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Da unidea di Franco Piermartini e Sabrina Scardacciu Con la collaborazione tecnico-scientifica di Antonio Levy.

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2 Da unidea di Franco Piermartini e Sabrina Scardacciu Con la collaborazione tecnico-scientifica di Antonio Levy

3 Attenzione il file è di libera consultazione e diffusione ma non può essere commercializzato nè da esso si può trarre un opera derivata. Per meglio conoscere la filosofia della licenza consultare :

4 Da unidea di Franco Piermartini e Sabrina Scardacciu Con la collaborazione tecnico-scientifica di Antonio Levy

5 Piccoli ambienti dal Big Bang alleffetto serra: per uno sviluppo ecologicamente sostenibile

6 ECOLOGIA Il termine ECOLOGIA deriva dal greco òikos che significa casa e logos che significa discorso. Lecologia è quindi la disciplina che studia le relazioni degli organismi viventi, o gruppi di organismi, con lambiente in cui vivono Il termine ecologia viene esteso anche agli aspetti che riguardano le attività umane, in relazione alle loro conseguenze sullambiente di vita e di lavoro

7 Nella società primitive gli individui, per sopravvivere, avevano bisogno di conoscere in dettaglio lambiente che li circondava, cioè le piante, gli animali e le forze della natura. Dovevano sapere quali erbe erano velenose e quali era possibile mangiare, conoscere il comportamento degli animali, regolare le attività agricole nelle stagioni. Sapevano anche che sporcando un fiume il pesce sarebbe scappato verso acque pulite o sarebbe scomparso e così via … Piccoli ambienti

8 Fino a tempi abbastanza recenti, cioè fino circa 200 anni fa, le attività delluomo hanno potuto modificare le caratteristiche dellambiente in modo marginale oppure, se le modifiche sono risultate importanti, sono avvenute in tempi lunghi oppure hanno interessato zone di modesta ampiezza Piccoli ambienti

9 Negli ultimi decenni le capacità delluomo di influire sullambiente sono molto aumentate per la possibilità di produrre inquinamenti dellaria, dellacqua, del suolo e per la possibilità di utilizzare in gran misura le risorse naturali ed energetiche. Se si vuole che la nostra complessa società sopravviva è necessario conoscere il funzionamento dellambiente ed evitare il suo deterioramento, anche se per questo bisogna consumare meno risorse, cambiare modo di produrre energia, ridurre la produzione di inquinamenti e di rifiuti. Piccoli ambienti

10 Infatti, le leggi della natura non sono cambiate nella loro sostanza, ma sono cambiate nella loro complessità, sia per laumento della popolazione mondiale, sia per laumento delle attività effettuate dalluomo. Piccoli ambienti

11 IMPARIAMO A CONOSCERE LAMBIENTE CHE CI CIRCONDA LA MATERIA LENERGIA

12 ciò che ci circonda è costituito da materia e da energia (in realtà anche la materia, che percepiamo facilmente con i nostri sensi, è una forma particolare di energia) Qualsiasi cosa tocchiamo, usiamo, beviamo è materia, noi stessi siamo costituiti da materia La luce e il calore, invece, sono forme di energia, che ugualmente possiamo percepire con i nostri sensi Un modo semplice per distinguere la materia dallenergia è che la materia è formata da cose che hanno peso. LA MATERIA

13 La materia manifesta diverse proprietà: Chimiche Fisiche Biologiche (per la materia vivente)

14 LA MATERIA Le proprietà fisiche riguardano ad esempio: Gli stati di aggregazione (solido, liquido o gassoso) Il peso La forma La temperatura La durezza

15 LA MATERIA Le proprietà chimiche riguardano ad esempio: La composizione: una sostanza può essere formata da un solo tipo di elemento (come il ferro) o da un composto (come lacqua, che è costituita da due elementi: lidrogeno e lossigeno) La solubilità: può sciogliersi in acqua, (come il sale) o non sciogliersi (come un sasso)

16 LA MATERIA Altre proprietà chimiche riguardano: La conducibilità elettrica: i metalli trasmettono corrente elettrica, altre sostanze, come ad esempio il vetro, no Le reazioni tra sostanze: (il ferro con lossigeno si arrugginisce e diventa ossido di ferro; ossigeno, zolfo e calcio formano il gesso)

17 LA MATERIA Le proprietà biologiche della materia vivente (o organica) riguardano ad esempio: La respirazione La nutrizione La riproduzione La decomposizione

18 LA MATERIA Guardando la materia con strumenti speciali chiamati microscopi, per vederla a dimensioni sempre più piccole, scopriamo che la materia è formata da PARTICELLE (che significa piccole parti).

19 LE PARTICELLE Le particelle sono i mattoni che formano tutta MATERIA. Le più piccole porzioni di materia, in cui sono mantenute le caratteristiche chimiche, si chiamano MOLECOLE costituite da uno o più elementi e diverse sostanze Le più piccole porzioni di materia vivente in cui sono mantenute le caratteristiche biologiche si chiamano CELLULE, a loro volta composte di moltissime molecole di diverse sostanze

20 LE PARTICELLE Tutti gli elementi (come lossigeno, il ferro o il mercurio) sono formati da atomi; di tutti gli elementi (in natura ne esistono 92) hanno dimensione e peso diversi ma una struttura simile. A formare latomo partecipano tre tipi di particelle: protoni, neutroni ed elettroni Il numero dei protoni è sempre uguale a quello degli elettroni; gli elementi sono formati da protoni in numero progressivo crescente (1 per lidrogeno, 2 per lelio, … 8 per lossigeno e così via fino a 92) e neutroni anche loro in numero via via crescente, generalmente maggiore di quello dei protoni

21 LE PARTICELLE Struttura dellatomo: Un nucleo centrale molto più piccolo delle dimensioni dellatomo, formato dai protoni, con carica elettrica positiva, dai neutroni, elettricamente scarichi e di peso pochissimo superiore a quello del protone Una nuvola che circonda il nucleo, formata da elettroni, con carica elettrica negativa, uguale per intensità a quella dei protoni ma di segno opposto e peso 2000 volte inferiore a quello del protone

22 La struttura dell'atomo

23 La struttura dell'atomo Per esempio: Latomo di Idrogeno (che ha per simbolo H) è il più semplice degli elementi chimici ed è il componente principale dell'Universo. Il suo nucleo ha un solo protone e un solo elettrone, nessun neutrone; il suo peso è considerato di valore 1, cioè come lunità di misura per il peso di tutti gli atomi o le molecole Latomo di Ossigeno (simbolo O) ha 8 protoni e 8 elettroni e circa 8 neutroni, quindi pesa circa 16 volte più dellidrogeno (8 + 8) Latomo di Ferro (simbolo Fe) ha 26 protoni e 26 elettroni e circa 30 neutroni, quindi pesa circa 56 volte più dellidrogeno ( ) Latomo di Oro (simbolo Au) ha 79 protoni e altrettanti elettroni, con circa 118 neutroni e pesa circa 192 volte più dellidrogeno (79+118)

24 La struttura dell'atomo Due o più atomi uguali o diversi, se vicini, possono mettere in comune qualche elettrone e legarsi insieme formando la molecola di un composto (un raggruppamento stabile di atomi legati luno allaltro): questo processo è un tipo di REAZIONE CHIMICA. Ad esempio: la molecola dellidrogeno è formata da due atomi di idrogeno: H 2 e pesa 2 volte latomo di idrogeno un atomo di OSSIGENO e due atomi di IDROGENO formano una molecola di ACQUA (H 2 O) che pesa 18 volte latomo di idrogeno

25 Fonte internt La struttura della materia modelli di molecole complesse Fonte internt

26 Fonte internt La struttura della materia Fonte internt La molecola dellacqua somiglia molto a Topolino

27 Quindi, per riassumere: Particelle: NEUTRONI e PROTONI formano il NUCLEO dellATOMO e gli ELETTRONI vi ruotano intorno. Atomi: a seconda del numero di protoni ed elettroni che possiede assume le caratteristiche chimiche e fisiche tali da considerarsi ELEMENTO chimico (idrogeno, ossigeno, ferro, oro, palladio, zirconio, iodio ecc. fino a 92 elementi naturali). Latomo è la più piccola frazione di ELEMENTO Molecole:laggregazione di più atomi dà origine a una molecola, che è la più piccola parte di una sostanza o composto e ne conserva tutte le caratteristiche chimiche (per alcuni elementi basta un solo atomo per costituire la molecola dellelemento mantenendone le proprietà chimiche) La struttura della materia

28 Una quantità di molecole dello stesso tipo, aventi caratteristiche specifiche, costituiscono un composto. LAcqua H 2 O è una molecola composta da 2 atomi di idrogeno e 1 atomo di ossigeno, con le caratteristiche che tutti conosciamo: è liquida a temperatura ambiente, bolle a 100 gradi centigradi ed evapora in forma di gas Ghiaccia a 0 gradi centigradi e solidifica in forma di ghiaccio In un bicchiere di acqua ci sono alcuni miliardi di miliardi di miliardi di molecole. La struttura della materia

29 Dentro la materia Al suo interno la materia è formata da particelle. Se la sostanza è in forma di gas, le molecole si muovono continuamente; anche se non possiamo vederlo a occhio nudo, in un certo volume di gas miliardi di miliardi di particelle fanno come le automobili in un autoscontro: si urtano e si agitano in continuazione a una velocità tanto maggiore quanto più alta è la temperatura. Quante sono? 180 grammi di vapore dacqua a 100 gradi centigradi occupano circa 300 litri e contengono 1 miliardo di miliardi di miliardi (1 seguito da 27 zeri) di molecole.

