutti d’accordo. Ma solo sui due fatti e nient’altro. Addirittura c’è chi si frega le mani come l’usuraio di Paolo Stoppa e fa subito i conti come Paperone di quanti milioni di Km2 di terreno fertile in più si potrà ottenere dal riscaldamento del pianeta… per loro….. ma non per tutti.  (1)  Uno dei fronti si scompagina.  I  conservatori carbonai continuano a dire che l’aumento dell’anidride è causata da fattori naturali, insieme a qualche beota fra i nuclearisti ( ogni famiglia ha la sua croce) sparando ad alzo zero contro una qualsiasi altra soluzione alternativa e magnificando le caratteristiche ambientali del polverino di carbone[17]. I nucleari sorridono  tranquilli “ghe pensi mì, con le centrali di III,  no  anzi III+ , di IV e poi anche la V generazione e poi la fusione, …ma di questo abbiamo già detto, ..e  il problema energetico ed ambientale è risolto. No problem.

Anche qui non si fanno i conti globali, per giungere ad un utilizzo del nucleare per il soddisfacimento del 30%  del fabbisogno globale sarebbero necessarie 2500 centrali da 1 GWatt  in quanto tempo?…….Solo la Cina è riuscita a spostare milioni di persone per fare una mega centrale idro-elettrica ( si dice di 20 Gw), ma quello si sa è un paese non democratico ed i diritti umani……

Mi e vi sto annoiando.. torniamo al punto:

Prima domanda è l’anidride carbonica  la principale responsabile dell’aumento della temperatura ?

IPCC lo afferma che la terra si sta riscaldando con dati accurati dal 1970 [20] ed indica la necessità di una drastica riduzione di immissione di anidride carbonica in atmosfera, nella sostanziale indifferenza di tutti di fronte all’entità delle cifre in gioco necessarie…

Ammesso che sia vero chi  e/o cosa produce l’anidride carbonica che viene immessa in atmosfera?

Le risposte sono numerose

– fattori naturali ?…. quali? …Buh ?!

– fattori antropici.. si ritorna alla vecchia diatriba.

Anche il nostro buon Zatman  [21] ha detto la sua:

“Nel polmone della Terra (atmosfera) ristagnano i due terzi dell’anidride carbonica e solo un terzo partecipa alla circolazione. Perché? Nessuno sa rispondere. Anzitutto è il bilancio di CO2 nell’atmosfera che non è capito. L’atmosfera va immaginata come un grande polmone che assorbe ed espelle anidride carbonica. La massa liquida della Terra (detta oceano globale), il suolo e le piante iniettano nel polmone della Terra (atmosfera) la stragrande maggioranza di CO2: 96,5 per cento. L’attività umana è responsabile del restante 3,5 per cento (di cui l’uno per cento dovuto alla deforestazione). Ed ecco il quesito che vale miliardi di dollari: perché dev’essere quel restante 3,5 per cento la causa delle variazioni climatiche? Nessuno sa rispondere..” [21]

Professore !!! L’analogia è impropria l’oceano globale assorbe ed espelle biossido di carbonio,  insieme  atmosfera ed oceano si comportano come due amanti che si scambiano i propri effluvi. Comunque ci sono almeno tre buoni motivi. Il primo, come lei mi insegna, in un’ elezione la percentuale del 3% ( vedo e noto l’elevata accuratezza del dato da lei fornito) è quella che spesso determina variazioni anche epocali.  Il secondo motivo:  rimanendo all’analogia del flusso fra polmone (atmosfera) ed il resto  del mondo  non è la quantità del flusso che conta, se si è a regime, ma è la sua variazione che genera una perturbazione. Specialmente se è dovuta a nuove forzanti non inizialmente presenti. La presenza di attività umana è un elemento di perturbazione, come si potrebbe dedurre dalla figura 3 in cui CO2, T  e CH4 permangono ai massimi livelli per una lunghezza inusuale rispetto agli altri cicli.   Il  terzo motivo consiste nella crescita dell’attività umana, specialmente nell’ultimo periodo (come un ex presidente del CNR insegna), che  produce un aumento di immissione di anidride carbonica costituendo  una perturbazione  crescente nel tempo ( voglio il miliardo !!!).

