Antonio Levy Franco Piermartini e Sabrina Scardacciu Da un’idea di Con la collaborazione tecnico-scientifica di Antonio Levy

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Antonio Levy Franco Piermartini e Sabrina Scardacciu Da un’idea di Con la collaborazione tecnico-scientifica di Antonio Levy

Piccoli ambienti dal Big Bang all’effetto serra: per uno sviluppo ecologicamente sostenibile

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

Piccoli ambienti Nella società primitive gli individui, per sopravvivere, avevano bisogno di conoscere in dettaglio l’ambiente 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 Fino a tempi abbastanza recenti, cioè fino circa 200 anni fa, le attività dell’uomo hanno potuto modificare le caratteristiche dell’ambiente in modo marginale oppure, se le modifiche sono risultate importanti, sono avvenute in tempi lunghi oppure hanno interessato zone di modesta ampiezza

Piccoli ambienti Negli ultimi decenni le capacità dell’uomo di influire sull’ambiente sono molto aumentate per la possibilità di produrre inquinamenti dell’aria, dell’acqua, 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 dell’ambiente 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 Infatti, le “leggi della natura” non sono cambiate nella loro sostanza, ma sono cambiate nella loro complessità, sia per l’aumento della popolazione mondiale, sia per l’aumento delle attività effettuate dall’uomo.

IMPARIAMO A CONOSCERE L’AMBIENTE CHE CI CIRCONDA LA MATERIA L’ENERGIA

LA MATERIA 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 dall’energia è che la materia è formata da cose che hanno peso.

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

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

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 l’acqua, che è costituita da due elementi: l’idrogeno e l’ossigeno) La solubilità: può sciogliersi in acqua, (come il sale) o non sciogliersi (come un sasso)

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 l’ossigeno si arrugginisce e diventa ossido di ferro; ossigeno, zolfo e calcio formano il gesso)

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

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”).

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

LE PARTICELLE Tutti gli elementi (come l’ossigeno, 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 l’atomo 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 l’idrogeno, 2 per l’elio, … 8 per l’ossigeno e così via fino a 92) e neutroni anche loro in numero via via crescente, generalmente maggiore di quello dei protoni

LE PARTICELLE Struttura dell’atomo: Un nucleo centrale molto più piccolo delle dimensioni dell’atomo, 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

La struttura dell'atomo http://www. quipo                                                                                                                                                                                             

La struttura dell'atomo Per esempio: L’atomo 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 l’unità di misura per il peso di tutti gli atomi o le molecole L’atomo di Ossigeno (simbolo O) ha 8 protoni e 8 elettroni e circa 8 neutroni, quindi pesa circa 16 volte più dell’idrogeno (8 + 8) L’atomo di Ferro (simbolo Fe) ha 26 protoni e 26 elettroni e circa 30 neutroni, quindi pesa circa 56 volte più dell’idrogeno (26 + 30) L’atomo di Oro (simbolo Au) ha 79 protoni e altrettanti elettroni, con circa 118 neutroni e pesa circa 192 volte più dell’idrogeno (79+118)

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 l’uno all’altro): questo processo è un tipo di REAZIONE CHIMICA. Ad esempio: la molecola dell’idrogeno è formata da due atomi di idrogeno: H2 e pesa 2 volte l’atomo di idrogeno un atomo di OSSIGENO e due atomi di IDROGENO formano una molecola di ACQUA (H2O) che pesa 18 volte l’atomo di idrogeno

La struttura della materia modelli di molecole complesse Fonte internt

La struttura della materia Fonte internt La molecola dell’acqua somiglia molto a Topolino

La struttura della materia Quindi, per riassumere: Particelle: NEUTRONI e PROTONI formano il NUCLEO dell’ATOMO 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). L’atomo è la più piccola frazione di ELEMENTO Molecole: l’aggregazione 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 dell’elemento mantenendone le proprietà chimiche)

La struttura della materia Una quantità di molecole dello stesso tipo, aventi caratteristiche specifiche, costituiscono un composto. L’Acqua H2O 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.

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 d’acqua a 100 gradi centigradi occupano circa 300 litri e contengono 1 miliardo di miliardi di miliardi (1 seguito da 27 zeri) di molecole.

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.

La struttura della materia Come è possibile che ci sia tanta agitazione dentro la materia? A causa di un’altra cosa che stiamo per conoscere: l’energia.

