Innocenti - Transizione ecologica

Risorse terrestri e transizione ecologica

L'impronta ecologica e i confini planetari

01

L'andamento demografico della popolazione umana

Durante il XX secolo e i primi anni del XXI secolo, l'andamento demografico della popolazione umana è stato caratterizzato da diverse tendenze significative: -Crescita della popolazione mondiale: Nel corso del XX secolo, la popolazione mondiale è cresciuta in modo esponenziale, passando da circa 1.6 miliardi di persone nel 1900 a oltre 6 miliardi nel 2000. Questo aumento è stato alimentato da fattori come miglioramenti nelle condizioni di salute, nell'igiene, negli avanci della medicina e nella disponibilità di cibo.

- Urbanizzazione: Nel corso del XX secolo, c'è stato un massiccio spostamento delle persone dalle aree rurali a quelle urbane. Questo ha portato alla formazione di grandi metropoli e ha avuto un impatto significativo sull'economia, sull'ambiente e sulla società.

- Transizione demografica: Molti paesi hanno attraversato la transizione demografica nel corso del XX secolo, passando da alte tassi di mortalità e natalità ad una situazione in cui i tassi di natalità si sono gradualmente abbassati seguendo quelli di mortalità. Questo ha portato ad un rallentamento della crescita demografica in molte regioni del mondo.

-Migrazioni: Le migrazioni internazionali sono aumentate nel corso del XX secolo, con milioni di persone che si sono spostate da un paese all'altro in cerca di lavoro, rifugio o opportunità migliori. Queste migrazioni hanno avuto un impatto sociale, culturale ed economico su entrambi i paesi di origine e di destinazione.- Tendenze regionali differenziate: Sebbene ci siano tendenze globali, le dinamiche demografiche variano notevolmente da regione a regione. Ad esempio, mentre molte regioni industrializzate hanno sperimentato un declino delle nascite, molte regioni in via di sviluppo hanno ancora alti tassi di natalità.

- Sfide future: Con il progredire del XXI secolo, emergono nuove sfide demografiche, tra cui il crescente invecchiamento della popolazione in molte parti del mondo, il divario demografico tra paesi sviluppati e in via di sviluppo, e le conseguenze del cambiamento climatico sulla distribuzione della popolazione.

- Cambiamenti nella struttura demografica: Nel corso del XX secolo, molti paesi hanno sperimentato cambiamenti significativi nella struttura demografica, con un aumento della speranza di vita e una diminuzione delle nascite. Questo ha portato ad un invecchiamento della popolazione in molti paesi industrializzati, con conseguenze sui sistemi pensionistici e sulla forza lavoro.

L'impronta ecologica

L'impronta ecologica e la biocapacità del pianeta sono due concetti chiave per valutare l'equilibrio tra le risorse naturali utilizzate dall'uomo e la capacità della Terra di rigenerarle.

L'impronta ecologica

L'impronta ecologica è un indicatore utilizzato per valutare l'impatto ambientale dell'attività umana sulla Terra. Essenzialmente, misura la quantità di risorse naturali necessarie per supportare uno stile di vita specifico o un'attività produttiva e per assorbire i rifiuti prodotti da tale attività, confrontando tale uso con la capacità della Terra di rigenerare tali risorse e di assorbire i rifiuti in modo sostenibile nel lungo termine. Misurare l'impronta ecologica consente di valutare l'effetto delle attività umane sull'ambiente e di individuare aree in cui possono essere apportate modifiche per ridurre l'impatto negativo sull'ecosistema globale. Aiuta a guidare politiche, strategie aziendali e comportamenti individuali verso una maggiore sostenibilità e una gestione responsabile delle risorse naturali.

L'impronta ecologica

si basa su alcuni criteri:-Consumo di risorse: L'impronta ecologica tiene conto di una vasta gamma di risorse naturali utilizzate dall'umanità, tra cui la terra per l'agricoltura, i boschi per il legname, le riserve ittiche negli oceani, l'acqua dolce, il suolo fertile e l'energia proveniente da fonti non rinnovabili.-Assorbimento di rifiuti: Oltre al consumo di risorse, l'impronta ecologica include anche la quantità di rifiuti prodotti dall'attività umana, come le emissioni di gas serra, i rifiuti solidi e liquidi, e altri inquinanti, valutando la capacità della Terra di assimilare e neutralizzare tali rifiuti. -Biocapacità: La biocapacità rappresenta la capacità produttiva della Terra di rigenerare risorse e assorbire rifiuti in modo sostenibile. Viene misurata in ettari globali di terra o acqua produttiva disponibile per persona. Laddove l'impronta ecologica supera la biocapacità, si verifica un disavanzo ecologico, indicando un eccessivo sfruttamento delle risorse rispetto alla capacità rigenerativa del pianeta. -Sostenibilità: Un'impronta ecologica sostenibile è quella che non supera la biocapacità della Terra, garantendo che l'umanità operi all'interno dei limiti ecologici del pianeta e preservi le risorse per le generazioni future. -Misurazione: L'impronta ecologica viene calcolata attraverso complessi modelli e metodologie che tengono conto di una vasta gamma di fattori, inclusi i consumi di energia, i trasporti, le abitudini alimentari, l'uso del suolo e molto altro ancora.

La mia impronta ecologica

Quando l'impronta ecologica di un'attività umana o di una nazione supera la biocapacità della Terra, si verifica un disavanzo ecologico. Ciò significa che l'attività umana sta consumando risorse a un ritmo superiore alla capacità di rigenerazione della Terra e sta generando più rifiuti di quanto gli ecosistemi possano assorbire in modo sostenibile. Per mantenere un equilibrio ecologico e garantire uno sviluppo sostenibile, è essenziale che l'impronta ecologica sia inferiore alla biocapacità della Terra. In altre parole, l'umanità dovrebbe operare all'interno dei limiti ecologici del pianeta, garantendo che le risorse naturali siano utilizzate in modo responsabile e che i rifiuti siano gestiti in modo sostenibile

La Biocapacità

Questa rappresenta la capacità biologica della Terra di produrre risorse rinnovabili e di assorbire i rifiuti generati dalle attività umane in un determinato periodo di tempo, in genere un anno. Misura la disponibilità di risorse naturali. Anche la biocapacità è espressa in ettari globali (gha).

9 Perdita di biodiversità

8 Riduzione del guscio di ghiaccio polare

7 Acidificazione degli oceani

6 Ciclo dell'azoto

5 Fornitura d'acqua dolce

4 Cambiamenti dell'uso del suolo

3 Cambiamanti chimico-globali

2 Integrità del guscio di ozono

1 Cambiamenti climatici

I 9 confini planetari

I 9 confini planetari sono nove aree critiche e interconnesse che determinano il "safe operating space for humanity" (Spazio di operatività sicuro per l'umanità), cioè i limiti entro cui l'umanità può operare in modo sostenibile per garantire un pianeta sano e sicuro per le generazioni future. Questi confini sono stati identificati dalla comunità scientifica come le aree più cruciali che influenzano la stabilità del sistema terrestre nel lungo termine.

OVERSHOOT DAY

L'Earth Overshoot Day (Giorno del Sovraccarico della Terra) è la data nel calendario in cui l'umanità ha consumato tutte le risorse naturali che la Terra può rigenerare in un intero anno. In altre parole, rappresenta il momento in cui l'impronta ecologica globale supera la biocapacità della Terra per quell'anno. Dopo questa data, l'umanità vive in "debito ecologico", utilizzando risorse che non possono essere rigenerate nell'arco di un solo anno. L'Earth Overshoot Day viene calcolato dall'organizzazione Global Footprint Network, che utilizza dati sul consumo di risorse naturali e sulle emissioni di carbonio per determinare quando l'impronta ecologica globale supera la biocapacità della Terra.

Confrontando alcuni stati, possiamo vedere come il giorno del sovraccarico varia in base al livello di consumo di risorse e all'efficienza ecologica di ciascun paese:

OVERSHOOT DAY

Stati Uniti: sono noti per avere una delle più grandi impronte ecologiche pro capite al mondo, a causa del loro elevato consumo di energia, risorse e produzione di rifiuti. Di conseguenza, l'Earth Overshoot Day degli Stati Uniti di solito cade molto prima nel calendario rispetto alla media globale, generalmente intorno all'inizio di agosto. Svezia: è considerata uno dei paesi più ecologici al mondo, con politiche ambientali progressiste, una forte enfasi sulle energie rinnovabili e un basso livello di consumo di risorse rispetto alla sua biocapacità. Di conseguenza, l'Earth Overshoot Day della Svezia di solito cade più tardi nel calendario rispetto alla media globale, generalmente intorno a fine luglio o inizio agosto. India: è un paese con una popolazione molto ampia e un'economia in crescita rapida. Tuttavia, il suo livello di consumo pro capite è relativamente basso rispetto ad altre nazioni industrializzate, e molte persone in India vivono ancora in condizioni di povertà. Di conseguenza, l'Earth Overshoot Day dell'India tende a cadere più tardi nel calendario rispetto alla media globale, generalmente intorno alla fine di luglio.