Dalle figura 8 si vede che la variazione  della popolazione segue un trend

Figura 8.  Trend temporale della popolazione

 

 

Figura 9. Trend temporale dell’anidride carbonica

 

analogo a quello della variazione di anidride carbonica.  (fig.9)

Ovviamente la popolazione umana  è solo un indicatore in quanto ad un suo aumento è correlato anche quello della popolazione animale, e sia uomini  che animali sono macchine che immettono anidride carbonica.  Essendo  la produzione di anidride carbonica  proporzionale alla massa corporea  sia umana che animale, possiamo   dire   che dai dati odierni [22] disponibili,      dagli  essere umani ed animali vengono immessi in atmosfera ( vedi tabella in appendice) tre miliardi di tonnellate di anidride generate dalla respirazione.

 

Figura 10 Trend della concentrazione di anidride carbonica e del carbonio dovuto all’uso degli idrocarburi

 

Gongola l’ex-presidente , visto che è un effetto naturale?

Purtroppo per lui una mezza verità non è la realtà , infatti in figura 10 è mostrato il trend  dell’immissione di carbonio dovuto all’uso di idrocarburi

Al contributo umano  si deve aggiungere un contributo  di   8 miliardi di tonnellate  di carbonio  ( carbon)  che corrispondono a circa  24 miliardi  di tonnellate di  anidride carbonica.  Complessivamente quindi vi è un aumento annuale di 27 miliardi di tonnellate di anidride carbonica per cui anche se solo per il 10 %, secondo l’ex presidente, anche gli esseri umani fumano.

Dalla figura 6 si vede che dal 1960 al 2008 vi è stato un aumento di concentrazione di anidride da 320 a 384 e contemporaneamente un aumento di temperatura di 4 decimi di grado centigrado.  Si direbbe quindi che è l’anidride carbonica la responsabile dell’aumento della temperatura in quanto la sua presenza fa effetto serra e rende l’atmosfera sempre meno trasparente( ovvero più opaca) all’infrarosso.

Ma è una balla!!… emerge l’urlo dello scemo del villaggio e spiega:

– in primis il contenuto di anidride carbonica in atmosfera è pari 380 ppm e forse per questo dovremmo già arrostire.

-In secundis, se inserisco in atmosfera 2 ppm di anidride carbonica in più del ciclo biologico naturale in  un anno vi è un aumento di temperatura di 0,014 gradi centigradi. L’anno successivo però a quei due ppm se ne aggiungono altri due  quindi l’effetto di opacità risulta maggiore  e conseguentemente un aumento di temperatura maggiore di 0,014.  Dalla figura 9, che mi sciorina davanti, si vede che sono stati immessi in ambiente dal 1950 al 2000 circa 200 miliardi di tonnellate di carbonio che corrispondono a circa 800 miliardi di anidride carbonica…..

Se fosse vero il ragionamento saremmo già sulla graticola, altro che decimo di grado.   Però lo scemo!!! Peccato   che la messa non la conosca tutta, anzi molto poco…. Come tutti del resto… Le cause sono molteplici

( uffa , le abbiamo già elencate) ma con quale  meccanismo viene poi alla fine prodotto l’aumento di temperatura ? La formazione dell’effetto serra e l’esistenza di forzanti radiative  presenti in tutto lo scenario, albedo in meno, in più,….. Non è molto chiaro e le ipotesi, più che spiegare, incitano i cacciatori delle pulsioni complottistiche ad armarsi DI SANO BUON NUCLEARE.

Quasi quasi partiamo da zero….. anzi da tre…

Temperatura, anidride carbonica, popolazione…. Consumi di combustibili?