L’ENERGIA L’Energia 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 l’energia 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.

L’ENERGIA Ma chi vi fornisce questa energia, questa forza, di correre per 45 minuti? L’energia 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.

L’ENERGIA Fonte internt

L’ENERGIA Fonte internt

L’ENERGIA E’ l’energia che provoca l’agitazione delle molecole nella materia. L’energia è importante da ricordare, perché tutte le forme di energia possono trasformarsi in calore.

L’ENERGIA L’esempio 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.

Fonte internt Il Sole

L’ENERGIA 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

L’ENERGIA La legna bruciando, produce una fiamma perché il carbonio contenuto nel legno si “OSSIDA”, cioè si lega con l’ossigeno liberando energia: l’atomo di Carbonio “C” si lega con l’Ossigeno “O” formando l’anidride carbonica C02 liberando energia. Il ghiaccio, assorbendo l’energia prodotta dal fuoco, si scioglie L’acqua, assorbendo l’energia del fuoco, si riscalda fino a bollire: particelle di acqua liquida si trasformano in vapore e escono dalla pentola formando le bolle (bollore)

LA TERRA CONOSCIAMO LA TERRA La storia della Terra, come la storia dell’Universo, comincia con l’Energia. La Terra è vecchia di 4,6 miliardi di anni CONOSCIAMO LA TERRA

LA TERRA Circa 20 miliardi di anni fa l’universo 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 l’universo 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 http://www.damtp.cam.ac.uk/cosmos/Public/index.html Immaginiamo che fosse tutto buio e non ci fosse quasi nulla se non particelle di gas, polvere, ecc.

Cosmos – national cosmology supercomputer LA TERRA 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 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. L’energia 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.

Cosmos – national cosmology supercomputer LA TERRA Cosmos – national cosmology supercomputer

LA TERRA 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. All’inizio 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 c’è 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 dall’interno della Terra attraverso i vulcani.

L’EVOLUZIONE DELLA TERRA Luna anch’essa infuocata La terra inizia a solidificarsi Foto tratta da “Il Mondo in cui viviamo” Epoca 1956 ca.

L’EVOLUZIONE DELLA TERRA L’evoluzione della terra da globo incandescente a oggi Foto tratta da “Il Mondo in cui viviamo” Epoca 1956 ca.

L’EVOLUZIONE DELLA TERRA Nella atmosfera primitiva vi era una grande quantità di vapore d’acqua prodotta dalle emissioni dei vulcani; con il raffreddamento della crosta terrestre cominciò a piovere e l’acqua formò, progressivamente, mari e oceani che prima contribuirono a raffreddare più rapidamente la crosta, poi si arricchirono di sali disciolti dalle rocce terrestri L’atmosfera 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.

L’EVOLUZIONE DELLA TERRA 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.

LA VITA A favorire l’aggregazione 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) c’era anche l’energia, potentissima, dei fulmini. Nasceva LA VITA !

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

LA VITA 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.

L’ATMOSFERA Siamo arrivati a circa 2,5 miliardi di anni fa: tra le cellule eucariote si formano le prime alghe capaci di respirare, che assorbono l’anidride carbonica (CO2) sciolta nell’acqua in cui vivono, trattengono il carbonio (C) e espellono in atmosfera l’ossigeno (O2); questa respirazione si chiama fotosintesi e ha bisogno dell’energia del sole.

L’ATMOSFERA a poco a poco la composizione dell’atmosfera 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.

L’ATMOSFERA Piccole modificazioni stanno però avvenendo, prevalentemente a causa delle attività dell’uomo (come vedremo tra poco).

L’ATMOSFERA L’atmosfera sostanzialmente è rimasta invariata da circa 500.000 anni I cicli della vita animale, vegetale e batterica, apparentemente indipendenti l’uno dall’altro, coinvolgono i principali gas contenuti nella atmosfera (Ciclo del Carbonio, Ciclo dell’Azoto, Ciclo dell’Ossigeno); ciò nonostante la composizione dell’aria è molto stabile e costante

L’ATMOSFERA A rendere così stabile la composizione dell’aria partecipano processi chimici e biologici molto complessi (omeostasi), con le piante, le alghe e i batteri Gli esseri viventi con tutto l’ambiente che li circonda formano la BIOSFERA

LA BIOSFERA

LE PIANTE E GLI ANIMALI 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 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 L’ATMOSFERA 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 Foto tratta da “Il Mondo in cui viviamo” Epoca 1956 ca.