02

Dal modello economico lineare alla Transizione Ecologica

Il modello economico dello Sfruttamento Intensivo delle risorse si basa sull'utilizzo massiccio e spesso non sostenibile delle risorse naturali per alimentare la produzione e il consumo. Questo approccio solitamente porta a un'esaurimento rapido delle risorse, danni ambientali significativi e problemi sociali legati alla distribuzione ineguale dei benefici e degli impatti negativi. Nel modello dello sfruttamento intensivo delle risorse, l'obiettivo principale è massimizzare il profitto nel breve termine, senza tener conto delle conseguenze a lungo termine sull'ambiente e sulla società.

SFRUTTAMENTO INTENSIVO

D'altro canto, lo sviluppo sostenibile è un approccio economico che cerca di soddisfare i bisogni delle generazioni presenti senza compromettere la capacità delle generazioni future di soddisfare i propri bisogni. Questo modello economico si concentra sull'equilibrio tra gli aspetti economici, sociali e ambientali dello sviluppo. Ciò implica l'adozione di pratiche produttive e di consumo che non esauriscano rapidamente le risorse naturali e che minimizzino gli impatti negativi sull'ambiente. Lo sviluppo sostenibile promuove anche l'equità sociale, cercando di garantire che i benefici del progresso economico siano distribuiti in modo equo tra tutte le fasce della società e che i diritti delle future generazioni siano preservati.

SVILUPPO SOSTENIBILE

L'economia circolare è un modello economico basato sulla riduzione, il riutilizzo, il riciclo e il recupero delle risorse, in modo da minimizzare gli sprechi e massimizzare l'efficienza nell'utilizzo delle risorse stesse. Invece di seguire il tradizionale modello lineare "prendi, produci, usa, getta", in cui le risorse sono estratte, trasformate in prodotti e infine smaltite, nell'economia circolare si cerca di mantenere i materiali e i prodotti in circolazione il più a lungo possibile attraverso strategie come il riciclo, il riutilizzo e il ripristino.

Economia dei servizi: Si sposta l'accento dal possesso di beni all'accesso ai servizi che offrono. Ad esempio, anziché possedere un'auto, si può optare per un servizio di car sharing, riducendo così il consumo di risorse.

Riciclo e recupero di materiali: Si sviluppano sistemi efficienti per il riciclo dei materiali, in modo che possano essere reincorporati nella produzione di nuovi prodotti. Questo riduce la dipendenza dalle risorse vergini e l'estrazione mineraria.

Riuso e riparazione: Si promuove il riuso dei prodotti e il loro ripristino attraverso la riparazione invece di sostituirli con nuovi. Ciò prolunga la vita utile dei prodotti e riduce la quantità di rifiuti generati.

PRINCIPI ECONIMIA CIRCOLARE

Design dei prodotti per la circolarità: Si progettano i prodotti in modo che siano più durevoli, riparabili, aggiornabili e riciclabili. Questo significa considerare la possibilità di smontaggio e riciclo già durante la fase di progettazione.

Alcune industrie stanno esplorando l'uso di biomasse e materiali biodegradabili per produrre materiali e prodotti, riducendo così la dipendenza dalle risorse fossili e favorendo il ciclo naturale dei materiali.

Aziende nel settore dell'abbigliamento e dell'arredamento stanno adottando modelli di business basati sul noleggio dei prodotti anziché sulla vendita diretta, incoraggiando il riuso e il ritorno degli articoli alla fine del loro ciclo di utilizzo anziché essere scartati.

Alcune aziende tecnologiche stanno progettando prodotti come telefoni cellulari e computer con componenti facilmente sostituibili e aggiornabili, permettendo agli utenti di estendere la vita utile dei dispositivi e riducendo così l'accumulo di rifiuti elettronici.

ESEMPI ATTUALI DELL'ECONIMIA CIRCOLARE

In molte città, sono implementati programmi di riciclo che consentono ai cittadini di separare i materiali riciclabili, che vengono poi trasformati in nuovi prodotti anziché essere smaltiti in discarica.

L'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile è un piano d'azione globale proposto dalle Nazioni Unite nel settembre 2015 con l'obiettivo di affrontare sfide urgenti a livello mondiale e di guidare il mondo verso un futuro più sostenibile entro il 2030. Al centro di questa agenda ci sono i 17 Obiettivi di Sviluppo Sostenibile (SDGs), che fungono da guida per affrontare una vasta gamma di questioni interconnesse, tra cui la povertà, l'uguaglianza di genere, il cambiamento climatico, la salute, l'istruzione e molto altro.

AGENDA 2030

1. Porre fine alla povertà in tutte le sue forme ovunque nel mondo. 2. Porre fine alla fame, raggiungere la sicurezza alimentare, migliorare la nutrizione e promuovere l'agricoltura sostenibile. 3. Garantire una vita sana e promuovere il benessere per tutti, in ogni età. 4. Garantire un'istruzione inclusiva, equa e di qualità e promuovere opportunità di apprendimento per tutti. 5. Raggiungere l'uguaglianza di genere e dare potere a tutte le donne e le ragazze. 6. Garantire la disponibilità di acqua e una gestione sostenibile delle risorse idriche e l'accesso all'igiene e al servizio di fognatura per tutti. 7. Garantire l'accesso a un'energia conveniente, sostenibile e moderna per tutti. 8. Promuovere una crescita economica sostenuta, inclusiva e sostenibile, piena occupazione e lavoro dignitoso per tutti. 9. Costruire infrastrutture resilienti, promuovere l'industrializzazione inclusiva e sostenibile e favorire l'innovazione.

10. Ridurre le disuguaglianze all'interno e tra i paesi. 11. Rendere le città e gli insediamenti umani inclusivi, sicuri, resilienti e sostenibili. 12. Garantire modelli di produzione e consumo sostenibili. 13. Adottare misure urgenti per combattere il cambiamento climatico e i suoi effetti. 14. Conservare e utilizzare in modo sostenibile gli oceani, i mari e le risorse marine per lo sviluppo sostenibile. 15. Proteggere, ripristinare e promuovere un uso sostenibile degli ecosistemi terrestri, gestire le foreste in modo sostenibile, combattere la desertificazione, fermare e invertire la degradazione del suolo e fermare la perdita di biodiversità. 16. Promuovere società pacifiche e inclusive per lo sviluppo sostenibile, fornire accesso alla giustizia per tutti e costruire istituzioni efficaci, responsabili e inclusive a tutti i livelli. 17. Rafforzare i mezzi di attuazione e rilanciare il partenariato globale per lo sviluppo sostenibile.

L'Obiettivo 12 si propone di ridurre gli sprechi a tutti i livelli della catena di produzione e consumo. Ciò include la riduzione degli sprechi alimentari, il riciclo dei materiali e la promozione di pratiche di produzione più efficienti.

Mira a promuovere la produzione e il consumo sostenibili attraverso l'adozione di pratiche e tecnologie che riducano l'impatto ambientale e sociale dei beni e dei servizi. Ciò include l'adozione di processi produttivi a basso impatto ambientale, la produzione di beni riciclabili e la promozione di stili di vita sostenibili.

Incoraggia la gestione sostenibile delle risorse naturali, inclusi il suolo, l'acqua, le foreste e la biodiversità. Ciò implica la conservazione delle risorse naturali e l'adozione di pratiche agricole, forestali e di gestione del suolo che preservino gli ecosistemi e le risorse per le generazioni future.

Si propone di garantire un accesso equo ai mercati e alle risorse per tutti, compresi i piccoli produttori e i paesi in via di sviluppo. Ciò include la promozione del commercio equo e solidale, la riduzione delle barriere commerciali e la promozione di politiche commerciali che favoriscano lo sviluppo sostenibile.

Promuove la trasparenza e la responsabilità nelle catene di approvvigionamento e produzione. Ciò include la divulgazione delle informazioni relative all'impatto ambientale e sociale dei prodotti e dei processi produttivi, nonché il coinvolgimento delle parti interessate nella pianificazione e nella decisione.

L'Obiettivo 12 dell'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile si concentra sulla promozione di modelli di produzione e consumo sostenibili. Questo obiettivo è cruciale per affrontare le sfide globali legate alla crescita demografica, all'urbanizzazione e all'aumento dei consumi, che esercitano una pressione sempre maggiore sulle risorse naturali e sull'ambiente.Promuovere modelli di produzione e consumo sostenibili è fondamentale per affrontare le sfide ambientali e sociali del XXI secolo, tra cui il cambiamento climatico, la perdita di biodiversità, la scarsità di risorse e la povertà. L'Obiettivo 12 fornisce un quadro per guidare gli sforzi globali verso un'economia più sostenibile e responsabile, che rispetti i limiti del pianeta e promuova il benessere di tutti.