30 La struttura della materia Se, invece di essere un gas, la materia che osserviamo fosse un pezzo di ferro, gli atomi sarebbero disposti ordinatamente come ai vertici di tanti minuscoli cubetti, con gli elettroni liberi di muoversi sulla superficie del metallo. In questo caso gli atomi non si muoverebbero di molto ma avrebbero comunque un moto di vibrazione tanto più intenso quanto più alta è la temperatura. Per temperature molto alte il ferro fonderebbe perché i movimenti degli atomi sarebbero tanto forti da farli scivolare gli uni sugli altri come in un liquido denso.

31 La struttura della materia Come è possibile che ci sia tanta agitazione dentro la materia? A causa di unaltra cosa che stiamo per conoscere: lenergia.

32 LENERGIA LEnergia è una grandezza fisica capace di produrre lavoro. Le forme di energia sono di diversa specie: chimica, elettrica, meccanica, termica, nucleare. E molto difficile spiegare semplicemente cosa sia lenergia ma possiamo prendere a esempio la capacità di giocare una intera partita di pallone: se ci riuscite per 45 minuti di seguito, significa che avete molta energia.

33 Ma chi vi fornisce questa energia, questa forza, di correre per 45 minuti? Lenergia viene fornita ai vostri muscoli dalle sostanze che avete mangiato che forniscono una specie di carburante che, bruciando a bassa temperatura nel sangue, fa muovere i muscoli. Questa è energia chimica, la trasformazione di una sostanza in calore. LENERGIA

34 Fonte internt LENERGIA

35 LENERGIA

36 E lenergia che provoca lagitazione delle molecole nella materia. Lenergia è importante da ricordare, perché tutte le forme di energia possono trasformarsi in calore. LENERGIA

37 Lesempio naturale più grande di fonte di energia che si produce calore è il SOLE. Lì si formano reazioni nucleari che sprigionano una quantità immensa di energia che arriva sulla Terra sotto forma di LUCE (la forma di energia più pregiata) che, sulla Terra, si trasforma in calore. LENERGIA

38 Fonte internt Il Sole

39 Protoni e neutroni al centro di un atomo sono legati da una forma di energia, gli elettroni orbitano intorno al nucleo di un atomo grazie a una forma di energia, atomi che interagiscono fra loro dando origine a molecole, o molecole che si dividono o si aggregano con altre, liberano o assorbono energia LENERGIA

40 La legna bruciando, produce una fiamma perché il carbonio contenuto nel legno si OSSIDA, cioè si lega con lossigeno liberando energia: latomo di Carbonio C si lega con lOssigeno O formando lanidride carbonica C0 liberando energia. La legna bruciando, produce una fiamma perché il carbonio contenuto nel legno si OSSIDA, cioè si lega con lossigeno liberando energia: latomo di Carbonio C si lega con lOssigeno O formando lanidride carbonica C0 2 liberando energia. Il ghiaccio, assorbendo lenergia prodotta dal fuoco, si scioglie Lacqua, assorbendo lenergia del fuoco, si riscalda fino a bollire: particelle di acqua liquida si trasformano in vapore e escono dalla pentola formando le bolle (bollore) LENERGIA

41 LA TERRA La storia della Terra, come la storia dellUniverso, comincia con lEnergia. La Terra è vecchia di 4,6 miliardi di anni CONOSCIAMO LA TERRA

42 Circa 20 miliardi di anni fa luniverso come noi lo conosciamo non esisteva. Per ragioni che non si conoscono, si dice che ci fu una grandissima esplosione (il BIG BANG) che dal NULLA produsse una enorme quantità di energia che prima era in forma di radiazione, poi di particelle, poi di materia che continua a espandersi. Per altri milioni di anni luniverso fu riempito di questa materia; con il passare del tempo le particelle e la polvere hanno iniziato ad avvicinarsi fino a dar vita alle galassie, alle stelle come il SOLE, ai pianeti come il nostro che chiamiamo TERRA. LA TERRA

43 Immaginiamo che fosse tutto buio e non ci fosse quasi nulla se non particelle di gas, polvere, ecc. LA TERRA

44 Cosmos – national cosmology supercomputer In poche parole tutte le particelle originate dal Big Bang hanno cominciato a sbattere fra loro ed alcune si sono unite emettendo calore e sono nate le stelle e le galassie LA TERRA

45 Le stelle continuano a formarsi e, quando una grande stella diventa vecchia, esplode distribuendo in uno spazio enorme la materia di cui è formata e liberando tanta energia. Lenergia e la materia stellare, spesso viene riciclata per produrre altre stelle Il sole, e con lui tutti i pianeti, i satelliti e le asteroidi che lo circondano, infatti sono nate dalla materia espulsa da una precedente stella, esplosa in questa zona della nostra galassia. LA TERRA

46 Cosmos – national cosmology supercomputer LA TERRA

47 La Terra è molto vecchia, è nata circa 4 miliardi e mezzo di anni fa aggregando attorno a se la polvere interstellare troppo lontana dal Sole per caderci dentro. Allinizio era una palla di materia incandescente, costituita da roccia e metalli fusi, sulla quale cadevano continuamente meteoriti e asteroidi anche di grandissime dimensioni. Lentamente perdette il calore, irradiandolo nello spazio, e si formò la crosta terrestre solida mentre al suo interno restò (e cè ancora) il materia fuso. Molti dei gas prodotti nella fase iniziale restarono attorno alla Terra, attratti dalla forza di gravità, altri gas continuarono a uscire dallinterno della Terra attraverso i vulcani. LA TERRA

48 Luna anchessa infuocata La terra inizia a solidificarsi LEVOLUZIONE DELLA TERRA Foto tratta da Il Mondo in cui viviamo Epoca 1956 ca.

49 Levoluzione della terra da globo incandescente a oggi Foto tratta da Il Mondo in cui viviamo Epoca 1956 ca. LEVOLUZIONE DELLA TERRA

50 Nella atmosfera primitiva vi era una grande quantità di vapore dacqua prodotta dalle emissioni dei vulcani; con il raffreddamento della crosta terrestre cominciò a piovere e lacqua formò, progressivamente, mari e oceani che prima contribuirono a raffreddare più rapidamente la crosta, poi si arricchirono di sali disciolti dalle rocce terrestri Latmosfera di quei tempi conteneva molti gas, diversi da quelli attuali e del tutto inospitali per la vita come noi la conosciamo: ammoniaca, gas solforosi, ossido di carbonio, acido cianidrico (molto velenoso), metano. LEVOLUZIONE DELLA TERRA

51 Durante questo lungo processo in cui le acque si arricchivano di sali diversi, si sono formati composti chimici sempre più complessi, chiamati aminoacidi, aggregando elementi e molecole a base di carbonio, acqua, azoto (.…) Alcuni sostengono che gli aminoacidi siano presenti nello spazio e possano essere arrivati sulla Terra attraverso le comete. LEVOLUZIONE DELLA TERRA

52 LA VITA A favorire laggregazione delle molecole per formare gli aminoacidi, e con gli aminoacidi a formare le proteine (i veri mattoni della vita, perché i componenti principali delle cellule) cera anche lenergia, potentissima, dei fulmini. Nasceva LA VITA !

53 Queste molecole si sono unite ad altre e ad altre ancora fino a formare una cellula in grado di riprodursi. Questi primi organismi erano i BATTERI e le ALGHE AZZURRE, i primi veri abitatori del nostro pianeta. Queste cellule sono diverse da quelle delle piante e degli animali, perché non hanno nucleo e si chiamano procarioti LA VITA

54 La comparsa delle prime cellule, batteri, alghe … forse 3,5 miliardi di anni fa LA VITA Foto tratta da Il Mondo in cui viviamo Epoca 1956 ca.

55 Con il passare di decine di milioni di anni le cellule procariote iniziarono ad aggregarsi per reciproco aiuto (simbiosi) formando un nuovo tipo di cellula chiamata eucariota Le cellule eucariote iniziarono a organizzarsi formando organismi formati da più cellule differenti, che svolgevano funzioni diverse (respirazione, movimento, riproduzione). Queste cellule più complesse sono alla base del regno vegetale e del regno animale. LA VITA

56 Siamo arrivati a circa 2,5 miliardi di anni fa: tra le cellule eucariote si formano le prime alghe capaci di respirare, che assorbono lanidride carbonica (CO2) sciolta nellacqua in cui vivono, trattengono il carbonio (C) e espellono in atmosfera lossigeno (O2); questa respirazione si chiama fotosintesi e ha bisogno dellenergia del sole.

57 a poco a poco la composizione dellatmosfera cambia fino a diventare circa come quella attuale (ci vogliono circa 2 miliardi di anni). Circa 400 milioni di anni fa compaiono le prime piante terrestri.