 

 

12. Un’ipotesi ragionevole  o no?

Ancora scuse per la digressione,  ma ogni tanto mi viene la voglia irrefrenabile di mettermi in cattedra, d’altronde ERMETE  se lo può anche permettere.

Quanta energia consumiamo? La risposta scientificamente rigorosa a questa   domanda è : Nulla.

L’energia non si crea né si distrugge (Primo principio della termodinamica). Per ottenere movimento, fare lavoro abbiamo bisogno di una capacità di lavoro e come abbiamo visto sopra ( e nelle schede) questa capacità  è espressa come exergia. E’ il valore di questa funzione che si riduce  fino ad annullarsi  e, quando questo avviene  diciamo che dissipiamo exergia.  Ma quanta ne dissipiamo? Perché è importante?

La dissipazione corrisponde alla trasformazione di lavoro in energia termica che fa aumentare la temperatura  della terra.

In figura 10 è indicato il comportamento dell’energia e dell’exergia  della  radiazione solare.  Prima di interagire con la terra essa è caratterizzata da un prefissato valore di energia e di exergia.  Dopo l’interazione con la terra ( albedo, assorbimento e ri-emissione) la radiazione fluisce nello spazio profondo che si trova ad una temperatura di circa 3K. Essa è caratterizzata dallo stesso valore di energia ma da un valore di exergia molto più piccolo, infatti quando la radiazione viene assorbita  dalla terra, (atmosfera e superficie terrestre)  l’exergia viene completamente dissipata ,  cioè il lavoro,  di cui essa è rappresentativa , viene dissipato ovvero  trasformato in energia termica. che deve essere ceduta  nello spazio profondo affinchè  la temperatura del pianeta non aumenti .  La perdita di exergia è quindi rappresentativa dell’interazione  radiazione solare- Terra, perché la radiazione che viene riflessa non ha alcuna influenza  sul comportamento termico della Terra, ma su questo ritorneremo più avanti.

 


Figura 11.  Interazione sole- terra- spazio profondo

Nella figura 12 è mostrato oltre ad altri parametri, l’andamento temporale della  Irradianza solare  e della sua fluttuazione  giornaliera, del numero di macchie solari osservate.

 

Figura 12.  Irradianza solare  e macchie solari in tre cicli solari

 

Tutte le grandezze risentono del ciclo  solare.  In ogni caso le fluttuazioni dell’irradianza  sono proporzionali  all’irradianza stessa, cioè sono più elevate con il massimo dell’irradianza e sono minori con il valore minimo. Cosa voglia indicare, ERMETE non lo sa. Sembrerebbe possibile individuare una tendenza di massimi e minimi lievemente decrescenti……  La  radiazione solare tende a diminuire e la temperatura della terra tende ad aumentare,  allora la causa qual è: l’anidride carbonica, testone, che fa effetto serra.  Però…  se la radiazione solare ha un valore di irradianza più basso ne deriva che proporzionalmente è minore anche l’energia termica intrappolata a parità della stessa quantità di anidride carbonica  ed eventualmente potrebbe essere minore anche con una maggiore  quantità di anidride presente.  Ovviamente  c’è un bilancio  da fare  ma Ermete non  ha voglia di fare e  voi non avete voglia di annoiarvi.

Ma allora cosa fa aumentare la temperatura  della terra ? quale è la causa di quell’andamento che nessuno più mette in discussione e che è,  nonostante il 90 % di Zatman, indipendente dai raggi cosmici?

 


 

Figura 13. Andamento dei consumi di exergia per macro aree geografiche

 

Le abbiamo viste tutte:  esiste una correlazione fra temperatura ed anidride, fra questa e popolazione, fra popolazione ed i combustibili e quindi anche fra combustibili ed temperatura.  Il cerchio si è chiuso.

