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Università degli Studi di Perugia Facoltà di Ingegneria Inquinamento globale Corso di Impatto Ambientale Modulo A: Pianificazione Energetica Ing. Giorgio.

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Presentazione sul tema: "Università degli Studi di Perugia Facoltà di Ingegneria Inquinamento globale Corso di Impatto Ambientale Modulo A: Pianificazione Energetica Ing. Giorgio."— Transcript della presentazione:

1 Università degli Studi di Perugia Facoltà di Ingegneria Inquinamento globale Corso di Impatto Ambientale Modulo A: Pianificazione Energetica Ing. Giorgio Baldinelli a.a

2 Inquinamento su scala globale Si definiscono fenomeni di inquinamento su scala globale quelli caratterizzati da conseguenze diffuse su tutto il pianeta, non limitate alle aree geografiche in cui si ha la produzione degli inquinanti (aree urbane e zone industriali). Tipici fenomeni di inquinamento globale: - Piogge acide; - Diminuzione ozono stratosferico; - Effetto serra

3 Le piogge acide Lacidificazione delle precipitazioni atmosferiche è un fenomeno legato allimmissione in atmosfera di crescenti quantitativi di ossidi di azoto e di zolfo, che, come già detto, si presentano principalmente sotto forma di SO 2 e NO. 2 SO 2 + O 2= 2SO 3 (in presenza di elevato irraggiamento solare e bassa umidità) In presenza di acqua si ha la formazione dellacido solforico: SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4

4 NO + ½ O 2 = NO 2 In presenza di acqua, si ha la formazione dellacido nitrico: 3NO 2 + H 2 O = 2HNO 3 + NO Lacido solforico e lacido nitrico formano soluzioni acquose acide, con pH compreso tra 3 e 4, contro un valore di circa 5,6 delle normali precipitazioni ( che sono leggermente acide per la presenza dellacido carbonico H 2 CO 3 ) Possono ricadere anche a distanza di migliaia di Km dal luogo di produzione degli inquinanti

5 Effetti negativi piogge acide Gravi danni alle foreste (indebolimento difese piante nei confronti delle malattie) Penetrazione nei suoli (solubilizzazione Al, asportazione Ca) Acidificazione laghi e fiumi (danneggiamento ecosistemi, scomparsa specie acquatiche) Azione disgregante sui materiali da costruzione (CaCO 3 convertito in CaSO 4, meccanicamente meno resistente)

6 Diminuzione Ozono atmosferico A circa Km dal suolo (stratosfera) la concentrazione di Ozono è di circa 7-8 ppm (maggiore di quella al suolo, pari a circa 50 ppb) Radiazione solare visibile: 0,40-0,75 μm Radiazione ultravioletta: UVA 0,30-0,40 μmraggiungono il suolo UVB0,20-0,30 μmassorbita da O 3 UVC< 0,20 μmassorbita da O 2 e O 3

7 Le radiazioni UVB sono dannose per la pelle (tumori), gli occhi, il sistema immunitario, la vegetazione (riduzione dei processi di fotosintesi), vita degli oceani (fitoplancton) Fine anni 70: gli studi di Molina e Rowlands dimostrano una riduzione della concentrazione dellozono stratosferico anche del 40-50%, specialmente in corrispondenza dellAntartide e lAustralia ( buco dellozono)

8 I principali responsabili sono individuati nei CFC Clorofluorcarburi, che allepoca avevano molte applicazioni ed impieghi: Fluidi refrigeranti in macchine frigorifere a compressione (frigoriferi domestici, condizionatori domestici ed autovetture, refrigerazione industriale) Propellenti bombolette spray Agenti espandenti produzione isolanti Agenti estinguenti impianti antincendio

9 I CFC (composti di sintesi) erano ritenuti innocui in quanto inerti e non tossici per luomo In realtà la loro decomposizione causa la distruzione delle molecole di Ozono Sono inoltre caratterizzati da un elevato tempo di vita media

10 Ciclo naturale Ozono stratosferico Le molecole di Ozono sono continuamente prodotte e distrutte dalla radiazione ultravioletta: O 2 + hν = 2O O + O 2 + M = O 3 + M Con M unaltra molecola (ad esempio N 2 o O 2 ) che assorbe lenergia liberata dalla reazione Lozono viene poi distrutto dalle reazioni: O 3 + h ν = O 2 + O O + O 3 = 2O 2 (situazione in equilibrio dinamico, con assorbimento continuo di radiazione ultravioletta)