58 Piccole modificazioni stanno però avvenendo, prevalentemente a causa delle attività delluomo (come vedremo tra poco).

59 Latmosfera sostanzialmente è rimasta invariata da circa anni I cicli della vita animale, vegetale e batterica, apparentemente indipendenti luno dallaltro, coinvolgono i principali gas contenuti nella atmosfera (Ciclo del Carbonio, Ciclo dellAzoto, Ciclo dellOssigeno); ciò nonostante la composizione dellaria è molto stabile e costante

60 A rendere così stabile la composizione dellaria partecipano processi chimici e biologici molto complessi (omeostasi), con le piante, le alghe e i batteri Gli esseri viventi con tutto lambiente che li circonda formano la BIOSFERA

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62 Tra tutti gli esseri viventi che abitano la Biosfera, quelli che possiamo osservare senza microscopio sono le piante e gli animali Prima comparvero le piante, perché sono capaci di produrre da sole il proprio cibo (autotrofe) e abitarono da sole il pianeta per milioni di anni LE PIANTE E GLI ANIMALI

63 Successivamente comparvero le prime specie animali che si cibavano di piante perché, non essendo capaci di prepararsi da soli il nutrimento, gli animali devono procurarselo esternamente (eterotrofi) Poi comparvero anche i carnivori, che si cibano degli erbivori LE PIANTE E GLI ANIMALI

64 Foto tratta da Il Mondo in cui viviamo Epoca 1956 ca. LE PIANTE E GLI ANIMALI Le prime forme di vita comparse nel mare (a partire da 3 miliardi di anni fa) divennero progressivamente in grado di respirare (a partire da 2,4 miliardi di anni fa) e successivamente si formarono i primi organismi costituiti da molte cellule differenziate

65 Foto tratta da Il Mondo in cui viviamo Epoca 1956 ca. LE PIANTE E GLI ANIMALI Le prime piante terrestri (400 milioni di anni fa); I primi animali ancora abitano solo nel mare (a partire da 650 milioni di anni fa)

66 Foto tratta da Il Mondo in cui viviamo Epoca 1956 ca. LE PIANTE E GLI ANIMALI I mari sono popolati da grandi rettili (dinosauri) e pesci

67 Foto tratta da Il Mondo in cui viviamo Epoca 1956 ca. LE PIANTE E GLI ANIMALI I dinosauri dominano il mondo (fino a 65 milioni di anni fa, quando un grande cataclisma ne causò lestinzione)

68 Foto tratta da Il Mondo in cui viviamo Epoca 1956 ca. LE PIANTE E GLI ANIMALI Con lestinzione dei dinosauri, il dominio del mondo passa ai mammiferi (fino ad ora)

69 Tutti gli esseri viventi, apparsi nel pianeta 3,5 miliardi di anni fa nelle sue specie più semplici, anziché riprodursi sempre uguali hanno modificato, con il lento passare del tempo, le proprie caratteristiche trasformandosi progressivamente in organismi sempre più complessi, producendo specie nuove. Questo è accaduto per le piante come per gli animali, questo accade ancora tutti i giorni con i batteri. LEVOLUZIONE NELLA VITA

70 Le piante e la maggior parte degli animali si riproducono in modo simile: producono un seme che depositano da qualche parte, dal seme nasce un nuovo essere; per gli animali il seme si chiama uovo LEVOLUZIONE NEI MAMMIFERI

71 Circa 100 milioni di anni fa cominciarono a comparire animali in cui luovo non veniva più depositato; il nuovo essere si sviluppava dentro la pancia della madre, nascendo quando i suoi organi si erano completati e la sua dimensione diventava troppo grande per poter restare ancora nella pancia della madre. In questo modo la madre poteva nutrire i piccoli con il proprio latte e curarne la crescita. LEVOLUZIONE NEI MAMMIFERI

72 Circa 2 Milioni di anni fa, tra i diversi animali classificati come mammiferi esistevano già da tempo molti tipi di scimmie. LEVOLUZIONE VERSO LA SPECIE UMANA

73 Tra questi, alcuni tipi cominciarono a mostrare caratteristiche diverse nel corpo e nel comportamento: riuscivano a toccare tutte le dita con la punta del pollice, cominciavano a camminare sulle sole zampe posteriori, usavano utensili per le loro necessità e soprattutto insegnavano ai propri piccoli ad usarli LEVOLUZIONE VERSO LA SPECIE UMANA

74 Nel giro di alcune centinaia di migliaia di anni la differenza tra queste e le altre scimmie aumentò sempre di più LEVOLUZIONE VERSO LA SPECIE UMANA

75 LEVOLUZIONE NELLA SPECIE UMANA

76 Quei tipi di scimmie si trasformarono in OMINIDI e insieme ad altre specie simili continuarono a camminare e a correre su due piedi (stazione eretta) e a usare la mano con il pollice che si contrappone alle altre quattro dita (pollice opponibile). Queste due caratteristiche furono molto importanti per lo sviluppo di queste scimmie fino a farle evolvere verso la specie umana LEVOLUZIONE VERSO LA SPECIE UMANA

77 Il pollice opponibile ha dato un grande vantaggio rispetto agli altri animali: poteva manipolare le cose, poteva raccogliere gli oggetti e lavorarli, sbattendo contro un ramo una pietra appuntita poteva fare la punta al ramo e sempre con la mano poteva infilare quel ramo appuntito nelle carni di un altro animale. La stazione eretta probabilmente ha favorito la modifica della forma della gola, permettendo una migliore modulazione dei suoni e quindi la parola. LEVOLUZIONE VERSO LA SPECIE UMANA

78 Lominide si trasformò in uomo, coltivò la terra, cacciò e allevò agli animali, fece tante guerre con altri uomini per conquistare le terre di altri e, a forza di guerre, iniziò a popolare tutto il mondo, dai posti più freddi a quelli più caldi, in montagna e al mare. Oltre a queste cose, non tutte belle né buone, luomo imparò anche a fare una cosa molto bella e importante: pensare e avere amore per la conoscenza. Già nei tempi antichi vissero uomini di grande ingegno che si posero molte domande, alle quali cercarono di dare le risposte. Erano i filosofi. L UOMO

79 Fin dallantichità i Filosofi tentarono di stabilire quali fossero i principali elementi che compongono luniverso e questi elementi furono individuati: I QUATTRO ELEMENTI FONDAMENTALI.

80 l'acqua, l'aria, il fuoco, la terra.

81 I QUATTRO ELEMENTI FONDAMENTALI. Ciascun filosofo antico dava ad uno di questi una importanza preminente sugli altri. Ai nostri tempi si può affermare che esiste una relazione così stretta fra luno e gli altri che non si può dire quale sia il predominante.

82 I QUATTRO ELEMENTI FONDAMENTALI. Noi sappiamo che senza lacqua gli organismi viventi non esiterebbero, ma se non si conosce il ciclo delle acque non si capisce che laria e la terra sono importantissimi per avere da una parte lacqua salata del mare e dallaltra lacqua dolce e bevibile che troviamo in montagna.

83 I QUATTRO ELEMENTI FONDAMENTALI. Così come lENERGIA del fuoco (il calore) del SOLE, dei FULMINI, hanno una grande importanza per mantenere un equilibrio nella vegetazione e altrettanta importanza nel funzionamento della terra nel suo complesso.

84 Tratto Tratto IL CICLO DELLE ACQUE

85 LACQUA Secondo gli scienziati, la prima forma di vita sul nostro pianeta si è sviluppata nellacqua milioni di anni fa poi levoluzione ha portato a crescere alcune forme di vita che hanno cercato di adattarsi al terreno e/o a volare in aria. LACQUA

86 LACQUA Una cosa però è assolutamente certa: *un essere vivente è composto da una altissima percentuale di acqua e quindi in un ambiente dove non cè acqua nessun essere vivente può sopravvivere. Quindi si può affermare che SOLO SE CE ACQUA CE VITA. Non è ancora stata scoperta nessuna forma di vita, vegetale e/o animale che possa fare completamente a meno dellacqua LACQUA

87 LACQUA Lacqua ha moltissime qualità: Al mare lacqua è SALATA, infatti lacqua ha la capacità di sciogliere molti composti (sali). Il sale che usiamo per cucinare (cloruro di sodio) si scioglie nellacqua e questacqua saporita da il gusto a ciò che mangiamo Nei fiumi, nei laghi e nelle sorgenti lacqua si dice dolce perché contiene, disciolti al suo interno, pochissimi sali e quando la beviamo, sentiamo che non ha sapore né odore. LACQUA

88 LACQUA È necessario molto calore per far aumentare la temperatura dellacqua e molto calore viene ceduto quando lacqua si raffredda: per questo i mari sono un grande serbatoio di calore che regola il clima della Terra. Lacqua, come tutte le sostanze liquide, evapora, bolle, condensa, solidifica. Se lasciamo un piattino con un po dacqua per far bere gli uccellini, dopo qualche giorno lacqua non cè più. Una parte è stata bevuta dagli uccellini ma una parte è evaporata, cioè si è trasformata in un gas più leggero dellaria (per questo le nuvole galleggiano) LACQUA

89 LACQUA Questo passaggio da liquido a VAPORE si chiama appunto EVAPORAZIONE; potete vederla meglio quando mettete a riscaldare una pentola di acqua sul fuoco, dopo un po sopra la pentola vediamo salire una nuvoletta di vapore: sono tante molecole che riescono a sfuggire dalla superficie dellacqua perché hanno una sufficiente energia, ottenuta dal calore. Mentre la temperatura dellacqua liquida non può mai superare i 100 gradi centigradi, quella del vapore può crescere moltissimo. LACQUA

90 LACQUA Se aspettiamo ancora un po di tempo, sul fondo della pentola si formano le bollicine di vapore, sempre più grandi, che raggiungono la superficie e si rompono producendo gli schizzi. Questa è lEBOLLIZIONE LACQUA

