Indicatori di sostenibilità ambientale Giovanni Moranda

INTRODUZIONE Sostenibilità L’insieme di relazioni tra le attività umane la loro dinamica con la biosfera. Queste relazioni devono esser tali da permettere alla vita umana di continuare, agli individui di soddisfare i propri bisogni e alle diverse culture umane di svilupparsi, ma in modo tale che le variazioni che vengono apportate alla natura dalle attività antropiche stiano entro certi limiti da non distruggere il contesto biofisico globale.

Principi di sviluppo sostenibile : Economia ecologica Lavoro, capitale prodotto dall’uomo, capitale naturale. Principi di sviluppo sostenibile : 1)Vel. prelievo = Vel. di rigenerazione 2) Vel. prod. rifiuti = capacità d’assorbimento

Unità di misura è il solar emergy joule ( sej ) ANALISI EMERGETICA Solar emergy ( emergia) : Quantità energia solare necessaria ( direttamente o indirettamente ) per ottenere un prodotto o un flusso di energia di un dato processo. Unità di misura è il solar emergy joule ( sej ) Energy memory

Trasformity = emergia / energia Trasformity = emergia / massa Solar trasformity ( Trasformity) : quantità di energia solare direttamente o indirettamente necessaria per ottenere un joule di energia di un altro tipo o un grammo di un dato prodotto. Trasformity = emergia / energia Trasformity = emergia / massa Unità di misura è sej / J o sej / g

R = emergia Rinnovabile N = emergia Non Rinnovabile Schematizzazione degli elementi di un sistema per effettuare un analisi emergetica R = emergia Rinnovabile N = emergia Non Rinnovabile F = emergia acquistata

Indici emergetici I = R + N Y = R + F + N Rapporto di impatto ambientale = (N+F)/R (emergia dal sistema economico e da risorse locali non rinnovabili/emergia da risorse rinnovabili) Rendimento emergetico = Y/F = (R+N+F)/F (emergia prodotto/emergia input provenienti dal sistema economico) Investimento emergetico = F/(N+R) (emergia fornita dal sistema economico/emergia fornita dall’ambiente) PVS >> PS Indici emergetici I = R + N Y = R + F + N

Se Y ( prodotto ) alto valore trasformity : Prodotto elevata complessità ; Processo è inefficiente ( dannoso ) . Equivalenza tra valore della moneta e la quantità emergia contenuta in un prodotto Em Dollari Em Euro

Come viene svolta un analisi Emergetica

produzione di cereali

Analisi emergetica di una produzione di cereali INPUT Unità di misura Unità/anno Transformity (sej/unità) Emergia (1015sej/anno) Energia solare J 6.41*1015 1 6.41 Pioggia g 9.10*1011 8.99*104 81.81 Vento 8.82*1010 1.50*103 0.13 Calore geotermico 4.41*1012 2.55*104 112.52 Erosione del suolo 7.12*1010 7.38*104 5.25 Fertilizzanti 4.64*107 4.89*109 226.93 Combustibili 2.67*1012 6.60*104 176.06 Macchinari agricoli 2.11*107 6.70*109 141.30 Lavoro umano 5.81*109 7.38*106 42.86 PRODOTTI Cereali 5.10*108 1.54*108 786.74 Trasformity cereali 1.54*10 8 sej/g

ESEMPI DI INDICATORI DI SOSTENIBILITA’ C. J. Cleveland (1982) EROI ( Energy Return On Investment) Tale indicatore considera tutto gli input diretti ed indiretti di energia coinvolti in un processo e l’output totale: EROI t = ∑ k Eo k, t / ∑k Ei k, t dove: Eo = energia dell’output dell’energia del tipo k-esimo al tempo t Ei = energia dell’input dell’energia del tipo k-esimo al tempo t

ECCO (Evolution of Capital Creation Options) sviluppata M ECCO (Evolution of Capital Creation Options) sviluppata M. Slesser (1990) alla University of Edinburgh. Scala applicazione nazionale o regionale Questi modelli considerano le interconnessioni tra i vari modelli chiave di una economia quali la struttura e la dinamica della popolazione, la disponibilità di risorse, il livello di industrializzazione e l’efficienza di trasformazione tra i vari settori, l’investimento di capitale ed il sistema fiscale.

Exergia L’approccio exergetico considera la riduzione di qualità che accompagna la trasformazione da un tipo ad un altro di energia e viene solitamente applicato a singoli processi tecnologici (da C. J. Cleveland, 1989). La funzione exergia è stata anche estrapolata all’analisi della sostenibilità degli ecosistemi per dare una valutazione del livello organizzativo in cui questi si collocano nei vari stadi della loro evoluzione. Ogni componente viene “pesato” secondo il suo livello di complessità che è dato dalla quantità di informazione che i geni organizzano nel DNA.(S. E. Jørgensen, 1992).

Ecosistema Acquatico EX=RT[( 1,8*106)P +(3,1*107)Z+(2,5*108)F+7,4*105(D+P+Z+F)] R = costante dei gas T = temperatura assoluta ecosistema P = concentrazione di fitoplancton Z = concentrazione di zooplancton F = concentrazione di pesci D = concentrazione di detrito dell’ecosistema

Emergia/ exergia Emergia è un approccio che valuta la qualità dell’energia sulla base di ciò che è necessario per la costituzione di un prodotto. Exergia è un approccio che valuta la quantità di lavoro o di calore ricavabili da un prodotto. Il rapporto tra Emergia ed Exergia può essere visto come un indice dell’efficienza con cui un sistema trasforma gli input a disposizione misurati secondo l’equivalente solare (emergia) in un output di organizzazione del sistema stesso (exergia).