12 consumo e produzione responsabili

Negli ultimi cinque anni, l'Unione Europea (UE) ha compiuto significativi progressi nell'implementazione dell'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile.

1. Nel dicembre 2019, la Commissione Europea ha presentato il Green Deal europeo, un ambizioso piano d'azione per rendere l'UE neutrale dal punto di vista climatico entro il 2050. Il Green Deal si propone di trasformare l'economia europea in un'economia più verde e sostenibile, attraverso misure come la riduzione delle emissioni di gas serra, la promozione delle energie rinnovabili, l'efficienza energetica e la protezione della biodiversità. 2. L'UE ha adottato un Piano d'Azione per l'Economia Circolare, che mira a promuovere un utilizzo più efficiente delle risorse, a ridurre gli sprechi e a promuovere il riciclo e il riutilizzo dei materiali. Questo piano si allinea con gli obiettivi dell'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile, in particolare con l'obiettivo 12 sul consumo e la produzione sostenibili. 3. L'UE si è impegnata a raggiungere gli obiettivi dell'Accordo di Parigi sul clima, tra cui la riduzione delle emissioni di gas serra del 40% entro il 2030 rispetto ai livelli del 1990. Inoltre, l'UE ha adottato un nuovo piano per la biodiversità al fine di proteggere e ripristinare gli ecosistemi naturali. 4. L'UE ha aumentato gli investimenti in ricerca e innovazione nel settore dell'energia pulita, delle tecnologie sostenibili e delle soluzioni per affrontare i cambiamenti climatici. Questi investimenti mirano a promuovere lo sviluppo e l'adozione di tecnologie a basse emissioni di carbonio e a sostenere la transizione verso un'economia più verde. 5. L'UE ha rafforzato gli sforzi per promuovere l'uguaglianza di genere, l'inclusione sociale e la lotta contro la povertà. Iniziative come il Fondo Sociale Europeo e il Fondo Europeo di Sviluppo Regionale sostengono progetti mirati a migliorare l'accesso all'istruzione, all'occupazione e ai servizi sociali per tutti i cittadini europei.

Le risorse minerarie

03

Le risorse rinnovabili e non rinnovabili rappresentano due categorie di risorse naturali con caratteristiche e impatti molto diversi.

Le risorse rinnovabili sono quelle che si rigenerano naturalmente nel tempo, come l'energia solare, eolica, idrica e geotermica. Queste risorse sono praticamente infinite a scala umana e possono essere sfruttate senza esaurirle.

Rinnovabilità:

confronto:

Le risorse non rinnovabili, d'altra parte, sono risorse che richiedono milioni di anni per formarsi e non possono essere rigenerate nel breve termine. Questo include combustibili fossili come petrolio, carbone e gas naturale, così come minerali come il ferro e il rame.

Le risorse rinnovabili tendono ad avere impatti ambientali inferiori rispetto alle risorse non rinnovabili. Ad esempio, l'energia solare e eolica producono poche o nessuna emissioni di gas serra durante la produzione di energia, mentre l'estrazione e la combustione di combustibili fossili causano inquinamento atmosferico e contribuiscono al cambiamento climatico.

Impatti ambientali:

confronto:

Le risorse non rinnovabili spesso comportano l'estrazione da ambienti sensibili come foreste, oceani e terre agricole, con conseguenti impatti negativi sull'habitat naturale, la biodiversità e i cicli idrologici.

Le risorse rinnovabili sono ampiamente distribuite in tutto il mondo e possono essere sfruttate ovunque vi sia accesso alla luce solare, al vento, all'acqua o al calore geotermico. Tuttavia, la loro disponibilità può variare stagionalmente o geograficamente.

Disponibilità e accesso:

confronto:

Le risorse non rinnovabili sono spesso concentrate in determinate regioni geografiche e possono essere soggette a esaurimento nel tempo. Inoltre, il loro sfruttamento può richiedere costi elevati e tecnologie complesse.

Le risorse rinnovabili offrono un potenziale per uno sviluppo sostenibile a lungo termine, poiché non si esauriscono e non contribuiscono all'accumulo di rifiuti o all'inquinamento atmosferico.

Sostenibilità a lungo termine:

confronto:

Le risorse non rinnovabili sono limitate e il loro sfruttamento può portare a una dipendenza insostenibile e alla necessità di cercare alternative in futuro. Inoltre, l'estrazione e l'uso di combustibili fossili contribuiscono al riscaldamento globale e al cambiamento climatico, mettendo ulteriormente in pericolo la sostenibilità del pianeta.

Impatti ambientali legati all'estrazione

L'estrazione delle risorse minerarie può avere significativi impatti sull'ambiente.

Utilizzo industriale e commerciale:

Le risorse minerarie sono utilizzate in una vasta gamma di settori industriali, inclusi l'edilizia, l'energia, l'automobilistico, l'elettronica, la produzione di beni di consumo e molti altri settori.

Metodi di estrazione:

Le risorse minerarie possono essere estratte tramite varie tecniche e metodologie, che possono includere miniere a cielo aperto, miniere sotterranee, estrazione subacquea e altre tecniche specializzate a seconda del tipo di minerale e delle condizioni geologiche del sito.

RISORSE MINERARIE

Le risorse minerarie sono risorse naturali presenti nel suolo e nelle rocce della crosta terrestre, che vengono estratte e utilizzate per scopi industriali, commerciali e domestici. Queste risorse includono metalli preziosi come l'oro e l'argento, metalli comuni come il ferro e il rame, minerali non metallici come il carbone, il petrolio, il gas naturale, i diamanti, i minerali industriali e molti altri.

Localizzazione geografica:

Le risorse minerarie sono distribuite in modo disomogeneo sulla Terra e si trovano in specifiche regioni geografiche. Alcune zone possono essere ricche di risorse minerarie, mentre altre possono avere una minore concentrazione o assenza di tali risorse.

Gli elementi chimici sono gli elementi fondamentali che costituiscono la materia e sono rappresentati nella tavola periodica degli elementi. Alcuni sono essenziali per la vita e per le tecnologie moderne, e la loro disponibilità è di vitale importanza per molte industrie e per l'economia globale. Tuttavia, molti di questi elementi non sono prodotti in modo sintetico in quantità significative e possono essere considerati risorse finite, quindi una volta esauriti, non esiste un modo pratico per sostituirli. Questi elementi svolgono un ruolo cruciale in settori come l'elettronica, la medicina, l'energia, l'industria aerospaziale e molte altre. Alcuni studi recenti indicano che fino a 35 elementi sono a rischio di esaurimento, il che potrebbe avere gravi conseguenze per le industrie e per la società nel suo complesso.

elementi in pericolo

Per affrontare questa sfida, alcuni esperti propongono di evidenziare gli "elementi in pericolo" all'interno della tavola periodica, utilizzando un sistema di codifica colori che va dal verde (abbondanti) al rosso (rischio severo). Questo può aiutare a sensibilizzare l'opinione pubblica e gli attori industriali sull'importanza di preservare e gestire in modo sostenibile queste risorse cruciali. È importante notare che mentre gli effetti dannosi di alcune sostanze chimiche sull'ambiente, come la CO2 e la plastica, sono ampiamente discussi, la crescente scarsità di elementi chimici essenziali è spesso trascurata. Tuttavia, questa scarsità potrebbe avere impatti significativi sull'economia globale e sulla vita quotidiana, e richiede una maggiore attenzione e azione da parte delle autorità e della comunità internazionale.Un esempio di un elemento chimico essenziale che potrebbe essere considerato a rischio di esaurimento è il cobalto.

elementi in pericolo

IL COBALTO

Il cobalto è un metallo di transizione utilizzato in molte applicazioni industriali e tecnologiche, in particolare nelle batterie al litio-ion che alimentano dispositivi elettronici portatili, veicoli elettrici e sistemi di stoccaggio dell'energia. Attualmente, il cobalto viene principalmente estratto come sottoprodotto del rame e del nichel. Tuttavia, la domanda di cobalto è in costante aumento a causa della crescente adozione di tecnologie che dipendono dalle batterie al litio-ion, e ciò ha portato a preoccupazioni sulla sua disponibilità futura. Il problema principale è che le riserve conosciute di cobalto sono concentrate in un numero limitato di paesi, principalmente nella Repubblica Democratica del Congo (RDC). Questa concentrazione geografica delle risorse aumenta il rischio di interruzioni nella catena di approvvigionamento a causa di conflitti politici, instabilità e altre sfide socio-economiche nella regione. Inoltre, ci sono preoccupazioni riguardanti le condizioni di lavoro nelle miniere di cobalto, con segnalazioni di sfruttamento, lavoro minorile e condizioni di lavoro pericolose.

uso del litio

Negli anni '90, i telefonini utilizzavano batterie al nichel-cadmio (Ni-Cad). Tuttavia, con il progresso tecnologico, sono state sviluppate batterie al litio, più efficaci ed efficienti. Questo cambiamento è diventato indispensabile quando l'hardware di telefonini e laptop ha iniziato a richiedere un consumo energetico troppo elevato per essere sostenuto a lungo. Le batterie agli ioni di litio sono quindi entrate in scena, offrendo prestazioni superiori, tempi di ricarica più brevi e dimensioni più ridotte rispetto alle batterie della generazione precedente.