91 LACQUA Quindi levaporazione si ha quando il liquido passa allo stato di gas solo sulla superficie, mentre lebollizione si ha quando le molecole di acqua passano allo stato di gas formandosi allinterno del liquido stesso. Levaporazione e lebollizione si ottengono solo attraverso il CALORE LACQUA

92 LACQUA Lacqua, come tutti i liquidi, diventa solida sottraendole calore. Fornendo il calore le molecole di acqua tendono a fuggire dal liquido; togliendo calore le molecole tendono a restare ferme le une vicino alle altre, come in un corpo solido. Quindi il calore, che è una forma di energia, si trasferisce alle molecole di acqua facendole muovere tanto più velocemente quanto maggiore è il calore fornito; se si muovono a sufficiente velocità riescono a sfuggire dalla superficie dellacqua. Naturalmente questo non accade solamente allacqua ma ad ogni altra sostanza. LACQUA

93 Quando il vapore perde calore, le molecole si muovono sempre meno velocemente e tendono a aggregarsi assieme (condensazione), perché si attraggono tra di loro, fino a formare piccole bollicine (sono quelle che appannano lo specchio del bagno quando facciamo la doccia). Lo stesso avviene nellatmosfera; quando le bollicine diventano sufficientemente grandi ….. piove! Se la temperatura è molto bassa,…nevica! Se una corrente daria molto fredda incontra violentemente una nuvola carica di vapore, questo congela rapidamente e …. grandina! LACQUA in ATMOSFERA

94 21% 21% 78% 78% 0.1% 0.1% 0.9% 0.9% LARIA

95 LARIA Ogni volta che respiriamo immettiamo questa miscela di gas nei polmoni, dove siamo in grado di assorbire molte molecole di ossigeno che servono al nostro corpo per vivere; quando espiriamo fuori laria, la miscela ha molte molecole di ossigeno in meno sostituite da molecole di anidride carbonica (CO 2 ).

96 Mentre noi, come tutti gli animali, tratteniamo lossigeno e scartiamo lanidride carbonica, i vegetali trattengono lanidride carbonica e scartano lossigeno. Infatti con lenergia del sole, lanidride carbonica e lacqua, nelle piante, attraverso la clorofilla, formano carboidrati e altre sostanze utili alla loro alimentazione, e la cellulosa per la crescita del legno, con lossigeno in avanzo. LARIA

97 Oltre a permettere la vita con la respirazione, laria svolge una importante funzione di schermo alla radiazione ultravioletta e alle particelle ionizzanti che vengono dal sole, e che sono molto pericolose per gli esseri viventi. Infatti i raggi ultravioletti e le particelle con la loro energia danneggerebbero le cellule degli organismi arrivando fino a modificarne la struttura degli atomi. Il gas che nella stratosfera blocca i raggi ultravioletti è lOzono. Se diminuisse lOzono nella stratosfera i raggi ultravioletti potrebbero raggiungere la terra in quantità tale da essere pericolosi per la vita. LARIA

98 LOzono è una molecola particolare di Ossigeno, con tre atomi rispetto a quella normale che ne ha due. E proprio lOssigeno che, assorbendo lenergia dei raggi ultravioletti di provenienza solare, dannosi per la vita, lega tra loro tre atomi e si trasforma in Ozono. LARIA

99 Inoltre la radiazione solare che attraversa latmosfera non viene assorbita dallaria e arriva praticamente indisturbata fino al suolo, riscaldandolo. Il suolo riscaldato emette a sua volta un tipo di radiazione termica, verso lalto, che viene assorbita da alcuni gas presenti nellatmosfera Il calore assorbito riscalda laria a temperature adatte alla nostra vita. LARIA

100 Quindi laria svolge un ruolo di filtro e di regolazione della temperatura! Accade in atmosfera lo stesso fenomeno che riscalda le serre: la luce del sole entra indisturbata e si trasforma in calore, che però non esce altrettanto facilmente, riscaldando laria nella serra. Per questo motivo questo fenomeno viene chiamato effetto serra. Di questo effetto si parlerà di nuovo più avanti. LARIA

101 I raggi solari visibili dal nostro occhio sembrano bianchi, ma sono composti da diversi colori sovrapposti, quelli dellarcobaleno. I gas e le polveri sottili contenuti nellatmosfera diffondono in maniera diversa le componenti colorate dei raggi solari: di giorno i raggi arrivano dallalto e i colori vicini al blu vengono deviati poco e il cielo appare blu, di sera o al mattino presto, i raggi arrivano invece molto obliqui e i colori vicini al rosso, che vengono deviati di più fanno apparire rosso il cielo. LARIA

102 TRATTO DA PERCHE IL CIELO E AZZURRO? PERCHE IL CIELO E AZZURRO? Quando non è oscurato dalle nubi, il cielo ci appare di un colore azzurro. Ciò è dovuto al fenomeno della diffusione della luce solare. Nell'atmosfera, infatti, sono presenti molecole di gas, pulviscolo e minuscole particelle che assorbono o diffondono le radiazioni di luce. atmosfera LARIA

103 TRATTO DA Al tramonto e all'alba, invece, la luce solare giunge con una maggiore inclinazione: in questo caso arrivano radiazioni con una lunghezza d'onda maggiore, cioè quelle rosse e arancione. In sostanza si tratta di un effetto ottico. Sulla Luna non c'è atmosfera e, pertanto, il cielo ci appare scuro, senza alcuna particolare colorazione. Sugli altri pianeti l'atmosfera è molto diversa e il cielo si mostra con colori diversi. Al tramonto e all'alba, invece, la luce solare giunge con una maggiore inclinazione: in questo caso arrivano radiazioni con una lunghezza d'onda maggiore, cioè quelle rosse e arancione. In sostanza si tratta di un effetto ottico. Sulla Luna non c'è atmosfera e, pertanto, il cielo ci appare scuro, senza alcuna particolare colorazione. Sugli altri pianeti l'atmosfera è molto diversa e il cielo si mostra con colori diversi. LARIA

104 Il movimento dellaria provoca il vento. Esso viene generato dalle differenze di temperatura che si verificano sulla superficie della terra per una disuguale distribuzione dellenergia termica in arrivo dal Sole (a causa delle terre e dei mari). Con il vento si trasporta il vapore dacqua e si modifica la temperatura dellaria; questo forma le nuvole, produce la pioggia o il bel tempo. Senza latmosfera non esisterebbero le stagioni né le variazioni meteorologiche; si avrebbe un gran caldo durante il giorno e un gran freddo durante la notte, proprio come sulla Luna, su Mercurio o su Marte. LARIA

105 LENERGIA Laltro elemento fondamentale di cui parlavano i filosofi è il fuoco … ora possiamo chiamarlo energia. Tutti hanno unidea dellenergia, ma a pensarci bene, non si sa davvero cosa sia. È proprio come il tempo: una nostra vecchia conoscenza di cui però non comprendiamo la natura profonda! Una cosa però labbiamo capita: lenergia è alla base di ogni trasformazione e quindi è essenziale alla vita. E anche alle comodità di cui non riusciamo più a fare a meno!

106 LA TERRA INFINE, LA TERRA La terra è un composto molto vario. ci sono rocce, metalli, cristalli, sali, composti chimici complessi, uninfinità di batteri, funghi, spore, semi, particelle di legno, ecc … Attraverso il tempo e lazione dellacqua, del vento, del ghiaccio, del sole, si modifica, si arricchisce di materia organica dando origine alla vita fino alle foreste tropicali, o si impoverisce fino a diventare deserto.

107 LA TERRA La terra è laltro elemento fondamentale perché è solo sulla terra che le piante mettono le loro radici e crescono. E dalle piante gli animali traggono il loro cibo e possono quindi vivere e riprodursi Quindi la terra è, con lenergia, laria e lacqua, alla base dellalimentazione e della vita sulla Terra.

108 Alla base della alimentazione cè la CLOROFILLA: una sostanza straordinaria. Cosa ha di straordinario la clorofilla? La clorofilla è capace, unica al mondo di fotosintesi. Il ciclo della vita

109 Ha la proprietà di trasformare in energia chimica lenergia luminosa del sole, è capace di rompere le molecole e, semplicemente, da n molecole dacqua (H 2 O) e n di anidride carbonica (CO 2 ) forma una molecola complessa di carboidrati (una catena di n aggregati di carbonio e acqua: nCH 2 O) e fissa il carbonio per costruire il legno o le fibre di cui è formata la pianta, liberando ossigeno. (n indica un numero non definito, ma uguale o superiore a 6) Il ciclo della vita

110 Lunica sostanza al mondo capace di creare carboidrati partendo da acqua e anidride carbonica è la clorofilla e … – –I carboidrati sono il combustibile e il materiale di costruzione per tutti gli esseri viventi, gli animali e, … quindi, anche luomo. Il ciclo della vita

111 Gli animali e gli uomini NON SONO CAPACI di produrre questo alimento e, per procurarselo, debbono mangiare i vegetali che sono in grado di fabbricarlo. Il ciclo della vita

112 LA CATENA ALIMENTARE La vita inizia dalla funzione delle piante: questi organismi vegetali assorbono (con le radici dal terreno e con le foglie dallaria) lacqua, lanidride carbonica, i sali minerali, e con la luce del sole e la clorofilla (fotosintesi clorofilliana) producono carboidrati ed emettono ossigeno nellaria. Inoltre le piante fanno la sintesi dei grassi e delle proteine, attraverso altri meccanismi