Embè, si sapeva che l’aumento della temperatura dipende dall’effetto serra, cioè dall’anidride carbonica e, di conseguenza, dai combustibili e quindi… dove sta la novità?

Se mettiamo sullo stesso grafico l’andamento della temperatura e del consumo di exergia cioè la dissipazione di lavoro trasformato in energia termica riscontriamo  che la pendenza  dell’andamento della temperatura media e dell’exergia delle fonti energetiche è uguale, diversamente da quanto si verifica per le altre correlazioni.  E’ probabile, no anzi quasi certo,  che questa uguaglianza non sia il risultato di uno stringente rapporto di causa-effetto ma piuttosto sia  dovuta  ai diversi altri contributi che  intervengono, le altre forzanti, come si usa dire,  le macchie solari, la diminuzione di irradianza, la capacità termica dei primi strati di corteccia terrestre, i raggi cosmici, ecc….  come dicevo le gambe del tavolo sono molte e la dimensione di ciascuna di esse è diversa dall’altra.

 

Figura  14.   Andamento temporale della temperatura e dei consumi globali.

 

Nonostante tutto la novità sta appunto nella ipotesi che la forzante principale non sia un elemento mediato dal processo di combustione-anidride carbonica-effetto serra – riscaldamento globale, ma sia più diretto ed anche più globale: dissipazione di exergia, trasformazione in energia termica- riscaldamento. Che questa ipotesi sia il convitato di pietra di tutto il dibattito, ERMETE se ne è reso conto chiedendo ad amici e conoscenti non esperti di macchine e motori e leggendo il capitolo L’astronave si riscalda del bel libro di alcuni colleghi che stimo moltissimo[25] che parzialmente riporto ”più precisamente 1 g di carbone sviluppa una quantità di calore pari a 32,8 kJ e produce 3,66 g di anidride carbonica…  …1 g di benzina sviluppa una quantità di calore pari a 47,8 kJ e produce 3,08 g di anidride carbonica……. 1 g di metano sviluppa una quantità di calore pari a 55,6 kJ e produce 2,74 g di anidride carbonica………….un raddoppio della concentrazione di CO2 causerebbe un aumento medio globale della temperatura di circa 3°C……”. Dove è andata a finire tutta l’energia sviluppata?  Più che il convitato di pietra sembra trattarsi del fantasma del palcoscenico, ma il ghost-buster deve ancora venire.

 

13. Il mito dei grandi numeri : La cieca credulità

La prima obiezione  (la più edulcorata è alla topo gigio): ma cosa dici mai ? Vedi ? …e mi sciorina l’immagine successiva che mostra la distribuzione della radiazione solare che viene intercettata dalla superficie terrestre(è 10000 volte quella della exergia dissipata dall’attività umana, una goccia nel mare)

Caspita,  una cosa del genere è…. inimmaginabile, ed ERMETE si mette a pensare….che fatica!! Si ricorda del modello del secchio bucato di quel laureato in filosofia consulente del ministro  sull’energia ed ambiente. Egli mostrava che versare l’acqua in un secchio bucato se ne perdeva molto di più di quella utilizzata senza farla traboccare. Ma se ne avesse messo  un pelino di più di quanto ne potesse fuoruscire dai buchi allora… allora sarebbe traboccata.  EUREKA disse ERMETE. Ma questo che c’entra…con il consumo di exergia?

Figura 15.  Distribuzione della  exergia della radiazione solare e di quella consumata dall’uomo

 

BOOH!! Vediamo, ammettiamo che non ci siano più gli esseri umani;  la terra intercetta una quantità di exergia pari a  16000 Twatt. Di questa,  4000 Tw vengono riflesse,  il rimanente  viene assorbito. L’exergia della radiazione solare viene totalmente dissipata in quanto vi è una trasformazione da radiazione solare a radiazione termica , volgarmente detto calore,  cioè la prima è assorbita e la seconda è emessa dalla superficie terrestre: crosta, mare ed atmosfera. Questa radiazione  tende a propagarsi verso il cielo profondo ma viene in parte assorbita dall’atmosfera. Caspita,  come l’effetto serra!!, allora …. c’è l’anidride carbonica ?  certamente,  ma anche (bei tempi quelli),  metano, vapor d’acqua ecc… Ma…. non ci interessa.  Perché? …. è irrilevante.