LE PIANTE E GLI ANIMALI L’ATMOSFERA 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) Foto tratta da “Il Mondo in cui viviamo” Epoca 1956 ca.

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

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

LE PIANTE E GLI ANIMALI L’ATMOSFERA Con l’estinzione dei dinosauri, il dominio del mondo passa ai mammiferi (fino ad ora) Foto tratta da “Il Mondo in cui viviamo” Epoca 1956 ca.

L’EVOLUZIONE NELLA VITA 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.

L’EVOLUZIONE NEI MAMMIFERI 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

L’EVOLUZIONE NEI MAMMIFERI Circa 100 milioni di anni fa cominciarono a comparire animali in cui l’uovo 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.

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

L’EVOLUZIONE VERSO LA SPECIE UMANA 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

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

L’EVOLUZIONE NELLA SPECIE UMANA

L’EVOLUZIONE VERSO LA SPECIE UMANA 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

L’EVOLUZIONE VERSO LA SPECIE UMANA 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.

L’ UOMO L’ominide 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, l’uomo 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.

I QUATTRO ELEMENTI FONDAMENTALI. Fin dall’antichità i Filosofi tentarono di stabilire quali fossero i principali elementi che compongono l’universo e questi elementi furono individuati:

I QUATTRO ELEMENTI FONDAMENTALI. l'acqua, l'aria, il fuoco, la terra.

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 l’uno e gli altri che non si può dire quale sia il predominante.

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

I QUATTRO ELEMENTI FONDAMENTALI. Così come l’ENERGIA 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.

IL CICLO DELLE ACQUE Tratto http://www.meteorologia.it/didattica/basico/ciclo%20acqua.htm

L’ACQUA L’ACQUA Secondo gli scienziati, la prima forma di vita sul nostro pianeta si è sviluppata nell’acqua milioni di anni fa poi l’evoluzione ha portato a crescere alcune forme di vita che hanno cercato di adattarsi al terreno e/o a volare in aria.

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

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

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

L’ACQUA L’ACQUA 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 dell’acqua perché hanno una sufficiente energia, ottenuta dal calore. Mentre la temperatura dell’acqua liquida non può mai superare i 100 gradi centigradi, quella del vapore può crescere moltissimo.

L’ACQUA L’ACQUA 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 l’EBOLLIZIONE

L’ACQUA L’ACQUA Quindi l’evaporazione si ha quando il liquido passa allo stato di gas solo sulla superficie, mentre l’ebollizione si ha quando le molecole di acqua passano allo stato di gas formandosi all’interno del liquido stesso. L’evaporazione e l’ebollizione si ottengono solo attraverso il CALORE

L’ACQUA L’ACQUA L’acqua, 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 dell’acqua. Naturalmente questo non accade solamente all’acqua ma ad ogni altra sostanza.

L’ACQUA in ATMOSFERA 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 nell’atmosfera; quando le bollicine diventano sufficientemente grandi ….. piove! Se la temperatura è molto bassa,…nevica! Se una corrente d’aria molto fredda incontra violentemente una nuvola carica di vapore, questo congela rapidamente e …. grandina!

L’ARIA 21% 78% 0.1% 0.9%

L’ARIA 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 l’aria, la miscela ha molte molecole di ossigeno in meno sostituite da molecole di anidride carbonica (CO2).

L’ARIA Mentre noi, come tutti gli animali, tratteniamo l’ossigeno e scartiamo l’anidride carbonica, i vegetali trattengono l’anidride carbonica e scartano l’ossigeno. Infatti con l’energia del sole, l’anidride carbonica e l’acqua, nelle piante, attraverso la clorofilla, formano carboidrati e altre sostanze utili alla loro alimentazione, e la cellulosa per la crescita del legno, con l’ossigeno in avanzo.

L’ARIA Oltre a permettere la vita con la respirazione, l’aria 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 l’Ozono. Se diminuisse l’Ozono nella stratosfera i raggi ultravioletti potrebbero raggiungere la terra in quantità tale da essere pericolosi per la vita.