113 LA CATENA ALIMENTARE Gli animali erbivori mangiano le piante (che contengono carboidrati, grassi e proteine) e riescono a digerire la cellulosa Quelli carnivori mangiano gli erbivori Insetti, vermi e batteri si cibano della materia vegetale morta, degli escrementi e dei cadaveri degli animali morti Qualunque sia la materia organica disponibile, esiste qualche essere vivente che la usa come alimento

114 LA CATENA ALIMENTARE

115 1.I sali minerali del terreno sono trasformati dalla pianta con laiuto dellenergia solare 2.Il frutto viene mangiato dal coniglio 3.La volpe mangia il coniglio 4.Laquila mangia la volpe 5.Quando laquila morirà cadrà a terra 6.Gli insetti, i lombrichi, i batteri trasformeranno la carcassa dellaquila in sali minerali

116 LA CATENA ALIMENTARE

117 In natura non esistono rifiuti inutilizzati, OGNI SCARTO DI QUALCUNO SERVE E VIENE MANGIATO DA QUALCUNALTRO.

118 LA CATENA ALIMENTARE Questo concetto è importantissimo! IN NATURA TUTTO SERVE A QUALCOSA O A QUALCUNO. TUTTO VIENE RICICLATO (IL CERCHIO VIENE CHIUSO)

119 nascono, si nutrono, crescono, si riproducono, ed infine muoiono, SONO DOTATI DI ORGANI Respiratori Riproduttivi Radici Fusto Foglie GLI ORGANISMI VIVENTI ECOLOGIA GENERALE

120 elemento non vivente Sassi Acqua Metalli Sono composti da sostanza inorganica ECOLOGIA GENERALE organismi viventi Batteri Piante Animali Sono composti da sostanza organica

121 LECOSISTEMA è linsieme delle relazioni che si instaurano fra gli esseri viventi tra loro e con il luogo in cui essi vivono. ECOSISTEMA

122 Consideriamo uno stagno: esso è costituito da piante, animali di varie forme e dimensioni; il moscerino, la larva, le canne della vegetazione palustre, le piccole piante, le altre specie acquatiche infisse sul fondo come le ninfee, le microscopiche Alghe planctoniche, i Batteri, i piccoli Crostacei, le uova degli Anfibi (le rane e i ranocchi), i girini, i Pesci, le Libellule, gli uccelli, sono alcuni elementi che partecipano alla vita dello stagno, che è un ecosistema. ECOSISTEMA

123 Questa trova le condizioni adeguate per la propria sussistenza e per il proprio sviluppo nell'ambiente fisico dello stagno i cui elementi principali sono la presenza del bacino acquitrinoso, con acque aventi precise caratteristiche fisiche e chimiche, e l'esistenza di un altrettanto preciso clima locale. ECOSISTEMA

124 L'ECOSISTEMA è una parte funzionale dove cè vita (biosfera) ma non autosufficiente; la sua maggiore dipendenza dal resto dell'universo riguarda la necessità assoluta dENERGIA. Comè noto, questa gli viene fornita in continuo dal Sole e quindi la possiamo considerare praticamente illimitata. ECOSISTEMA

125 Poniamo che in questo lago proprio vicino casa nostra, non viva il coccodrillo. Noi ci mettiamo una coppia di coccodrilli. Fra qualche anno avranno partorito tanti piccoli coccodrilli che dovranno mangiare ciò che trovano. ECOSISTEMA

126 Quellecosistema sarà profondamente modificato dalla nostra azione: molti pesci saranno stati mangiati e quindi molte specie di pesce saranno scomparsi da quel lago e siccome non ci saranno più i pesci, le libellule che prima venivano mangiate dai pesci cresceranno a dismisura. Allora molti tipi di uccelli, che non vengono mangiati dai coccodrilli, troveranno tanto cibo in quel lago e magari li faranno la loro casa. ECOSISTEMA

127 Ecco, con due soli coccodrilli, in un posto dove non sarebbero mai stati naturalmente, abbiamo totalmente modificato quellambiente, quellecosistema. ECOSISTEMA

128 Peggio succederebbe se noi in quel lago buttassimo mille bottiglie di sapone: morirebbero i pesci, i fiori, le canne e tutto quello che li viveva fino a poco prima del nostro scarico di sapone e il bel lago si trasformerebbe in una pozza dacqua puzzolente. ECOSISTEMA

129 Lintervento delluomo, da poche centinaia di anni, è in grado di portare modifiche rapide in sistemi naturali in equilibrio da millenni Spesso queste modifiche sono dannose allo stesso uomo che le provoca ECOSISTEMA

130 Il salto di qualità delluso aggressivo allambiente si è verificato, intorno al XVIII secolo, con lindustrializzazione della produzione e più ancora, nel XIX secolo, con la scoperta e sfruttamento del PETROLIO come fonte di energia facilmente trasportabile e molto efficiente. I LIMITI DELLO SVILUPPO

131 Fino a pochi anni prima la popolazione mondiale era inferiore al miliardo di persone. Con la nascita dellindustria, si è verificato che molti prodotti, fino ad allora a disposizione delle sole persone ricche, sono diventate di uso comune. Questo ha consentito di avere a disposizione più beni, più roba da mangiare e da vestire. I LIMITI DELLO SVILUPPO

132 Questo è stato un gran bene per lumanità, perché in pochi anni la gente ha potuto vivere più a lungo, e il numero della popolazione mondiale ha iniziato a crescere velocemente. Con lei, però, è aumentata la richiesta di energia e la produzione di rifiuti. I LIMITI DELLO SVILUPPO

133 Lindustrializzazione e luso del petrolio hanno accelerato lo sviluppo economico e aumentato il benessere delle popolazioni MA CI DOBBIAMO CHIEDERE: Di tutte le popolazioni? Esiste un limite per luso delle risorse? Esiste un limite per lo sviluppo? Cosa si intende per sviluppo? I LIMITI DELLO SVILUPPO

134 Il tipo di sviluppo che si è realizzato finora nei Paesi ricchi del mondo (tra cui anche lItalia), con migliori e più veloci sistemi di trasporto, tecnologie più sofisticate negli strumenti che usiamo, metodi di prevenzione e di cura delle malattie, ha certamente migliorato la qualità e la durata della vita. Però ha comportato laumento dei problemi ambientali nei singoli paesi e su tutta la Terra. I LIMITI DELLO SVILUPPO

135 Ha reso più difficili i rapporti con i Paesi poveri del Terzo Mondo, dove il livello di vita non è migliorato nella stessa misura che da noi. Non ha migliorato, e forse ha aggravato, la piaga della fame e della sete in molti Paesi del Terzo Mond o Lindustrializzazione ha comportato una forte migrazioni di gente nelle città, ponendo nuovi problemi di trasporti e di servizi adeguati I LIMITI DELLO SVILUPPO

136 Laumentato uso del petrolio, tra estrazione, trasporto, raffinazione e combustione, ha di molto aumentato linquinamento atmosferico Il bisogno di sicurezza e di facilità di approvvigionamento del petrolio comporta laumento delle tensioni internazionali e rischi di guerra I LIMITI DELLO SVILUPPO

137 Lo sviluppo che richieda sempre maggiori quantità di energia produce necessariamente sempre maggiore inquinamento. I LIMITI DELLO SVILUPPO

138 Lo sviluppo basato sulla produzione di quantità sempre maggiori di beni e di consumi, e che richieda sempre maggiori quantità di risorse, può produrre una maggiore ricchezza (però mai distribuita in modo equo) ma non può durare a lungo e lascia il mondo globalmente più povero I LIMITI DELLO SVILUPPO

139 Lo sviluppo basato prevalentemente sulla crescita economica non produce una migliore qualità della vita per tutti I LIMITI DELLO SVILUPPO

140 Affinché lo sviluppo possa essere considerato sostenibile, deve consentire di ricavare dall'ambiente (considerato come ecosistema globale) le quantità di risorse necessarie, senza per questo depauperare e deteriorare l'ambiente stesso fino al punto di rendere impossibile il progressivo ripristino delle sue normali condizioni di funzionamento, togliendo alle generazioni future la stessa possibilità che concediamo alla nostra. I LIMITI DELLO SVILUPPO

141 RICORDIAMO SEMPRE, INFATTI, CHE IL MONDO NON CI È DATO IN DONO DALLE GENERAZIONI PASSATE, MA IN PRESTITO DALLE GENERAZIONI FUTURE, ALLE QUALI DOVREMO RESTITUIRLO ALMENO NON PEGGIORE DI COME LO ABBIAMO RICEVUTO I LIMITI DELLO SVILUPPO

142 I combustibili (liquidi come il petrolio, gassosi come il metano, solidi come il carbone) sono derivati dalla decomposizione delle biomasse (materiale organico) di organismi animali o di foreste seppellite milioni di anni fa. Per questo si chiamano combustibili fossili Questo processo avviene continuamente nel fondo degli oceani, ma è molto lento. Per questo il carbone e i derivati del petrolio sono chiamati risorse non rinnovabili I LIMITI DELLO SVILUPPO