11 La decomposizione dei CFC genera radicali liberi di cloro Cl: Cl + O 3 = ClO + O 2 ClO + O = Cl + O 2 Il radicale Cl è poi libero di catalizzare unaltra reazione di distruzione dellOzono Un ruolo analogo a quello del Cloro è svolto dal Bromo Br Protocollo di Montreal 1987: accordo siglato da 24 Paesi per leliminazione delle sostanze dannose per lozono entro date prestabilite CFC: banditi dal 1996; HCFC: graduale riduzione entro 2020

12 Refrigeranti alternativi Di transizione: HCFC Idroclorofluorocarburi (hanno un minore contenuto di Cloro rispetto ai CFC) Definitivi: HFC Idrofluorocarburi (non contengono Cloro) Il parametro caratteristico è lODP (Ozone Depletion Potential)

13 ODP R11 = 1 (grandi impianti industriali) R12 = 1 (frigoriferi domestici) R502 = 0,23 R22 = 0,05 (HCFC) R134A = 0 (HFC, sostituto R12)

14 Legislazione italiana Legge 549/93 (modificata Legge 179/97) emanate a seguito del Protocollo di Montreal, disciplinano la produzione, il consumo, limportazione, lesportazione, la detenzione e la commercializzazione delle sostanza lesive dellOzono stratosferico, nonchè la raccolta, il riciclo, lo smaltimento. Sostanze Tabella A (R11 e R12): non si possono più utilizzare in nuovi impianti dal 1994 e dal 2008 non potranno essere impiegate per la ricarica di impianti esistenti

15 Le sostanze di Tabella B sono invece sottoposte ad un particolare regime di controllo (HCFC) ed il loro impiego dovrà cessare sempre nel 2008.

16 Effetto serra E legato alla presenza in atmosfera di gas quali anidride carbonica, acqua, metano e ossidi di azoto. Sono praticamente trasparenti alla radiazione solare in ingresso allatmosfera e opachi nei confronti della radiazione di maggiore lunghezza donda emessa dalla terra. La presenza di tali gas determina pertanto un assorbimento nellatmosfera della radiazione emessa dalla terra, con conseguente aumento della temperatura atmosferica

17 La temperatura media dellatmosfera terrestre è attualmente pari a 15°C, ma sarebbe -20°C senza la presenza delleffetto serra. Nelle diverse ere la temperatura media della terra ha subito diverse oscillazioni, con variazioni di 6-8 °C rispetto al valore medio (alternanza di ere di glaciazione e di periodi più caldi); correlazione con variazione delle concentrazioni di CO2 e metano

18 Bilancio energetico Terra Sole: temperatura superficiale di circa 6000 K Raggio medio: Km Distanza terra-sole: 1,5 x Km Costante solare: 1370 W/mq Distribuita sulla superficie terrestre: 343 W/mq

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20 Temperatura media del suolo terrestre di equilibrio: 290 K Per la legge di Wien: Λmax,terra = 9,99 μm Λmax,sole = 0,483 μm

21 Capacità di assorbimento dei componenti dellatmosfera

22 Sono detti gas-serra i composti attivi nei confronti della radiazione terrestre per lunghezze donda superiori a 4 μm Lanidride carbonica è il più importante gas serra; la sua introduzione in atmosfera è stimata in 6-8 miliardi di tonnellate allanno : % per processi di combustione la restante parte per i minori assorbimenti dovuti alla deforestazione La concentrazione media della CO2 è passata negli ultimi 300 anni da 280 ppm (era preindustriale) alle attuali 370 ppm

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24 La concentrazione media del metano è passata negli ultimi 300 anni da 750 ppb (era preindustriale) alle attuali 1700 ppb (30% naturali, 20% estrazione trasporto ed impiego combustibili, 50% agricoltura) Tra gli ossidi di azoto è significativo il ruolo di NO Anche i CFC sono potenti gas serra

25 GWP Global Warming Potential È il parametro che descrive il contributo di ciascun gas allaumento delleffetto serra Rappresenta il contributo cumulato alleffetto serra in un prefissato intervallo temporale fornito dallunità di massa di ciascun gas serra È calcolato assumendo come riferimento la CO2

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27 Conseguenze effetto serra La temperatura media terrestre è aumentata di 0,5-0,6 °C nellultimo secolo Gli ultimi decenni sono stati i più caldi del secolo Livello medio dei mari aumentato di cm IPCC (International Panel on Climate Change): scenario al 2100 con aumento della temperatura di 0,9-3,5 °C e aumento del livello dei mari fino a 94 cm

28 Protocollo di Kyoto Adottato a Kyoto il 10 dicembre 1997 dalla terza conferenza delle parti sui cambiamenti climatici Considera sei gas: CO2, CH4, N2O, HFC, PFC, SF6 Limpegno per gli stati membri dellUnione Europea è la riduzione delle emissioni di gas serra nella misura dell8% rispetto ai livelli del 1990, nel periodo tra 2008 e 2012.

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