L’ARIA L’Ozono è una molecola particolare di Ossigeno, con tre atomi rispetto a quella normale che ne ha due. E’ proprio l’Ossigeno che, assorbendo l’energia dei raggi ultravioletti di provenienza solare, dannosi per la vita, lega tra loro tre atomi e si trasforma in Ozono.

L’ARIA Inoltre la radiazione solare che attraversa l’atmosfera non viene assorbita dall’aria e arriva praticamente indisturbata fino al suolo, riscaldandolo. Il suolo riscaldato emette a sua volta un tipo di radiazione termica, verso l’alto, che viene assorbita da alcuni gas presenti nell’atmosfera Il calore assorbito riscalda l’aria a temperature adatte alla nostra vita.

L’ARIA Quindi l’aria 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 l’aria nella serra. Per questo motivo questo fenomeno viene chiamato “effetto serra” . Di questo effetto si parlerà di nuovo più avanti.

L’ARIA I raggi solari visibili dal nostro occhio sembrano bianchi, ma sono composti da diversi colori sovrapposti, quelli dell’arcobaleno. I gas e le polveri sottili contenuti nell’atmosfera diffondono in maniera diversa le componenti colorate dei raggi solari: di giorno i raggi arrivano dall’alto 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.

L’ARIA 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. TRATTO DA http://www.linguaggioglobale.com

L’ARIA 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.  TRATTO DA http://www.linguaggioglobale.com

L’ARIA Il movimento dell’aria provoca il vento. Esso viene generato dalle differenze di temperatura che si verificano sulla superficie della terra per una disuguale distribuzione dell’energia termica in arrivo dal Sole (a causa delle terre e dei mari). Con il vento si trasporta il vapore d’acqua e si modifica la temperatura dell’aria; questo forma le nuvole, produce la pioggia o il bel tempo. Senza l’atmosfera 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.

L’ENERGIA L’altro elemento fondamentale di cui parlavano i filosofi è il fuoco … ora possiamo chiamarlo energia. Tutti hanno un’idea dell’energia, 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 l’abbiamo capita: l’energia 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!

LA TERRA INFINE, LA TERRA La terra è un composto molto vario. ci sono rocce, metalli, cristalli, sali, composti chimici complessi, un’infinità di batteri, funghi, spore, semi, particelle di legno, ecc … Attraverso il tempo e l’azione dell’acqua, 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.

LA TERRA La terra è l’altro 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 l’energia, l’aria e l’acqua, alla base dell’alimentazione e della vita sulla Terra.

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

Il ciclo della vita Ha la proprietà di trasformare in energia chimica l’energia luminosa del sole, è capace di rompere le molecole e, semplicemente, da “n” molecole d’acqua (H2O) e “n” di anidride carbonica (CO2) forma una molecola complessa di carboidrati (una catena di “n” aggregati di carbonio e acqua: nCH2O) 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 L’unica 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 l’uomo.

Il ciclo della vita 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.

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

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

LA CATENA ALIMENTARE

LA CATENA ALIMENTARE I sali minerali del terreno sono trasformati dalla pianta con l’aiuto dell’energia solare Il frutto viene mangiato dal coniglio La volpe mangia il coniglio L’aquila mangia la volpe Quando l’aquila morirà cadrà a terra Gli insetti, i lombrichi, i batteri trasformeranno la carcassa dell’aquila in sali minerali

LA CATENA ALIMENTARE

LA CATENA ALIMENTARE In natura non esistono rifiuti inutilizzati, OGNI SCARTO DI QUALCUNO SERVE E VIENE “MANGIATO” DA QUALCUN’ALTRO.

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

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

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

ECOSISTEMA L’ECOSISTEMA è l’insieme delle relazioni che si instaurano fra gli esseri viventi tra loro e con il luogo in cui essi vivono.

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

ECOSISTEMA 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 Quell’ecosistema 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 Ecco, con due soli coccodrilli, in un posto dove non sarebbero mai stati naturalmente, abbiamo totalmente modificato quell’ambiente, quell’ecosistema.

ECOSISTEMA 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 d’acqua puzzolente.

ECOSISTEMA L’intervento dell’uomo, 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

I LIMITI DELLO SVILUPPO Il salto di qualità dell’uso aggressivo all’ambiente si è verificato, intorno al XVIII secolo, con l’industrializzazione 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 Fino a pochi anni prima la popolazione mondiale era inferiore al miliardo di persone. Con la nascita dell’industria, 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 Questo è stato un gran bene per l’umanità, 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 L’industrializzazione e l’uso 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 l’uso delle risorse? Esiste un limite per lo sviluppo? Cosa si intende per sviluppo?