143 Questi combustibili contengono atomi di carbonio C che, quando bruciano, insieme allossigeno producono CO2 (anidride carbonica) Inoltre il carbone e il petrolio spesso contengono atomi di zolfo S che, nella combustione, si legano allossigeno e producono SO2 (anidride solforosa) I LIMITI DELLO SVILUPPO

144 Infine nelle fiamme molto calde delle centrali elettriche o nei motori la combustione con laria (che contiene atomi di azoto N) produce NO e NO2 (ossidi di azoto) SO2 e NO2 sono inquinanti atmosferici forti; con lacqua presente nellaria, inoltre, producono gli acidi solforico e nitrico e le piogge acide I LIMITI DELLO SVILUPPO

145 Cosa sono gli inquinanti atmosferici? Sono sostanze non presenti naturalmente nellatmosfera che, se vi sono introdotte, possono produrre danni agli esseri viventi o allambiente. La pericolosità di un inquinante dipende dalla sua concentrazione (cioè la quantità di quella sostanza in un volume di aria) I LIMITI DELLO SVILUPPO

146 Gli ossidi di azoto o di zolfo sono inquinanti perché, a concentrazioni anche basse, possono produrre effetti nocivi alle vie respiratorie e produrre precipitazioni (piogge, nebbie, rugiada) acide, nocive a molte specie di piante. I LIMITI DELLO SVILUPPO

147 Gli animali respirano ossigeno e buttano fuori anidride carbonica per le piante, le piante respirano anidride carbonica, bloccano il carbonio per costruire il loro legno e liberano l ossigeno per gli animali Quindi lanidride carbonica non può essere considerata un inquinante I LIMITI DELLO SVILUPPO

148 Oltre a essere un alimento per le piante, la CO2 in atmosfera (insieme al vapore dacqua e al metano) produce leffetto serra. Sono queste sostanze presenti nellaria che, assorbendo la radiazione termica prodotta dal riscaldamento del suolo da parte della radiazione solare, la trattengono e riscaldano i bassi strati dellatmosfera (la troposfera). Questo effetto è benefico per lambiente abitato dalluomo perché evita temperature medie molto basse I LIMITI DELLO SVILUPPO

149 Questo è il motivo per cui sulla Terra si ha una temperatura media di 15 gradi mentre sulla Luna, che si trova alla stessa distanza dal sole ma che non ha atmosfera, la temperatura media è quella di un freddissimo inverno: – 18 gradi I LIMITI DELLO SVILUPPO

150 Lintensità delleffetto serra, cioè il riscaldamento dellaria, è tanto maggiore quanto più alta è la concentrazione di queste sostanze nellatmosfera (che per questo vengono chiamati gas serra) Il riscaldamento dellaria, con laumento della sua temperatura, può produrre cambiamenti del clima in vaste regioni del mondo, portando siccità in alcune zone, piogge abbondanti in altre, lo scioglimento dei ghiacci, laumento del livello dei mari. Molti di questi effetti vengono considerati negativi per luomo, e per questo motivo si è preoccupati per laumento delleffetto serra. I LIMITI DELLO SVILUPPO

151 Indizi dellaumento delleffetto serra si stanno già verificando: Aumento delle temperature medie Intensificarsi degli episodi meteorologici estremi (uragani, piogge torrenziali, siccità) in luoghi in cui nel passato erano molto più rari Scioglimento dei ghiacci e ritiro dei ghiacciai I LIMITI DELLO SVILUPPO

152 I cambiamenti climatici sono in realtà avvenuti molte volte nel passato, con periodi di grande freddo (glaciazioni) e altri di grande caldo, a causa di molteplici fattori di carattere geologico e astronomico e non a causa dellaumento dei gas serra in atmosfera La differenza tra i cambiamenti climatici del lontano passato e la situazione che preoccupa attualmente sta nei tempi in cui i cambiamenti sembrano avvenire, che risultano troppo rapidi. I LIMITI DELLO SVILUPPO

153 Un altro effetto dovuto alle emissioni di sostanze in atmosfera che non hanno un diretto effetto inquinante (perché del tutto innocui per la salute) è la riduzione dellozono stratosferico (buco dellOzono) che si è osservato soprattutto sopra i poli (in particolare sopra lAntartide) I LIMITI DELLO SVILUPPO

154 Questo effetto sembra dovuto alle emissioni di particolari gas contenenti cloro e fluoro usati nei frigoriferi (ora sono per questo motivo proibiti) che salendo ad alta quota distruggono lOzono trasformandolo in ossigeno. La riduzione della concentrazione di Ozono è molto pericolosa per tutte le forme di vita perché le espone a una maggiore radiazione ultravioletta proveniente dal sole. Per luomo i rischi sono un aumento dei tumori della pelle e danni allocchio. I LIMITI DELLO SVILUPPO

155 Uno sviluppo basato sulla produzione crescente di beni e di consumi necessariamente produce una quantità crescente di rifiuti da non riutilizzare I LIMITI DELLO SVILUPPO I RIFIUTI: UNA RISORSA?

156 Facciamo un approfondimento e guardiamoci alcune immagini distribuite da ECODECO, una primaria società che lavora in questo settore. Passa a Quick time I RIFIUTI: UNA RISORSA?

157 Nel periodo preistorico chiamato Eneolitico (compreso fra il Neolitico e letà del bronzo) luomo inizia a usare alcuni metalli per le prime lavorazioni, cominciando a produrre anche i rifiuti di metallo I RIFIUTI: UNA RISORSA?

158 Quindi in quellepoca, oltre ai rifiuti prevalentemente di origine organica (le deiezioni umane e animali, gli scarti agricoli), si aggiungono metalli e ceramiche (gli scarti dei rudimentali utensili) I RIFIUTI: UNA RISORSA?

159 Queste tipologie di rifiuti, ad eccezione dei metalli e della terracotta, erano sostanzialmente riciclabili e venivano riassorbite dai cicli naturali. I metalli non riciclati per fusione costituivano uno scarto che però, in relazione alle modestissime quantità, non hanno prodotto risultati influenti e con i processi ossidativi sono ritornati nel terreno come sali minerali. I RIFIUTI: UNA RISORSA?

160 Con lo sviluppo industriale e la produzione del vapore dalla combustione del carbone inizia la fase dellinquinamento sia dellaria (con i fumi non depurati sviluppati nella combustione) che del suolo (con le ceneri non trattate e smaltite in lande lontane dalle città) I RIFIUTI: UNA RISORSA?

161 Parallelamente alla crescita delle popolazioni è anche aumentata la produzione dei rifiuti urbani I RIFIUTI: UNA RISORSA?

162 Se si volesse analizzare la tipologia di rifiuti prodotta in una famiglia nella storia si rileverebbero questi elementi di massima (non esistendo dati statistici quantitativi antecedenti al secolo scorso) I RIFIUTI: UNA RISORSA?

163 casa agricola 500 a.C. scarti umani deiezioni scarti degli allevamenti (riciclati in agricoltura) scarti degli utensili anche metallici scarti dei vasellami e stoviglie scarti alimentari (riciclati per alimentazione animale) I RIFIUTI: UNA RISORSA?

164 casa agricola 1500 d.C. scarti umani deiezioni scarti degli allevamenti (riciclati in agricoltura) scarti degli utensili anche metallici scarti dei vasellami e stoviglie scarti alimentari (riciclati per alimentazione animale) I RIFIUTI: UNA RISORSA?

165 casa agricola e urbana del 1800 d.C. scarti umani deiezioni scarti degli allevamenti (riciclati in agricoltura) scarti degli utensili anche metallici scarti dei vasellami e stoviglie scarti alimentari (riciclati per alimentazione animale) scarti degli imballaggi delle merci acquistate (ininfluenti) I RIFIUTI: UNA RISORSA?

166 casa urbana e agricola del 1950 d.C. scarti degli imballaggi delle merci acquistate 20% ca del totale scarti umani deiezioni scarti degli allevamenti (riciclati in agricoltura) scarti degli utensili anche metallici scarti dei vasellami e stoviglie scarti alimentari ( molti riciclati per alimentazione animale) AUMENTATI ALMENO DEL 20% I RIFIUTI: UNA RISORSA?

167 casa urbana e agricola del 2000 d.C. scarti degli imballaggi delle merci acquistate 50% ca del totale scarti umani deiezioni scarti degli allevamenti (riciclati in agricoltura) scarti degli utensili anche metallici scarti dei vasellami e stoviglie scarti alimentari (scarsamente riciclati) (1 ideogramma) SENSIBILMENTE AUMENTATI I RIFIUTI: UNA RISORSA?

168

169 Laumento preponderante di rifiuti di imballaggio, anche di derivazione petrolchimica, è stato conseguente alla rivoluzione industriale a partire dal XVIII secolo, e amplificato con le abitudini e le scelte delle popolazioni, la pubblicità, lattenzione rivolta più alla forma che al contenuto I RIFIUTI: UNA RISORSA?

170 La rivoluzione industriale È a partire dal 1859 che si entrò nella prima fase di sfruttamento industriale del petrolio. Il passo decisivo fu rappresentato dallaffermazione dellautomobile: nel 1910, gli USA producevano già veicoli a motore, fatto che aprì grandi prospettive allindustria petrolifera.