Come funzionano le batterie dello smartphone

Sul mercato esistono due tipi principali di batterie al litio. Da un lato ci sono le batterie agli ioni di litio (Li-ion), sviluppate all'inizio del XX secolo e commercializzate a partire dagli anni '90; dall'altro lato, ci sono le batterie ai polimeri di litio (Li-po), più recenti e leggere rispetto alle prime. Le batterie agli ioni di litio (Li-ion) e quelle ai polimeri di litio (Li-po) differiscono anche per forma e costruzione. Le batterie agli ioni di litio possono essere prodotte in diverse forme, come piccoli bottoni o lunghi cilindri metallici. In queste batterie, i sali di litio sono immersi in un solvente liquido che funge da elettrolita. Al contrario, nelle batterie ai polimeri di litio, il solvente liquido è sostituito da un composto polimerico solido, il che le rende più modellabili e adattabili a diverse applicazioni. In entrambe le tipologie, il funzionamento delle batterie al litio si basa su reazioni chimiche. Gli ioni di litio (Li+) si spostano dall'anodo di carbonio (elettrodo positivo) al catodo di litio (elettrodo negativo). Questo movimento genera energia, fornendo la carica necessaria ai dispositivi come gli smartphone. Durante la ricarica, il processo si inverte: gli ioni di litio vengono riassorbiti dall'anodo.

Attenzione alle ricariche e alle temperature

Rispetto alle batterie al nichel-cadmio, le batterie al litio sono più leggere e mantengono la carica più a lungo, anche quando non sono in uso. Tuttavia, queste batterie presentano alcuni problemi significativi. Il litio è un metallo che si riscalda facilmente e, se supera una certa temperatura critica, può diventare infiammabile e pericoloso per gli utenti, con il rischio di esplosioni del dispositivo. Per prevenire tali incidenti, gli ultimi modelli di smartphone sono dotati di sistemi di sicurezza che spengono il dispositivo quando viene raggiunta una temperatura troppo elevata. Le alte temperature non solo sono pericolose, ma influiscono negativamente anche sulla durata e sulla vita delle batterie al litio. Oltre al naturale invecchiamento delle batterie, l'uso a temperature elevate riduce il numero di cicli di ricarica che le batterie possono sopportare, compromettendone la funzionalità già dopo un anno di utilizzo. Le temperature più alte si raggiungono durante la ricarica; pertanto, è consigliabile utilizzare caricabatterie a basso amperaggio per evitare di stressare le componenti hardware.

Problemi comuni alle batterie ricaricabili

La durata della batteria è una delle principali sfide per l'autonomia dei dispositivi mobili. Anche i dispositivi Samsung non sono esenti da questo problema: come tutti i dispositivi mobili alimentati da batterie ricaricabili, anche gli smartphone e i tablet sudcoreani possono presentare problemi legati alla batteria. Questi problemi sono spesso causati da applicazioni sempre più esigenti in termini di risorse, ma anche da un'evoluzione tecnologica stagnante nel settore delle batterie. Mentre componenti come SoC, RAM e display continuano a migliorare, la tecnologia delle batterie ricaricabili è rimasta sostanzialmente invariata dagli anni '90, quando Sony introdusse commercialmente le batterie agli ioni di litio, sviluppate per la prima volta nel 1912 da Gilbert Lewis.Nonostante i consigli e le buone pratiche, al giorno d'oggi è difficile aumentare significativamente la durata delle batterie al litio che alimentano la maggior parte dei dispositivi portatili. Il futuro, se basato su batterie, richiede ancora molti progressi. I produttori di dispositivi si trovano in una situazione paradossale: competono per offrire più gigabyte, gigahertz e punti per pollice nei display, ma rimangono bloccati quando si tratta di migliorare la capacità e la durata delle batterie. Mentre i telefoni pre-smartphone potevano durare diversi giorni con una sola carica, oggi è difficile arrivare a fine giornata senza dover ricaricare.

Problemi comuni alle batterie ricaricabili

Il caso dell'iPhone Prendiamo come esempio Apple: il primo iPhone aveva una batteria da 1.400 mAh, mentre l'iPhone 5S ha una batteria da 1.560 mAh. Questo rappresenta un incremento di circa il 15% in più di cinque anni. Durante questo periodo, Apple ha lavorato molto sull'ottimizzazione del software, con iOS 7 progettato per sfruttare ogni unità di energia e iOS 8 che promette ulteriori miglioramenti nella gestione della batteria. Tuttavia, i problemi di durata della batteria persistono.Il caso dei dispositivi Android Lo stesso vale per gli smartphone Android. Sebbene siano dotati di batterie più capienti (ad esempio, i Galaxy S5 hanno batterie da 2.800 mAh), devono anche alimentare display più grandi e spesso meno ottimizzati. Per affrontare questi problemi, gli sviluppatori di Android hanno introdotto Project Volta con Android L, un insieme di funzioni pensate per aumentare la durata della batteria fino al 36%.

Batterie al grafene

Dall'Italia arriva una nuova tecnologia per realizzare batterie più efficienti, basata sul grafene. La tecnica è descritta sulla rivista Nature Communications ed è frutto del lavoro del gruppo di Alessandro Baraldi, docente di Fisica della Materia presso l'Università di Trieste. Al progetto hanno collaborato ricercatori del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) e scienziati di Regno Unito, Danimarca e Spagna."Il grafene ha l'eccezionale capacità di trasportare elettroni a temperatura ambiente, consentendo un'efficiente conduzione della corrente elettrica", spiega Baraldi. Tuttavia, questo straordinario materiale finora ha mostrato limitazioni quando combinato con altri materiali, poiché la sua struttura si danneggia, riducendone l'efficienza. Nei dispositivi elettronici, come smartphone, schermi flessibili e celle a combustibile, le proprietà del grafene si degradano durante il trasferimento dalla superficie dei metalli su cui viene cresciuto alle superfici dei materiali con cui deve essere abbinato.Il team di Trieste ha sviluppato una tecnica che risolve questo problema. "Abbiamo cresciuto il grafene sulla superficie di una lega di nickel-alluminio", spiega Luca Omiciuolo, primo autore della pubblicazione. "Successivamente, abbiamo ossidato selettivamente gli atomi di alluminio posti sotto il grafene, formando uno strato di ossido di alluminio spesso circa 2 nanometri. Questo processo ripristina le proprietà elettroniche uniche del grafene, simili a quelle che ha quando è isolato." Il risultato è un grafene di altissima qualità, che poggia su uno strato sottilissimo di ossido. Questa combinazione è ideale per l'uso nei dispositivi elettronici, mantenendo le eccezionali proprietà di conduzione del grafene e rendendolo adatto a una vasta gamma di applicazioni tecnologiche avanzate.

Le risorse energetiche

04

il mix energetico mondiale e italiano

Il mix energetico mondiale e italiano rappresenta la composizione delle fonti di energia utilizzate per soddisfare le esigenze energetiche dei rispettivi paesi. Questo mix varia da paese a paese in base alla disponibilità delle risorse naturali, alla politica energetica nazionale, alla tecnologia disponibile e ad altri fattori socioeconomici.

il mix energetico mondiale

Petrolio: Il petrolio è ancora una delle principali fonti di energia nel mondo, utilizzato principalmente nei trasporti, nell'industria e per il riscaldamento. È ampiamente utilizzato per produrre carburanti come benzina, diesel e cherosene. Carbone: Il carbone è una fonte di energia importante, utilizzata principalmente per la produzione di elettricità in molte parti del mondo. Tuttavia, sta gradualmente diminuendo la sua quota nel mix energetico a causa delle preoccupazioni ambientali legate alle emissioni di gas serra e all'inquinamento atmosferico. Gas naturale: Il gas naturale sta diventando sempre più importante nel mix energetico globale, grazie alla sua maggiore efficienza e minore impatto ambientale rispetto al carbone. Viene utilizzato per la produzione di elettricità, il riscaldamento e come carburante per i trasporti. Energia nucleare: L'energia nucleare è una fonte di energia significativa in molti paesi, utilizzata per la produzione di elettricità. Nonostante le preoccupazioni sulla sicurezza e sulla gestione dei rifiuti nucleari, rimane una fonte di energia a basse emissioni di carbonio. Energia rinnovabile: Le fonti di energia rinnovabile, come l'energia solare, eolica, idroelettrica, geotermica e delle biomasse, stanno crescendo rapidamente nel mix energetico mondiale. Sono sempre più competitive dal punto di vista economico e contribuiscono alla riduzione delle emissioni di gas serra.