In qualsiasi caso attraverso le ere geologiche la variazione massima della temperatura è di circa 10  gradi centigradi. Anche ipotizzando che questa variazione sia dovuta alla variazione solare (per esempio dovuta ai raggi cosmici, teniamolo contento il buon vecchio Zat)  nell’arco di 10000 anni (per esempio gli ultimi) la variazione è meno di un grado. Questo vuol dire due cose:

–  la prima che se essa dipendesse  dal flusso solare  nell’arco dei diecimila anni risulterebbe ciclica, ma con cicli più che secolari o addirittura millenari. .

– La seconda che al valore medio di questa fluttuazione della radiazione solare  fluttuante deve corrispondere  un UGUAL valore medio di potenza radiante emessa dalla terra, altrimenti questa si arrabbia e diventa rossa, cioè si riscalda oppure si rinsecchisce e congela.

Anche nei cicli più brevi si può dire la stessa cosa  per esempio dalla figura 9 non solo si vede che negli ultimi trent’anni l’irradianza solare presenta massimi e minimi decrescenti.  Ma anche che lo scarto massimo della fluttuazione dell’irradianza  solare a ciclo decennale è  circa 1 su un valore mediano di 1366 e quindi la terra assorbe in un anno (1200±0,7)*1014 J.  E quindi non si può dire che anche  quest’andamento fluttuazione possa essere responsabile dell’aumento di temperatura. Inoltre la presenza di minimi decrescenti che si differenziano fra loro di un decimo di grado indicherebbe una diminuzione di temperatura dell’ordine di un centesimo all’anno.

Allora….?  Se qualcosa oltre alla radiazione solare  interviene  la Terra SE NE ACCORGE e diventa rossa perché si sente presa per i .. fondelli .. e si scalda. Ma non occorre prenderla a ceffoni, basta un ditino (di energia termica  questa volta).

Se fosse un corpo nero la Terra alla temperatura media di 14°C disperderebbe una potenza di   19.600 Twatt , ma non lo è,  altrimenti saremmo congelati come stoccafissi, fortunatamente l’atmosfera  si comporta come il vetro,  o quasi, cioè si comporta come uno schermo e mantiene la temperatura più alta, cioè a 287 K appunto,  per cui  dallo spazio è vista come un corpo che  emette circa il 60% di quello nero allora la sua potenza disperdente sarebbe di circa 12000 Tw.  Ma deve  essere proprio uguale  a quella assorbita altrimenti l’atmosfera o si raffredda o si riscalda, e poi anche…… Ma quanto serve per riscaldare l’atmosfera  ? Quanta energia è necessaria per riscaldare di un grado una massa di aria e vapor d’acqua pari  a 5,2 1018 kg?  La capacità termica dell’atmosfera terrestre risulta pari a 5,2 1021J cioè devo fornire energia termica anche di un grado superiore all’ambiente per far aumentare la temperatura dell’atmosfera di un grado centigrado. Mizzica direbbe  il mio giovane collaboratore palermitano.  Ritorniamo all’analogia del secchio che perde ma il pelo libero viene mantenuto sempre al livello del bordo. Cosa succede se un birichino apre un rubinetto da cui fuoriesce  una goccia di acqua alla volta, tic, tic tic… vecchia tortura cinese se la goccia cade in testa, ma se va finire nel secchio ?…. prima o poi  dal secchio l’acqua  trabocca, ma quando  e quanto ?   dipende  poi dalle gocce che cadono nel secchio al secondo,  dalle caratteristiche del bordo, dalla tensione superficiale del liquido ecc.. e, la cosa sorprendente,  in modo indipendente dalla quantità di acqua che fuoriesce dai fori.