171 La rivoluzione industriale Da questo periodo la produzione di rifiuti media di ciascun abitante inizia ad aumentare esponenzialmente

172 La rivoluzione industriale Con lindustria di trasformazione e lindustria pesante di produzione (acciaio, energia elettrica, petrolchimica), con lavvento diffuso del riscaldamento domestico e dei trasporti nelle grandi città, cresce il fenomeno dellinquinamento atmosferico in termini sia di quantità che di qualità degli inquinanti. Parallelamente cresce anche la produzione di rifiuti industriali, che generalmente (soprattutto nei decenni passati) era più economico buttare via che riciclare

173 La rivoluzione industriale e i RIFIUTI Al fine di rappresentare la produzione media di rifiuti si prendono in esame i dati analizzati in Italia, con riferimento al 1998.

174 La rivoluzione industriale e i RIFIUTI Tonnellate di rifiuti di provenienza dalle attività produttiva del commercio artigianali e dei servizi. Si tratta di materiali che entrano nei cicli produttivi con funzioni suppletive, utilizzati cioè solo per alcuni funzione specifiche e che non entrano a far parte del prodotto: materie prime eccedenti, scartate in operazioni di taglio e rifinitura dei prodotti, imballaggi per la consegna di materie prime e o accessori.

175 La rivoluzione industriale e i RIFIUTI Tonnellate di rifiuti speciali di origine civile quali fanghi de depurazione di reflui civili, rottami da demolizione, rifiuti ospedalieri.

176 La rivoluzione industriale e i RIFIUTI Tonnellate di rifiuti prodotti dai cittadini e raccolti sulle strade; ciò significa che mediamente ogni cittadino produce ca. 547 anno di rifiuti (1,5 Kg/ab/die).

177 La rivoluzione industriale e i RIFIUTI Per un totale quindi di ca T/anno nel 1998 Da notare che nonostante gli sforzi di raccolta differenziata i rifiuti smaltiti sono in costante aumento.

178 La rivoluzione industriale e i RIFIUTI ANALISI DEI VOLUMI Se si considera che una tonnellata di rifiuti occupa al momento della raccolta circa 2 mc di spazio, possiamo teoricamente calcolare il volume di rifiuti prodotti in Italia alla data di riferimento (1998):

179 La rivoluzione industriale e i RIFIUTI T/anno x 2 = mc/anno Un campo di calcio occupa una superficie di circa mq per cui se si dovesse accumulare tutti i rifiuti prodotti in un anno in un buco grande quanto un campo di calcio, si dovrebbe scavarlo per 37 Km: / = metri di altezza

180 La rivoluzione industriale e i RIFIUTI Frazione merceologica sugli RSU %Ton/anno Materia organica Carta cartoni Plastica Legno e tessuti Metalli Vetro Altro TOTALE

181 La rivoluzione industriale e i RIFIUTI La composizione merceologica La composizione merceologica

182 La rivoluzione industriale e i RIFIUTI La percentuale della composizione

183 La rivoluzione industriale e i RIFIUTI Una riflessione Una riflessione Derivati PETROLIO

184 La rivoluzione industriale e i RIFIUTI Una seconda riflessione Una seconda riflessione Aggregando cartoni+plastica+legno e tessuti combustibili?

185 La rivoluzione industriale e i RIFIUTI Possiamo affermare che, anche dopo fossimo riusciti a recuperare con la raccolta differenziata il 35% della frazione recuperabile, in discarica finirebbe comunque una parte significativa di materiale che può fornire energia se portato a combustione al posto del petrolio equivalente, e che è certamente uno spreco di petrolio non farlo

186 La rivoluzione industriale e i RIFIUTI Dallanalisi di questi dati emerge con chiarezza che il rifiuto prodotto deve essere considerato una risorsa utilizzabile o per recuperare materia o per produrre energia.

187 La rivoluzione industriale e i RIFIUTI Solo in questo modo possiamo tentare di rispettare uno dei principi dello sviluppo sostenibile applicato alla problematica dei rifiuti

188 Si comprende che è di estrema importanza: Limitare la produzione di rifiuti Produrre merci durature Riciclare le merci utilizzate Recuperare materia ed energia dai rifiuti ridurre lesigenza di discarica sfruttare le risorse potenzialmente rinnovabili ad un ritmo più lento di quello necessario per ricostruirle. Lo sviluppo sostenibile e i rifiuti

189 Questo comporta due grandi obiettivi: Realizzare la gestione integrata dei rifiuti Rivedere i criteri economici della produzione Lo sviluppo sostenibile e i rifiuti

190 La priorità di gestione integrata dei rifiuti viene espressa attraverso le cosiddette 4 R: RIDUZIONE RIUSO RICICLAGGIO DI MATERIA RECUPERO DI ENERGIA Lo sviluppo sostenibile e i rifiuti

191 La riduzione dei rifiuti alla fonte è una strategia di tipo preventivo e dipende dalle modalità di produzione dei beni: La ricarica dei detersivi risparmia un nuovo contenitore da smaltire RIDUZIONE RIDUZIONE Lo sviluppo sostenibile e i rifiuti

192 Il riuso è una modalità di gestione dei rifiuti che si basa sullimpiego di merci o materiali già usati ma in grado di essere usati ancora per le stesse funzioni: i bancali con i quali arrivano le merci riutilizzati per la stessa funzione le damigiane del vino a rendere RIUSO RIUSO Lo sviluppo sostenibile e i rifiuti

193 Il riciclaggio è una modalità di gestione dei rifiuti basata sul riutilizzo dei materiali per altre funzioni: Riciclare le bottiglie di plastica per fare contenitori per detersivi Riciclare macerie delledilizia per riempimenti stradali RICICLAGGIO RICICLAGGIO Lo sviluppo sostenibile e i rifiuti

194 Il recupero è una modalità di gestione dei rifiuti che si basa sulla trasformazione (termica, chimica, fisico o biologica) degli stessi in modo da produrre materiali e/o energia di cui sia reso possibile lutilizzo diretto, es.: RECUPERO RECUPERO Lo sviluppo sostenibile e i rifiuti

195 produrre compost dai rifiuti organici Selezionare cartone da riportare in cartiera Selezione di plastica, vetro o metalli da restituire ai cicli produttivi RECUPERO DI MATERIA RECUPERO DI MATERIA Lo sviluppo sostenibile e i rifiuti

196 Utilizzare il Combustibile Derivato dai Rifiuti (CDR) in centrali per produrre energia elettrica RECUPERO DI ENERGIA RECUPERO DI ENERGIA Lo sviluppo sostenibile e i rifiuti

197 PER REALIZZARE LA GESTIONE INTEGRATA DEI RIFIUTI LE VARIE FRAZIONI DEVONO ESSERE SINGOLARMENTE SEPARATE E RACCOLTE IN MODO DISTINTO (RACCOLTA DIFFERENZIATA) LA RACCOLTA DIFFERENZIATA È QUINDI UN MEZZO, NON CERTO IL FINE Lo sviluppo sostenibile e i rifiuti

198 La rivoluzione industriale e i RIFIUTI Se il cartone da inviare a recupero è sporco, mescolato con pezzi di polistirolo o film plastici non viene accettato dalla cartiera e deve essere sottoposto a ulteriori operazioni di selezione, con aggravio di costi a volte notevoli.

199 La rivoluzione industriale e i RIFIUTI Se il materiale organico è lasciato nelle confezione di vendita ed è inquinato da plastica, vetro o altro non si riesce neanche a selezionarlo perché richiede operazioni manuali che non si possono fare in un rifiuto che dopo poco tempo passa ad una fase putrescibile con emissione di forti odori.

200 La rivoluzione industriale e i RIFIUTI Se i fanghi contengono plastica e/o cartone e/o metalli non possono essere riciclati.

201 Un modello di sviluppo che richiede quantità crescenti di risorse e produce quantità crescenti di rifiuti non è sostenibile né per leconomia né per lambiente È essenziale che il sistema economico non si basi sul numero dei beni prodotti È essenziale che il sistema di produzione non richieda quantità crescenti di materia e di energia È essenziale che la maggior parte dei rifiuti, se non tutti, venga reinserita nel ciclo (avviene così in natura) come merce o come risorsa Questo, secondo Barry Commoner, significa Il cerchio da chiudere Sviluppo sostenibile e uso delle risorse

202 Possiamo quindi permetterci lo sfruttamento delle risorse rinnovabili solamente in modo sostenibile, cioè garantendone la rinnovabilità in tempi adeguati delle risorse non rinnovabili solamente in modo molto parsimonioso Sviluppo sostenibile e uso delle risorse

203 Cosa possiamo fare nel nostro piccolo? Ad esempio: Raccogliamo differenziatamente i rifiuti Separando allorigine il secco dallumido, il vetro e i metalli facilitiamo il riciclaggio, il riuso e la termovalorizzazione Sviluppo sostenibile e uso delle risorse

204 Cosa possiamo fare nel nostro piccolo? Ad esempio: Scegliamo elettrodomestici ad alto rendimento e lunga durata Anche se costano un po di più allacquisto, il maggior costo si recupera nel tempo con il risparmio del consumo di elettricità Sviluppo sostenibile e uso delle risorse

205 Cosa possiamo fare nel nostro piccolo? Ad esempio: Non usiamo lauto in città se non è necessario e preferiamo il trasporto pubblico Il costo economico e energetico dellauto personale, per trasportare 1 o 2 persone, e linquinamento corrispondente sono molto più alti che con il mezzo pubblico che trasporta decine di persone Sviluppo sostenibile e uso delle risorse