I LIMITI DELLO SVILUPPO Il tipo di sviluppo che si è realizzato finora nei Paesi ricchi del mondo (tra cui anche l’Italia), 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 l’aumento dei problemi ambientali nei singoli paesi e su tutta la Terra.

I LIMITI DELLO SVILUPPO 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 Mondo L’industrializzazione ha comportato una forte migrazioni di gente nelle città, ponendo nuovi problemi di trasporti e di servizi adeguati

I LIMITI DELLO SVILUPPO L’aumentato uso del petrolio, tra estrazione, trasporto, raffinazione e combustione, ha di molto aumentato l’inquinamento atmosferico Il bisogno di sicurezza e di facilità di approvvigionamento del petrolio comporta l’aumento delle tensioni internazionali e rischi di guerra

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

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

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

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

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

I LIMITI DELLO SVILUPPO 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 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 l’anidride carbonica non può essere considerata un inquinante

I LIMITI DELLO SVILUPPO Oltre a essere un alimento per le piante, la CO2 in atmosfera (insieme al vapore d’acqua e al metano) produce l’effetto serra. Sono queste sostanze presenti nell’aria che, assorbendo la radiazione termica prodotta dal riscaldamento del suolo da parte della radiazione solare, la trattengono e riscaldano i bassi strati dell’atmosfera (la troposfera). Questo effetto è benefico per l’ambiente abitato dall’uomo perché evita temperature medie molto basse

I LIMITI DELLO SVILUPPO 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 L’intensità dell’effetto serra, cioè il riscaldamento dell’aria, è tanto maggiore quanto più alta è la concentrazione di queste sostanze nell’atmosfera (che per questo vengono chiamati gas serra) Il riscaldamento dell’aria, con l’aumento 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, l’aumento del livello dei mari. Molti di questi effetti vengono considerati negativi per l’uomo, e per questo motivo si è preoccupati per l’aumento dell’effetto serra.

I LIMITI DELLO SVILUPPO Indizi dell’aumento dell’effetto 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 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 dell’aumento 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 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 dell’ozono stratosferico (buco dell’Ozono) che si è osservato soprattutto sopra i poli (in particolare sopra l’Antartide)

I LIMITI DELLO SVILUPPO 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 l’Ozono 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 l’uomo i rischi sono un aumento dei tumori della pelle e danni all’occhio.

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

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

I RIFIUTI: UNA RISORSA? Quindi in quell’epoca, 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? 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? Con lo sviluppo industriale e la produzione del vapore dalla combustione del carbone inizia la fase dell’inquinamento sia dell’aria (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? Parallelamente alla crescita delle popolazioni è anche aumentata la produzione dei rifiuti urbani

I RIFIUTI: UNA RISORSA? 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? 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? 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? 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? 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%

SENSIBILMENTE AUMENTATI I RIFIUTI: UNA RISORSA? 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?

I RIFIUTI: UNA RISORSA? L’aumento 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, l’attenzione rivolta più alla forma che al contenuto

La rivoluzione industriale È a partire dal 1859 che si entrò nella prima fase di sfruttamento industriale del petrolio. Il passo decisivo fu rappresentato dall’affermazione dell’automobile: nel 1910, gli USA producevano già 200.000 veicoli a motore, fatto che aprì grandi prospettive all’industria petrolifera.

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

La rivoluzione industriale Con l’industria di trasformazione e l’industria pesante di produzione (acciaio, energia elettrica, petrolchimica), con l’avvento diffuso del riscaldamento domestico e dei trasporti nelle grandi città, cresce il fenomeno dell’inquinamento 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

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.

La rivoluzione industriale e i RIFIUTI 61.000.000 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.

La rivoluzione industriale e i RIFIUTI 40.000.000 Tonnellate di rifiuti speciali di origine civile quali fanghi de depurazione di reflui civili, rottami da demolizione, rifiuti ospedalieri.

La rivoluzione industriale e i RIFIUTI 29.500.000 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).