Analogamente possiamo dire per la Terra e quindi possiamo valutare   la potenza termica  necessaria affinché l’atmosfera si riscaldi di un grado in un anno. Essa è pari a 1,7 1014 W, ma per farla riscaldare solo di un decimo di grado è necessaria una potenza termica di  1,7 1013W quella necessaria per farla aumentare di un decimo grado ed infine è necessaria una potenza di 1,7 1012 per un aumento in un anno di 0,01 °C. \

 

 

 

Figura 16.  Bilancio energetico  medio globale e annuale della Terra

 

Se la temperatura aumenta cresce  però anche la dispersione  infatti la differenza di potenza radiante dispersa  fra un corpo a 287 e uno a 287,014K  gradi Kelvin  è pari 3,81013W, se il corpo è nero e  6,351012 W  se invece ha un emissività media di 0,6. Questo vuol dire che è necessario che venga immesso in ambiente una tale quantità  affinché mantenga quella temperatura.   Dalla figura 14 si vede che l’exergia è pari 1,3 1013W confermato anche dai valori di figura 13 si ha  che a 4,5. 1017 kJ/anno corrisponde a 1,41013W.

Dalla figura 9 si vede la variazione di trend del consumo di combustibile parte dal 1965 circa e la potenza immessa è pari a circa 5,3 1012 W,  in grado di giustificare quantitativamente l’aumento medio della temperatura .

 

Da questa tabella e dai risultati precedentemente mostrati  si vede  :

– l’exergia consumata, e cioè l’energia solare radiante trasformata in calore è pari alla fluttuazione della costante solare.

– Il forcing dei raggi cosmici è giustificato anche in presenza di una divergenza

– la massima fluttuazione dell’irradianza solare  è dell’ordine di un millesimo del totale .

– la differenza fra i minimi è dell’ordine del decimillesimo di grado

– variazione stagionale della intercettazione solare è pari a circa  3 %

– tutti i fenomeni considerati fino ad oggi sono o impulsivi, cioè spot erratici, o fluttuanti.

– l’esistenza  di un trend di aumento della temperatura pari a 0,014±0,004  K/year

– negli ultimi quarant’anni la dissipazione di exergia  è triplicata

– l’exergia dissipata in un anno potrebbe  far aumentare la temperatura dell’aria di un decimo di grado.

– esiste una correlazione fra temperatura e consumo di exergia ( figura 8)

 

E’ possibile chiedere ai miei diversi lettori  :

esiste un legittimo dubbio sull’aumento della temperatura del pianeta dovuto all’energia termica immessa in ambiente dall’ uso dei combustibili ?

Se esiste, questo legittimo dubbio è in grado di giustificare il principio di precauzione?

 

 

Citazioni e riferimenti

UNITED Nations, Report on the world social situation, 1997 (new York: United Nations, 1997),pp. 14-15.

 

[1] ERMETE  : Exergy Research, Energy Management and Thermofluidynamic Exchanges

[2] DiSMI : dipartimento di Scienze e Metodi dell’Ingegneria

[3] comunicazione privata . Henry Mcnight Horstman,

[3] Oerlemans

[4] Laura Conti

[5] ibidem

[6] LCC-LCA

[7] impronta

[8] Szargut (1980) da Corradini

[9] Trasmissione TV le IENE e anche

[10]”Una finanziaria alternativa”  Roma Sala    17 ottobre 2007

[11] J. Rifkin   “Ecocidio”

[12] J. Rifkin   “l’era dell’idrogeno”

[13] GLOBAL WARMING PRIMER, Civil Defense Perspectives 3 (3):     March, 2007

[14] Svensmark, H “Cosmoclimatology: a new theory emerges”  Astron. Geophys. 48, 118–124, (2007)

Svensmark, Henrik, Jens Olaf P. Pedersen, Nigel D. Marsh, Martin B. Enghoff, and Ulrik I. Uggerhoj, 2006: Experimental evidence for the role of ions in particle nucleation under atmospheric conditions, Proceedings of the Royal Society (A), Proc. R Soc. A, doi:10.1098/rspa.20061773. Published online.