206 Cosa possiamo fare nel nostro piccolo? Ad esempio: Scegliamo strutture e architetture edilizie improntate al risparmio energetico Per riscaldare la casa in inverno spesso si spreca una quota rilevante di calore a causa delle perdite (spifferi, pareti disperdenti ecc.) Così, spesso, si è costretti a raffreddare la casa in estate per lo scarso isolamento e per esposizioni al sole di vetrate molto ampie Sviluppo sostenibile e uso delle risorse

207 Cosa possiamo fare nel nostro piccolo? Ad esempio: Privilegiamo per lauto i carburanti meno inquinanti (metano o GPL) Anche se hanno una resa leggermente inferiore e un costo di impianto, nel tempo si può recuperare la spesa e si inquina di meno Sviluppo sostenibile e uso delle risorse

208 Alcune prime azioni di carattere politico sono scaturite dalla Conferenza delle Nazioni Unite sull'ambiente e lo sviluppo (UNCED, Rio de Janeiro, 1992) SVILUPPO ECO-SOSTENIBILE

209 l'elaborazione del documento detto Agenda 21, le cui indicazioni hanno cominciato ad essere recepite da alcuni governi, particolarmente nel campo del rallentamento dei tassi di inquinamento atmosferico e del trattamento dei rifiuti (specie di quelli altamente tossici)

210 SVILUPPO ECO-SOSTENIBILE ad esempio la maggiore efficienza energetica realizzata nei processi produttivi o la riduzione delle quantità di materie prime naturali utilizzate nell'industria intaccano in misura minore che in passato le scorte di risorse disponibili, mentre nuovi materiali o nuove varietà migliorate di specie commestibili aumentano di fatto le risorse disponibili

211 ECO-COMPATIBILITA DELLO SVILUPPO È il caso di sottolineare che, per il momento, questi processi tendono a incontrare forme di resistenza molto forte nei meccanismi di mercato, dove la ricerca primaria è sempre quella della massimizzazione del profitto

212 ECO-COMPATIBILITA DELLO SVILUPPO Mentre è possibile, almeno in parte, avviare forme di sviluppo sostenibile nei Paesi ad economia avanzata, non altrettanto si può dire per i Paesi in via di sviluppo, dove l'aumento della popolazione e dei redditi, con la disponibilità di tecnologie non allavanguardia, portano ad un aumento più che proporzionale dei consumi di risorse naturali

213 ECO-COMPATIBILITA DELLO SVILUPPO In un caso come nell'altro, quindi, appare evidente che la premessa necessaria all'attuazione di programmi di sviluppo sostenibile è la volontà politica a livello nazionale e internazionale

214 ECO-COMPATIBILITA DELLO SVILUPPO a livello nazionale, con opzioni politiche specifiche che scoraggino gli sprechi (internalizzando tutto l'insieme dei costi correlati alla produzione, compresi i costi sociali) e che incoraggino le produzioni ecocompatibili

215 ECO-COMPATIBILITA DELLO SVILUPPO a livello internazionale, ottenendo che i programmi di aiuto allo sviluppo si orientino verso forme di crescita economica sempre meno dissipative, mettendo i Paesi meno sviluppati in condizione di accedere alle innovazioni che consentono i miglioramenti accennati

216 ECO-COMPATIBILITA DELLO SVILUPPO Ci sono testi che meglio definiscono questaspetto. Uno di questi è sicuramente Capitalismo naturale La prossima rivoluzione industriale – Edizioni Ambiente

217 SVILUPPO ECO-SOSTENIBILE Lelemento chiave della teoria è che leconomia sta spostando lattenzione dalla produttività umana verso la produttività delle risorse

218 SVILUPPO ECO-SOSTENIBILE Questo cambiamento è idoneo a una riqualificazione delloccupazione, a un miglioramento delle condizioni di vita dei più poveri e a una enorme riduzione dellimpatto umano sullambiente

219 SVILUPPO ECO-SOSTENIBILE Un modello proposto è quello per cui leconomia anziché produrre e vendere beni fornisce servizi ai consumatori

220 SVILUPPO ECO-SOSTENIBILE Così espressa sembra insignificante, di fatto trasforma il produttore-venditore in produttore possessore del bene che noleggia al cliente

221 SVILUPPO ECO-SOSTENIBILE Il prodotto, rimanendo sempre del produttore, deve essere altamente durevole per garantire un adeguato guadagno ed a fine ciclo vita sarà interesse del produttore-possessore riciclare tutta la materia riciclabile

222 SVILUPPO ECO-SOSTENIBILE Questo sistema sta prendendo corpo anche se in fase iniziale presenta ancora alti costi

223 SVILUPPO ECO-SOSTENIBILE lesempio più lampante è il noleggio delle automobili

224 SVILUPPO ECO-SOSTENIBILE Un altro esempio nato nel 2002 è la prima lavatrice con display interattivo, che mentre dialoga con lutente, fornisce un'assistenza totale gestita on line dal Call Center Solutions, liberando da tutti i problemi del bucato: compreso quello di dover comprare la lavatrice

225 SVILUPPO ECO-SOSTENIBILE Questo servizio nasce dalla collaborazione tra Ariston ed Enel Distribuzione: Margherita Dialogic Pay X Use è a casa tua, ma tu non devi comprarla Si paga quota ad ogni lavaggio e con il telecontrollo è responsabilità del produttore mantenerla in piena efficienza

226 SVILUPPO ECO-SOSTENIBILE Ma altri esempi sono rappresentati dallo sviluppo delle energie rinnovabili, dalluso di fonti energetiche rinnovabili, solare, eolico, geotermico, idrico ecc. alla cogenerazione (produzione combinata denergia e calore), alluso dei rifiuti, residuali a tutte le forme di recupero di materia, per produrre energia

227 SVILUPPO ECO-SOSTENIBILE il problema del rispetto dellambiente, le emissioni in atmosfera, la depurazione delle acque, la gestione dei rifiuti, è vissuto ancora da molti manager come una grande scocciatura normativa e un appesantimento dei vincoli alla produzione

228 SVILUPPO ECO-SOSTENIBILE E auspicabile che sempre più stringenti normative vengano promosse e, soprattutto, diffuse a livello planetario, affinché i paesi sottosviluppati non si trasformino in ricettori di industrie e tecnologie dannose scacciate dai territori dei paesi sviluppati

229 SVILUPPO ECO-SOSTENIBILE Questo elemento sarà uno dei tanti che dovranno contribuire a un riequilibrio del mondo Perché è ovvio che, proseguendo con lattuale modello di sviluppo, il mondo ci spazzerà via

230 SVILUPPO ECO-SOSTENIBILE Purtroppo alcuni industriali hanno pensato di esportare le aziende produttive dannose in paesi meno sviluppati e più tolleranti e meno rigidi: la peggiore catastrofe industriale di Bophal ne è una prova

231 SVILUPPO ECO-SOSTENIBILE E qui che deve intervenire il ruolo degli organismi soprannazionali la CEE, le Nazioni Unite che impongono il rispetto di determinati parametri ai paesi che vorranno aderirvi per godere delle opportunità offerte da queste strutture

232 SVILUPPO ECO-SOSTENIBILE Purtroppo come alcuni industriali spregiudicati tentano scappatoie, anche i semplici cittadini possono avere le loro colpe

233 SVILUPPO ECO-SOSTENIBILE La maggiore è il fondamentalismo ambientalista o il falso ambientalismo, per cui tutte le iniziative industriali sono da condannare a priori perché sicuramente nascondono o fanno qualcosa di poco pulito

234 SVILUPPO ECO-SOSTENIBILE Lesempio più famoso di questo comportamento è quello definito sindrome NIMBY (Not In My Back Yard)

235 SVILUPPO ECO-SOSTENIBILE Tale espressione definisce il comportamento di chi, pur consapevole della necessità di realizzazione di unopera, ne rifiuta la collocazione vicino a casa propria

236 SVILUPPO ECO-SOSTENIBILE Questo provoca limpossibilità di realizzare centrali eoliche, centrali a pannelli solari, termovalorizzatori di rifiuti, che, se pur auspicati da enti sopranazionali perché ecocompatibili, trovano sempre qualcuno disposto a incatenarsi al cantiere pur di non farlo realizzare

237 SVILUPPO ECO-SOSTENIBILE Per questo è auspicabile una maggiore presenza della comunità scientifica nella informazione al pubblico con elementi di verità provati e indiscutibili mentre, troppo spesso, in relazione a questo o quel progetto industriale si lascia spazio ad affermazioni false, demagogiche e spesso strumentali a interessi di parte anche poco confessabili

238 SVILUPPO ECO-SOSTENIBILE Esiste anche un limite oggettivo della capacità di direzione politica che segue solo i sondaggi e non riesce a convincere le popolazioni di scelte strategiche giuste anche se impopolari, al punto che viene spesso esaltato come un grande risultato ambientalista il rifiuto di una soluzione necessaria (come la termovalorizzazione dei rifiuti)

239 È chiaro che per coniugare lo sviluppo con le esigenze della sostenibilità ambientale è necessaria una riconversione profonda dei concetti delleconomia e dei rapporti da tenere tra i cittadini e tra le nazioni. Servono: una visione della democrazia più avanzata di quella attuale una cultura del rispetto e della solidarietà una inclinazione personale orientata verso la qualità e non verso la quantità Conclusioni

240 QUANTO TEMPO SARÀ NECESSARIO? DIPENDE DA NOI, SE VORREMO SOPRAVVIVERE COME CIVILTÀ Conclusioni


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