La rivoluzione industriale e i RIFIUTI Per un totale quindi di ca. 130.500.000 T/anno nel 1998 Da notare che nonostante gli sforzi di raccolta differenziata i rifiuti smaltiti sono in costante aumento.

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):

La rivoluzione industriale e i RIFIUTI 130.500.000 T/anno x 2 = 261.000.000 mc/anno Un campo di calcio occupa una superficie di circa 7.000 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: 261.000.000 / 7.000 = 37.286 metri di altezza

La rivoluzione industriale e i RIFIUTI Frazione merceologica sugli RSU % Ton/anno Materia organica 29 8.555.000 Carta cartoni 28 8.260.000 Plastica 16 4.720.000 Legno e tessuti 4 1.180.000 Metalli Vetro 8 2.360.000 Altro 11 3.245.000 TOTALE 100 29.500.000

La rivoluzione industriale e i RIFIUTI La composizione merceologica

La rivoluzione industriale e i RIFIUTI La percentuale della composizione

La rivoluzione industriale e i RIFIUTI Una riflessione Derivati PETROLIO

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

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

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

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

Lo sviluppo sostenibile e i rifiuti 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 l’esigenza di discarica sfruttare le risorse potenzialmente rinnovabili ad un ritmo più lento di quello necessario per ricostruirle.

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

Lo sviluppo sostenibile e i rifiuti 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 RIDUZIONE 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

Lo sviluppo sostenibile e i rifiuti RIUSO Il riuso è una modalità di gestione dei rifiuti che si basa sull’impiego 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

Lo sviluppo sostenibile e i rifiuti RICICLAGGIO 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 dell’edilizia per riempimenti stradali

Lo sviluppo sostenibile e i rifiuti RECUPERO 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 l’utilizzo diretto, es.:

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

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

Lo sviluppo sostenibile e i rifiuti 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

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.

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.

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

Sviluppo sostenibile e uso delle risorse Un modello di sviluppo che richiede quantità crescenti di risorse e produce quantità crescenti di rifiuti non è sostenibile né per l’economia né per l’ambiente 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 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 Cosa possiamo fare nel nostro piccolo? Ad esempio: Raccogliamo differenziatamente i rifiuti Separando all’origine il secco dall’umido, il vetro e i metalli facilitiamo il riciclaggio, il riuso e la termovalorizzazione

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

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

Sviluppo sostenibile e uso delle risorse 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 Cosa possiamo fare nel nostro piccolo? Ad esempio: Privilegiamo per l’auto 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 ECO-SOSTENIBILE 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 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)

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

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

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 all’avanguardia, portano ad un aumento più che proporzionale dei consumi di risorse naturali

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

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

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

ECO-COMPATIBILITA’ DELLO SVILUPPO Ci sono testi che meglio definiscono quest’aspetto. Uno di questi è sicuramente “Capitalismo naturale La prossima rivoluzione industriale – Edizioni Ambiente”

SVILUPPO ECO-SOSTENIBILE L’elemento chiave della teoria è che l’economia sta spostando l’attenzione dalla produttività umana verso la produttività delle risorse

SVILUPPO ECO-SOSTENIBILE Questo cambiamento è idoneo a una riqualificazione dell’occupazione, a un miglioramento delle condizioni di vita dei più poveri e a una enorme riduzione dell’impatto umano sull’ambiente

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

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

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

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

SVILUPPO ECO-SOSTENIBILE l’esempio più lampante è il noleggio delle automobili

SVILUPPO ECO-SOSTENIBILE Un altro esempio nato nel 2002 è la prima lavatrice con display interattivo, che mentre dialoga con l’utente, 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

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

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

SVILUPPO ECO-SOSTENIBILE il problema del rispetto dell’ambiente, 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

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

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

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

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

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

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

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

SVILUPPO ECO-SOSTENIBILE Tale espressione definisce il comportamento di chi, pur consapevole della necessità di realizzazione di un’opera, ne rifiuta la collocazione “vicino a casa propria”

SVILUPPO ECO-SOSTENIBILE Questo provoca l’impossibilità 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

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

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)

Conclusioni È chiaro che per coniugare lo sviluppo con le esigenze della sostenibilità ambientale è necessaria una riconversione profonda dei concetti dell’economia 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 QUANTO TEMPO SARÀ NECESSARIO? DIPENDE DA NOI, SE VORREMO SOPRAVVIVERE COME CIVILTÀ