Energia nucleare: Dopo il disastro di Chernobyl nel 1986, l'Italia ha votato per fermare il programma nucleare e chiudere le centrali nucleari esistenti. Attualmente, l'Italia non produce energia nucleare.Energia rinnovabile: L'Italia ha fatto progressi significativi nello sviluppo dell'energia rinnovabile negli ultimi anni. Le fonti rinnovabili, come l'energia solare, eolica, idroelettrica e delle biomasse, stanno diventando sempre più importanti nel mix energetico italiano, contribuendo alla riduzione delle emissioni di gas serra e alla diversificazione delle fonti di approvvigionamento energetico

il mix energetico italiano

Petrolio e prodotti petroliferi: L'Italia dipende ancora pesantemente dalle importazioni di petrolio e prodotti petroliferi per soddisfare il suo fabbisogno energetico, utilizzati principalmente nei trasporti, nell'industria e per il riscaldamento. Gas naturale: Il gas naturale è una delle principali fonti di energia in Italia, utilizzato per la produzione di elettricità, il riscaldamento e nei trasporti. L'Italia importa la maggior parte del suo gas naturale, principalmente dalla Russia e dall'Algeria.

Le risorse rinnovabili sono risorse naturali che si rigenerano nel tempo o che sono disponibili in quantità illimitate a scala umana. Queste risorse sono fondamentali per sostenere la vita sulla Terra e includono una vasta gamma di fonti di energia e materiali.

• Energia solare
• Energia eolica
• Energia idrica
• Energia geotermica
• Energia delle maree
• Energia delle biomasse

ENERGIA SOLARE

L'energia solare è un tipo di energia rinnovabile ottenuta dalla conversione della luce del sole in energia utilizzabile, come l'elettricità o il calore. È una delle fonti di energia più abbondanti e pulite disponibili sulla Terra ed è ampiamente sfruttata in tutto il mondo per soddisfare le esigenze energetiche in vari settori, tra cui residenziale, commerciale, agricolo e industriale. I pannelli solari fotovoltaici (PV) sono il metodo più comune per la produzione di energia solare elettrica. Questi pannelli sono composti da celle fotovoltaiche che convertono direttamente la luce del sole in elettricità utilizzando l'effetto fotovoltaico. I pannelli solari possono essere installati su tetti, su terreni o integrati in strutture edili. L'energia solare termica viene utilizzata per generare calore piuttosto che elettricità. I sistemi solari termici possono essere utilizzati per il riscaldamento dell'acqua in abitazioni, edifici commerciali e industriali, nonché per il riscaldamento degli ambienti e la produzione di vapore per applicazioni industriali. I sistemi di concentrazione solare utilizzano specchi o lenti per concentrare la luce solare in un punto focale, generando così calore ad alta temperatura che può essere utilizzato per alimentare turbine e generare elettricità tramite un ciclo termodinamico.

ENERGIA EOLICA

L'energia eolica è un tipo di energia rinnovabile ottenuta dalla conversione dell'energia cinetica del vento in energia utile, solitamente sotto forma di elettricità. È una delle fonti di energia più pulite e sostenibili disponibili, e viene ampiamente utilizzata in tutto il mondo per generare elettricità in modo economico ed efficiente. Le turbine eoliche sono il mezzo più comune per la produzione di energia eolica. Queste macchine sono costituite da pale che catturano il vento e lo trasformano in energia rotazionale. Un generatore montato sulla cima della turbina converte quindi questa energia rotazionale in elettricità utilizzabile. Le turbine eoliche sono spesso raggruppate in parchi eolici, dove possono sfruttare l'energia del vento in modo più efficiente. I parchi eolici possono essere situati su terraferma o in mare aperto (offshore), a seconda delle condizioni del vento e delle preferenze locali.

Il Funzionamento dell’Energia Eolica L'energia eolica viene prodotta sfruttando il vento tramite componenti meccaniche ed elettroniche degli aerogeneratori. Struttura e Funzionamento degli Aerogeneratori Le pale eoliche sono progettate con forme aerodinamiche e posizionate in alto sull'albero per catturare al meglio l'energia del vento. Sono collegate a un rotore, che a sua volta è collegato a una dinamo. Il rotore trasforma l'energia cinetica del vento in energia meccanica, che la dinamo converte poi in energia elettrica. Un impianto eolico è quindi composto da:-Pale eoliche -Rotore -Albero -Generatore elettrico

Energia Eolica:

Tipologie di Impianti Eolici Gli impianti eolici variano per dimensioni e scopi: -Parchi eolici: Comprendono grandi aerogeneratori e sono progettati per la produzione su larga scala. -Mini-eolico: Sistemi di medie dimensioni adatti per aziende o piccoli comuni. -Micro-eolico: Piccoli aerogeneratori che possono essere installati su tetti o balconi per uso domestico. Collocazione degli Impianti Eolici In base alla loro collocazione, gli impianti eolici si dividono in: -Impianti on-shore: Installati sulla terraferma, tipicamente in pianure o colline. -Impianti off-shore: Collocati in mare, hanno un minore impatto visivo e maggiore efficienza, ma costi più alti di installazione e manutenzione. -Impianti near-shore: Situati lungo la costa, fino a 10 km dal mare.

Tipi di Aerogeneratori

Gli aerogeneratori si distinguono per il tipo di asse: Generatori ad Asse Orizzontale Caratteristiche:- Torre alta tra 60 e 100 metri, pale lunghe dai 20 ai 60 metri. - Potenza: Varia da pochi kW fino a 5-6 MW. - Configurazione: Pale disposte orizzontalmente al suolo, rotore e generatore all'interno di una navicella situata sul retro delle pale.- Vantaggi: Alta efficienza energetica, adatto per grandi impianti. Generatori ad Asse Verticale Caratteristiche: - Pale disposte verticalmente attorno al generatore. - Configurazione: Generatore in posizione verticale rispetto al suolo.- Vantaggi: Sfrutta il vento da qualsiasi direzione, meno impattante in termini di dimensioni delle pale.

Vantaggi dell'Energia Eolica Spazio ridotto: Le pale eoliche si sviluppano in altezza, occupando poco suolo. Basso impatto ambientale: L'impatto ambientale è limitato alla produzione e al trasporto delle turbine. Inoltre, la vita delle turbine è lunga, stimata tra i 20 e i 25 anni. Fonte inesauribile: Il vento è una risorsa energetica infinita. Reversibilità dell'installazione: Le installazioni eoliche sono quasi completamente reversibili, consentendo il recupero del terreno. Costi d'installazione ridotti: I costi di installazione e impianto sono inferiori rispetto ad altre fonti energetiche. Svantaggi dell'Energia Eolica Dipendenza dal vento: Gli aerogeneratori richiedono vento per funzionare, quindi non possono essere installati ovunque. Impatto paesaggistico: Le pale eoliche possono alterare l'aspetto di un paesaggio. Variabilità del vento: Il vento non è sempre presente né costante, rendendo difficile stimare la produzione energetica. Inquinamento acustico: Le pale eoliche generano rumore, che può essere fastidioso, sebbene non eccessivamente oneroso.

ENERGIA IDRICA

L'energia idrica, anche conosciuta come energia idroelettrica, è una forma di energia rinnovabile ottenuta dalla conversione dell'energia cinetica dell'acqua in energia elettrica. Questa fonte di energia è stata tradizionalmente utilizzata per generare elettricità attraverso centrali idroelettriche, sfruttando la forza dell'acqua in movimento, come fiumi, cascate e maree. Le centrali idroelettriche sono impianti che sfruttano l'energia cinetica dell'acqua in movimento per far girare turbine collegate a generatori elettrici, producendo così energia elettrica. Esistono diverse tipologie di centrali idroelettriche, tra cui: - Centrali idroelettriche ad acqua fluente: Sfruttano la forza del flusso continuo di fiumi e torrenti. - Centrali idroelettriche a bacino: Utilizzano la costruzione di dighe e serbatoi per accumulare grandi quantità d'acqua, che viene poi rilasciata per far girare le turbine. - Centrali idroelettriche a pompaggio: Utilizzano l'energia elettrica per pompare l'acqua da un bacino inferiore a uno superiore durante i periodi di bassa domanda di energia, e poi rilasciarla attraverso le turbine durante i periodi di picco di domanda.