[15] Zichichi  sito su internet

[16]Bruno  – Comunicazione privata

[18]Ansa

[19] M. Lockwood and C.  Frőhlich “Recent oppositely directed trends in solar climate forcings and the global mean surface air temperature” Proc. R. Soc. A 463, 2447–2460, (2007)

http://www.pubs.royalsoc.ac.uk/media/ proceedings a/rspa20071880.p

[20] H. Svensmark and E. Friis-Christensen, “Reply to Lockwood and Frőhlich – The persistent role of the Sun in climate forcing” , Danish National Space Center, Scientific Report 3/2007 ISBN-10 87-91694-14-0

ISBN-13 978-87-91694-14-1 http://www.space.dtu.dk

[21] III congresso Aige  – dirigente ENEL_

[22] IPCC  4° Rapporto di valutazione _ contributo del II Gruppo di lavoro

[23] Zichichi “Il messaggero” 08/06/01

[24] Comunicato Stampa del Servizio Stampa Veronafiere 2009

[25] N. Armaroli e V.  Balzani – Energia per l’astronave Terra – Ed. Zanichelli Chiavi di Lettura ISNB ),978-8808-06391-5 Bologna 2009

 

 

Appendice A

 

Calorific equivalents

 

One tonne of oil equivalent equals approximately:

Unità termiche

10 millioni              kilocalorie

 

42 gigajoules

 

40 millioni Btu

Combustibili            solidi

1.5 tonnellate di  of hard coal

 

 

 

3 tonnellate di  lignite


Combustibili gassosi

See Natural gas and LNG table


Electricity

12 megawattore

 

 

Category: Ambiente, Osservatorio internazionale

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About Antonio Dumas: Antonio Dumas è ordinario di fisica tecnica nella facoltà di ingegneria di Reggio Emilia. E' responsabile del progetto MAAT della università UNIMORE. Il progetto MAAT (Multibody Advanced Airship for Transport), coordinato da UNIMORE e a cui hanno collaborato diverse università e centri europei, ha studiato in questi anni un sistema non convenzionale di trasporto mediante dirigibili basato sull’innovativa architettura cruiser-feeder. Nonostante preveda l’uso di dirigibili a idrogeno, esso si presenta, come dimostrato nel corso del progetto, più sicuro e meno inquinante di qualsiasi altro sistema di trasporto. I risultati del progetto sono stati presentati il 25 febbraio 2015 a Reggio Emilia e come ha spiegato il prof. Dumas "Unendo le diverse peculiarità, competenze e sensibilità dei partner, il progetto ha permesso di sperimentare innovazioni sostanziali sia nei metodi di progettazione, sia nella definizione di nuovi concetti in tema d’immagazzinamento energetico che possono configurarsi come una ‘pietra miliare’ verso il futuro dell’aeronautica elettrica. Il Progetto MAAT ha permesso di esplorare inoltre l’evoluzione dei materiali per i dirigibili del futuro così come di ‘inventare’ nuovi sistemi per il recupero termico; infine ha permesso di ridefinire gli spazi e i materiali della cabina in vista di un futuro trasporto a elevato comfort e a misura d’uomo e di concepire procedure di utilizzo dell’idrogeno ad elevatissimo grado di sicurezza. Tutti questi risultati sono riportati in numerosi articoli scientifici pubblicati su riviste e/o presentati a congressi internazionali e gran parte di queste innovazioni contenute esplicitamente nel design finale del sistema sono già oggi possibili mediante soluzioni tecnologicamente disponibili."

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