ENERGIA GEOTERMICA

L'energia geotermica è una forma di energia rinnovabile ottenuta sfruttando il calore naturale proveniente dall'interno della Terra. Questo calore è generato dal decadimento radioattivo dei materiali nel nucleo terrestre e dalla temperatura residua dal momento della formazione del pianeta. L'energia geotermica viene utilizzata per generare elettricità e per scopi di riscaldamento e raffreddamento. Le sorgenti geotermali sono aree della crosta terrestre dove il calore proveniente dal nucleo terrestre si manifesta attraverso l'ascesa di acqua o vapore ad alta temperatura. Queste sorgenti possono essere naturali, come sorgenti calde, geyser o fumarole, o possono essere create artificialmente attraverso pozzi geotermici. Gli impianti geotermici sfruttano il calore delle sorgenti geotermali per generare energia elettrica o per il riscaldamento e il raffreddamento degli edifici. Esistono diverse tipologie di impianti geotermici, tra cui: - Impianti a vapore secco, dove l'acqua calda o il vapore viene estratto direttamente dalla sorgente geotermica e utilizzato per far girare le turbine collegate ai generatori elettrici. - Impianti a vapore flash, dove l'acqua calda viene depressurizzata rapidamente per generare vapore, che viene quindi utilizzato per far girare le turbine. - Impianti a ciclo binario, dove i fluidi geotermici a bassa temperatura vengono utilizzati per riscaldare un fluido a basso punto di ebollizione, come l'isobutano, che viene quindi vaporizzato per far girare le turbine.

ENERGIA DELLE MAREE

L'energia delle maree è una forma di energia rinnovabile ottenuta sfruttando il movimento delle maree causato principalmente dall'attrazione gravitazionale della Luna e, in misura minore, del Sole. Questa energia è generata sfruttando la differenza di altezza tra l'alta marea e la bassa marea, nonché il flusso e riflusso delle correnti marine. Un barrage maremoto, o diga maremoto, è una struttura simile a una diga costruita attraverso una baia, un estuario o un fiume con un'elevata escursione delle maree. Durante l'alta marea, l'acqua viene trattenuta dall'opera e quando la marea cala, l'acqua viene rilasciata attraverso turbine, generando energia elettrica. Le turbine mareomotrici sono simili alle turbine idroelettriche, ma progettate specificamente per operare in acque marine con forte flusso di marea. Le turbine possono essere collocate su fondali marini o su strutture galleggianti, e il movimento dell'acqua delle maree viene utilizzato per farle girare e generare elettricità.

ENERGIA DELLE BIOMASSE

L'energia delle biomasse è una forma di energia rinnovabile ottenuta dalla combustione di materiali organici, come legno, residui agricoli, rifiuti solidi urbani, residui forestali e biomassa coltivata appositamente per la produzione energetica. Questi materiali organici contengono energia chimica immagazzinata attraverso il processo di fotosintesi durante la loro crescita. La forma più comune di utilizzo dell'energia delle biomasse è la combustione diretta dei materiali organici per generare calore. Questo calore può essere utilizzato per il riscaldamento degli edifici, la produzione di vapore per applicazioni industriali, o per generare elettricità attraverso l'azionamento di turbine a vapore o motori a combustione interna. Alcuni materiali organici possono essere decomposti anaerobicamente, cioè in assenza di ossigeno, per produrre biogas, una miscela di metano e anidride carbonica. Il biogas può essere utilizzato come combustibile per la produzione di calore o elettricità, o come combustibile per veicoli. Alcuni tipi di biomassa possono essere trasformati in biocarburanti liquidi, come il biodiesel ottenuto da oli vegetali e il bioetanolo ottenuto da colture ad alto contenuto di zuccheri o amido. Questi biocarburanti possono essere utilizzati come sostituti dei combustibili fossili nei veicoli o nelle macchine agricole.

Le risorse non rinnovabili sono risorse naturali che si formano su una scala temporale molto lunga e non possono essere facilmente rigenerate nell'arco di tempi umani. Queste risorse sono limitate e una volta esaurite, non possono essere sostituite. Le risorse non rinnovabili sono cruciali per l'economia mondiale e vengono utilizzate in una vasta gamma di settori, ma la loro estrazione e utilizzo possono comportare impatti ambientali significativi.

• Energia nucleare
• Petrolio
• Carbone
• gas naturale

ENERGIA NUCLEARE

L'energia nucleare è una forma di energia ottenuta dalla reazione nucleare di fissione o fusione degli atomi. Queste reazioni liberano enormi quantità di energia, che possono essere utilizzate per produrre elettricità in centrali nucleari o per scopi industriali e scientifici. La forma più comune di energia nucleare utilizzata attualmente è la fissione nucleare. Questo processo coinvolge la divisione di nuclei atomici pesanti, come l'uranio-235 e il plutonio-239, tramite il bombardamento con neutroni. Durante la fissione nucleare, si generano grandi quantità di calore e neutroni, che possono essere utilizzati per produrre vapore ad alta pressione per azionare turbine e generatori di elettricità nelle centrali nucleari.Le centrali nucleari sono impianti che utilizzano la fissione nucleare per produrre elettricità in modo simile alle centrali termoelettriche a combustibili fossili. Le centrali nucleari comprendono reattori nucleari, che contengono il combustibile nucleare (solitamente uranio o plutonio), moderatori di neutroni, controlli e dispositivi di sicurezza. L'energia termica generata dalla fissione nucleare viene utilizzata per riscaldare l'acqua e produrre vapore, che aziona le turbine per generare elettricità.

PETROLIO

L'energia viene ricavata dal petrolio principalmente attraverso un processo chiamato raffinazione del petrolio, che trasforma il petrolio grezzo in prodotti petroliferi utili come benzina, diesel, cherosene e carburante per riscaldamento.Il petrolio grezzo viene estratto da giacimenti petroliferi sotterranei attraverso l'utilizzo di trivelle e pompe. Questi giacimenti possono trovarsi sia sulla terraferma che in mare. Una volta estratto, il petrolio viene inviato a raffinerie attraverso oleodotti, petroliere o altri mezzi di trasporto. Il petrolio grezzo è una miscela complessa di idrocarburi di varie dimensioni e pesi molecolari, così come impurità come zolfo, azoto e metalli. Il primo passo della raffinazione del petrolio consiste nella separazione delle diverse frazioni di idrocarburi tramite un processo chiamato distillazione frazionata. Durante questo processo, il petrolio viene riscaldato e vaporizzato in una colonna di distillazione, dove le frazioni leggere (come il gas naturale e la benzina) si separano dalle frazioni più pesanti (come il gasolio e il residuo).Dopo la distillazione frazionata, le frazioni di petrolio possono essere sottoposte a processi di conversione per trasformare molecole più grandi e meno desiderabili in molecole più piccole e più preziose. Questi processi includono la craquettatura catalitica, l'idrotrattamento e l'isomerizzazione, che possono migliorare la qualità e il rendimento delle frazioni di petrolio.

L'energia viene ottenuta dal carbone attraverso un processo che coinvolge la combustione del carbone per generare calore, che a sua volta viene utilizzato per produrre vapore ad alta pressione. Questo vapore aziona quindi una turbina collegata a un generatore elettrico, che trasforma l'energia cinetica del vapore in energia elettrica. Il carbone viene estratto dalle miniere tramite metodi di estrazione a cielo aperto o sotterranei. Una volta estratto, il carbone viene trasportato alle centrali elettriche tramite treni, navi o convogli. Prima di essere utilizzato come combustibile, il carbone viene preparato attraverso

CARBONE

processi di triturazione e lavaggio per rimuovere impurità come rocce e metalli non desiderati. Questo processo migliora l'efficienza della combustione e riduce le emissioni di inquinanti. Il carbone viene bruciato all'interno di una caldaia all'interno della centrale elettrica. Durante la combustione, il carbone reagisce con l'ossigeno nell'aria, generando calore e producendo anidride carbonica (CO2) e altri gas di combustione come l'anidride solforosa (SO2) e l'ossido di azoto (NOx). Il calore generato dalla combustione del carbone viene utilizzato per riscaldare l'acqua all'interno della caldaia, trasformandola in vapore ad alta pressione. Il vapore ad alta pressione viene fatto passare attraverso le pale di una turbina, facendola ruotare ad alta velocità. La turbina collegata a un generatore elettrico trasforma l'energia cinetica del vapore in energia elettrica. Il generatore converte quindi l'energia meccanica in energia elettrica utilizzabile. Dopo aver azionato la turbina, il vapore viene convogliato attraverso un condensatore dove viene raffreddato e condensato in acqua liquida. Questa acqua viene quindi pompata nuovamente nella caldaia per essere riscaldata e convertita nuovamente in vapore, completando il ciclo.

L'energia dal gas naturale viene estratta e utilizzata attraverso un processo che coinvolge l'estrazione, il trasporto, il trattamento e la conversione del gas in energia utilizzabile. Il gas naturale si trova comunemente in giacimenti sotterranei di rocce porose, come arenarie e rocce calcaree. Una volta individuato un giacimento di gas naturale, vengono praticate perforazioni verticali o orizzontali per raggiungere il gas sotterraneo. Il gas può essere estratto direttamente dal giacimento o attraverso tecniche come la fratturazione idraulica (fracking), che consente di liberare il gas intrappolato nelle rocce.Dopo l'estrazione, il gas naturale viene inviato tramite condotte sotterranee o gasdotti

GAS NATURALE

verso impianti di trattamento o terminali di stoccaggio. Questi gasdotti costituiscono una rete di trasporto che collega i giacimenti di gas naturale ai centri di consumo e distribuzione. Il gas naturale estratto può contenere impurità come acqua, anidride carbonica, zolfo e altri contaminanti. Prima di essere utilizzato come combustibile, il gas naturale deve essere trattato per rimuovere queste impurità attraverso processi di separazione e purificazione. Il trattamento del gas può includere l'eliminazione di acqua e condensa, la rimozione di zolfo e altri contaminanti, e l'aggiustamento della pressione e della temperatura.

Thank you

https://museoenergia.it/museo.php?stanza=16&ppost=933

https://www.antoniovasco.it/2018/02/20/gas-naturale/

https://www.ilmioprimoquotidiano.it/come-funziona-una-centrale-nucleare/

https://www.overshootday.org/newsroom/country-overshoot-days/

https://www.evercomsrl.net/il-mix-energetico-previsto-nel-mondo-2018-2040/

https://enciclopediadigeografia.blogspot.com/2017/11/la-popolazione-mondiale-e-le-migrazioni.html

https://www.mondoallarovescia.com/giornata-mondiale-della-popolazione-investire-nei-giovani-per-un-futuro-migliore/

https://www.tgcom24.mediaset.it/cronaca/infografica/il-mix-energetico-italiano-a-confronto-con-gli-altri-paesi-europei_48349588-202202k.shtml

http://www.cittadellascienza.it/centrostudi/2019/06/1869-2019-150-anni-dalla-pubblicazione-della-tavola-periodica-degli-elementi/

https://it.dreamstime.com/illustrazione-di-stock-l-energia-rinnovabile-del-grafico-di-informazioni-biogreen-l-ecologia-image89711285

https://www.otovo.it/?utm_source=bing&utm_medium=ad&utm_campaign=search-generic&utm_term=Fotovoltaico%20con%20accumulo&utm_campaign=TRGT_Otovo%20IT_Search_Generic-All%20Regions&utm_source=bing&utm_medium=central&hsa_acc=f119hen2&hsa_cam=392895868&hsa_grp=1312818541370272&hsa_ad=&hsa_src=o&hsa_tgt=kwd-82052090448769:loc-93&hsa_kw=Fotovoltaico%20con%20accumulo&hsa_mt=b&hsa_net=adwords&hsa_ver=3&msclkid=ddfd9e270f47117e6ed7f808c8d792ae&utm_content=Fotovoltaico%20con%20accumulo

https://tecnologia.diginsegno.it/app/books/CPAC00_DGMETECN22/html/289

http://www.aliseogroup.it/it/idroelettrico

https://www.vecteezy.com/vector-art/1970190-diagram-showing-geothermal-power

https://it.dreamstime.com/ciclo-di-energia-da-biomassa-come-combustione-diretta-nello-schema-delle-centrali-elettriche-spiegazione-con-etichetta-educativa-image226799932

https://app.emaze.com/@AOFIRTZWI#/1

https://depositphotos.com/it/vector/education-chart-of-renewable-and-non-renewable-sources-of-energy-diagram-190054708.html

https://sustainabilityaward.it/agenda-onu-2030-quali-sono-gli-obiettivi/

https://www.coopcartiera.it/2021/07/08/economia-circolare-cambiamento-climatico/

https://quifinanza.it/green/agenda-2030-obiettivi-sviluppo-sostenibile/499663/

https://www.ohga.it/lo-sfruttamento-del-sottosuolo-spiegato-ai-bambini/

https://www.lifegate.it/overshoot-day-2018-primo-agosto

Bibliografia:

https://www.google.com/search?q=impronta+ecologica&tbm=isch&ved=2ahUKEwiTg86XuIGFAxUSkP0HHfvKCDkQ2-CegQIABAA&oq=impronta+&gs_lp=EgNpbWciCWltcHJvbnRhICoCCAAyBRAAGIAEMgUQABiABDIFEAAYgAQyBRAAGIAEMgUQABiABDIFEAAYgAQyBRAAGIAEMgUQABiABDIFEAAYgAQyBRAAGIAESJ9KUN8QWLRCcAN4AJABAJgBUaAB_wSqAQIxMLgBAcgBAPgBAYoCC2d3cy13aXotaW1nqAIAwgIGEAAYBxgewgIHEAAYgAQYGMICChAAGIAEGIoFGEPCAggQABiABBixA8ICDhAAGIAEGIoFGLEDGIMBiAYB&sclient=img&ei=Phr6ZZPsG5Kg9u8P-5WjyAM&bih=738&biw=1536#imgrc=tDBtBzH83Nc1HM&imgdii=ix4kKmW78yc4qM

Questo confine riguarda la presenza di sostanze chimiche sintetiche nell'ambiente, come i pesticidi, i metalli pesanti e i contaminanti organici persistenti. Queste sostanze possono avere effetti dannosi sulla salute umana e sull'ambiente, causando inquinamento dell'aria, dell'acqua e del suolo.

Questo confine si riferisce all'aumento dell'acidità degli oceani causato dall'assorbimento di biossido di carbonio atmosferico nell'acqua. L'acidificazione degli oceani può danneggiare gli ecosistemi marini, compresi i coralli e gli organismi a base di calcio, e minacciare la sicurezza alimentare e le economie locali che dipendono dai mari.

L'energia nucleare presenta diversi vantaggi, tra cui: -Bassa emissione di gas serra: Le centrali nucleari producono elettricità senza emettere grandi quantità di gas serra, contribuendo così alla riduzione dell'inquinamento atmosferico e del cambiamento climatico. -Alta densità energetica: Il combustibile nucleare ha un'alta densità energetica, il che significa che una piccola quantità di combustibile può produrre grandi quantità di energia. -Affidabilità: Le centrali nucleari possono fornire un flusso costante di elettricità, indipendentemente dalle condizioni meteorologiche o dall'ora del giorno. -Indipendenza energetica: L'energia nucleare può ridurre la dipendenza da combustibili fossili importati, contribuendo alla sicurezza energetica di un paese. Nonostante i vantaggi, l'energia nucleare presenta anche alcune sfide e preoccupazioni, tra cui: -Rifiuti nucleari: La produzione di energia nucleare genera rifiuti radioattivi ad alta pericolosità che devono essere gestiti e smaltiti in modo sicuro per migliaia di anni. -Rischi di incidenti: Gli incidenti nucleari, come quello di Chernobyl nel 1986 e Fukushima nel 2011, hanno evidenziato i rischi associati alle centrali nucleari, inclusi il rilascio di materiali radioattivi nell'ambiente e gli effetti sulla salute umana. -Proliferazione nucleare: La tecnologia nucleare può essere utilizzata per scopi militari, come la produzione di armi nucleari, sollevando preoccupazioni riguardo alla proliferazione nucleare e alla sicurezza internazionale.

Questo confine si riferisce alla disponibilità di acqua dolce per soddisfare le esigenze umane e sostenere gli ecosistemi acquatici. La sovrasfruttamento delle risorse idriche, l'inquinamento dell'acqua e il cambiamento climatico possono influenzare negativamente la disponibilità e la qualità dell'acqua dolce.

Questo confine si riferisce alla diminuzione della diversità biologica sulla Terra, causata dalla distruzione degli habitat naturali, dalla caccia eccessiva, dall'introduzione di specie invasive e da altri fattori antropogenici. La perdita di biodiversità può compromettere la stabilità degli ecosistemi, la resilienza delle comunità e la fornitura di servizi ecosistemici essenziali per l'umanità.

Questo confine riguarda lo strato di ozono nella stratosfera, che protegge la Terra dai dannosi raggi ultravioletti del Sole. L'uso di sostanze chimiche come i clorofluorocarburi (CFC) ha causato il diradamento dello strato di ozono, portando a problemi come il buco dell'ozono. Il controllo delle emissioni di sostanze dannose ha contribuito a ripristinare gradualmente l'integrità dello strato di ozono

Questo confine si riferisce alla concentrazione di gas serra nell'atmosfera, in particolare la concentrazione di biossido di carbonio (CO2). Superare questo limite può portare a cambiamenti climatici catastrofici, come l'aumento delle temperature globali, l'innalzamento del livello del mare e gli eventi meteorologici estremi.

L'energia delle biomasse presenta diversi vantaggi significativi, tra cui: - È una fonte di energia rinnovabile e sostenibile, poiché la biomassa può essere coltivata e raccolta in modo continuo. - Contribuisce alla gestione dei rifiuti organici e alla riduzione della dipendenza dai combustibili fossili. - È relativamente economica e può fornire benefici economici alle comunità agricole e rurali attraverso la vendita di biomassa e la creazione di posti di lavoro locali. Tuttavia, ci sono anche alcuni svantaggi associati all'energia delle biomasse, tra cui: - La combustione della biomassa può produrre emissioni atmosferiche nocive, come particolato, ossidi di azoto e composti organici volatili, se non gestita correttamente. - La produzione di biomassa può competere con la produzione alimentare e causare problemi di sicurezza alimentare, deforestazione e perdita di biodiversità se non gestita in modo sostenibile. - Alcune tecnologie di conversione della biomassa in biocarburanti possono richiedere elevate quantità di energia e acqua, e possono causare impatti ambientali negativi se non utilizzate con attenzione.

- Inquinamento delle acque: Le operazioni minerarie possono contaminare le risorse idriche superficiali e sotterranee con sostanze chimiche tossiche e metalli pesanti, compromettendo la qualità dell'acqua potabile e danneggiando gli ecosistemi acquatici. - Distruzione dell'habitat naturale: L'apertura di miniere può comportare la distruzione di habitat naturali sensibili, inclusi boschi, zone umide e habitat di specie animali e vegetali. - Emissioni di gas serra: L'estrazione e il trasporto delle risorse minerarie possono generare emissioni di gas serra come il biossido di carbonio (CO2), contribuendo al cambiamento climatico.- Erosione del suolo e perdita di biodiversità: Le operazioni minerarie possono causare erosione del suolo, perdita di vegetazione e biodiversità, e alterazione degli equilibri ecologici locali. - Produzione di rifiuti: L'estrazione delle risorse minerarie può generare grandi quantità di scarti e rifiuti, inclusi scorie, fanghi di scarto e relitti minerari, che possono rappresentare una minaccia per l'ambiente e la salute umana se non trattati adeguatamente.

L'energia solare è particolarmente adatta per le comunità remote o non collegate alla rete elettrica nazionale. I sistemi solari off-grid possono alimentare abitazioni, scuole, ospedali e altre strutture in aree remote, riducendo la dipendenza dai combustibili fossili e migliorando l'accesso all'energia in queste comunità. Nonostante i suoi numerosi vantaggi, l'energia solare presenta anche alcuni svantaggi. La produzione di energia solare dipende dalle condizioni meteorologiche e dalle ore di luce solare disponibili, il che può essere una limitazione in alcune regioni o durante certi periodi dell'anno. Inoltre, l'installazione di impianti solari può richiedere investimenti iniziali significativi, anche se i costi dei pannelli solari sono diminuiti notevolmente negli ultimi anni.

Le frazioni di petrolio possono quindi essere sottoposte a trattamenti aggiuntivi per rimuovere impurità come zolfo, azoto e metalli, che possono essere dannosi per l'ambiente e per i motori dei veicoli. Questi processi includono la desolforazione, la denitrificazione e la desalazione. Alla fine del processo di raffinazione, le diverse frazioni di petrolio vengono trasformate in prodotti petroliferi utili come benzina, diesel, cherosene, carburante per aerei, lubrificanti e asfalto. Questi prodotti finiti vengono quindi distribuiti attraverso stazioni di servizio, terminali petroliferi e altri punti di vendita per l'uso da parte dei consumatori finali.

Questo confine si riferisce alla trasformazione dell'uso del suolo a causa dell'espansione agricola, dell'urbanizzazione, della deforestazione e di altre attività umane. Queste modifiche possono portare alla perdita di biodiversità, alla desertificazione, all'erosione del suolo e ad altri impatti negativi sull'ecosistema terrestre.

Durante la combustione del carbone, vengono emessi gas di combustione e particelle inquinanti nell'atmosfera. Le centrali elettriche utilizzano sistemi di controllo delle emissioni, come precipitatori elettrostatici, scrubber e filtri per ridurre le emissioni di inquinanti e rispettare i regolamenti ambientali.

L'energia delle maree presenta diversi vantaggi significativi, tra cui: - È una fonte di energia rinnovabile e sostenibile, poiché il movimento delle maree è causato principalmente dall'interazione gravitazionale tra la Terra, la Luna e il Sole, e non si esaurisce nel tempo. - È prevedibile e affidabile, poiché le maree seguono cicli regolari e possono essere previste con precisione per decenni. - Ha un basso impatto ambientale rispetto ad altre fonti di energia, poiché non produce emissioni di gas serra o inquinanti atmosferici durante l'operazione e non richiede la costruzione di grandi dighe o serbatoi. Tuttavia, ci sono anche alcuni svantaggi associati all'energia delle maree, tra cui: - La disponibilità di siti adatti per impianti mareomotrici è limitata e concentrata in regioni con un'elevata escursione delle maree, come alcune coste nordiche. - La costruzione di impianti mareomotrici può avere impatti sull'ecosistema marino locale, incluso l'alterazione delle correnti marine, la migrazione della fauna marina e l'habitat dei fondali marini. - Le tecnologie per l'energia delle maree sono ancora in fase di sviluppo e possono richiedere investimenti iniziali significativi e risorse tecniche per essere efficienti ed economicamente competitive.

L'energia idrica presenta diversi vantaggi significativi, tra cui: - È una fonte di energia rinnovabile e sostenibile, poiché l'acqua è una risorsa naturale inesauribile. - È una fonte di energia pulita, poiché non produce direttamente emissioni di gas serra o altri inquinanti atmosferici durante l'operazione. - Le centrali idroelettriche possono fornire una produzione costante di energia elettrica, essendo meno soggette alle variazioni climatiche rispetto ad altre fonti rinnovabili come il sole e il vento. Tuttavia, ci sono anche alcuni svantaggi associati all'energia idrica, tra cui: - L'impatto ambientale delle grandi dighe e dei serbatoi può includere la perdita di habitat fluviali, la modifica del regime idrico dei fiumi e l'inondazione di vaste aree terrestri. - La costruzione di dighe può avere impatti sociali, inclusi lo spostamento delle comunità locali e la perdita di terreni agricoli. - Le centrali idroelettriche possono influenzare la migrazione dei pesci e altri organismi acquatici, alterando gli ecosistemi fluviali.

Una volta trattato, il gas naturale può essere utilizzato per produrre energia in diversi modi: - Produzione di elettricità: Il gas naturale può essere bruciato in centrali termoelettriche a ciclo combinato per produrre elettricità. In queste centrali, il gas viene bruciato per riscaldare l'acqua e produrre vapore, che fa girare le turbine elettriche per generare elettricità. - Riscaldamento e raffreddamento: Il gas naturale può essere utilizzato come combustibile per riscaldare edifici e per raffreddare tramite sistemi di condizionamento dell'aria. In questo caso, il gas viene bruciato in fornelli o caldaie per generare calore, che viene distribuito attraverso sistemi di riscaldamento centralizzato o apparecchiature a gas. - Trasporto: Il gas naturale può essere utilizzato come combustibile per veicoli, come autobus, camion e automobili, attraverso l'impiego di motori a gas naturale compresso (CNG) o gas naturale liquefatto (LNG).

Questo confine riguarda il ciclo dell'azoto nell'ambiente, in particolare l'eccesso di azoto nelle acque e nell'atmosfera causato dalle attività agricole e industriali. L'eccesso di azoto può portare alla eutrofizzazione delle acque, alla perdita di biodiversità e ad altri impatti negativi sull'ambiente.

L'energia geotermica presenta diversi vantaggi significativi, tra cui: - È una fonte di energia rinnovabile e sostenibile, poiché il calore proveniente dal nucleo terrestre è virtualmente illimitato. - È una fonte di energia pulita, poiché non produce direttamente emissioni di gas serra o altri inquinanti atmosferici durante l'operazione. - Gli impianti geotermici possono fornire una produzione costante di energia elettrica, poiché il calore della Terra è relativamente costante nel tempo. Tuttavia, ci sono anche alcuni svantaggi associati all'energia geotermica, tra cui: - L'accesso alle sorgenti geotermali può essere limitato a determinate regioni geografiche, dove la temperatura del terreno è sufficientemente alta per consentire l'efficienza dell'impianto. - Gli investimenti iniziali per la costruzione degli impianti geotermici possono essere elevati, soprattutto se si tratta di pozzi profondi o di tecnologie avanzate. - Esistono potenziali rischi ambientali, come il rilascio di gas vulcanici tossici o il deterioramento delle risorse idriche sotterranee, che devono essere gestiti adeguatamente.

Questo confine riguarda la perdita di ghiaccio nelle regioni polari, come il ghiaccio marino nell'Artico e i ghiacciai in Groenlandia e Antartide. La riduzione del guscio di ghiaccio polare può portare a un aumento del livello del mare, a cambiamenti negli schemi meteorologici e a impatti sugli ecosistemi polari e globali.