Indicatori di sostenibilità ambientale

Di

Giovanni Moranda

INTRODUZIONEINTRODUZIONE

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.

Economia ecologicaEconomia ecologica

Lavoro, capitale prodotto dall’uomo, capitale naturale.

Principi di sviluppo sostenibile :Principi di sviluppo sostenibile :

1)Vel. prelievo = Vel. di rigenerazione

2) Vel. prod. rifiuti = capacità d’assorbimento

ANALISI EMERGETICAANALISI EMERGETICA

Solar emergy ( emergia)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

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

Schematizzazione degli elementi di un Schematizzazione degli elementi di un sistema per effettuare un analisi emergeticasistema per effettuare un analisi emergetica

R = emergia RinnovabileR = emergia Rinnovabile

N = emergia Non RinnovabileN = emergia Non Rinnovabile

F = emergia acquistataF = emergia acquistata

Rapporto di impatto Rapporto di impatto ambientaleambientale =

(N+F)/R

(emergia dal sistema economico e da risorse locali non rinnovabili/emergia da

risorse rinnovabili)

Rendimento emergeticoRendimento emergetico = Y/F =

(R+N+F)/F

(emergia prodotto/emergia input provenienti dal sistema economico)

Investimento emergeticoInvestimento emergetico = F/(N+R)

(emergia fornita dal sistema economico/emergia fornita dall’ambiente)

PVS >> PS

Indici emergetici Indici emergetici

I = R + N I = R + N

Y = R + F + N Y = R + F + N

Se Se YY ( prodotto ) alto valore trasformity : ( prodotto ) alto valore trasformity :

1) Prodotto elevata complessità ;2) Processo è inefficiente ( dannoso ) . Equivalenza tra valore della moneta e la

quantità emergia contenuta in un prodottoEm Dollari Em EuroEm Dollari Em Euro

Come viene svolta un analisi

EmergeticaEmergetica

produzione di cerealiproduzione di cereali

Analisi emergetica di una Analisi emergetica di una produzione di cerealiproduzione 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 J 8.82*1010 1.50*103 0.13

Calore geotermico J 4.41*1012 2.55*104 112.52

Erosione del suolo J 7.12*1010 7.38*104 5.25

Fertilizzanti g 4.64*107 4.89*109 226.93

Combustibili J 2.67*1012 6.60*104 176.06

Macchinari agricoli g 2.11*107 6.70*109 141.30

Lavoro umano J 5.81*109 7.38*106 42.86

PRODOTTI

Cereali g 5.10*108 1.54*108 786.74

Trasformity cereali 1.54*10 Trasformity cereali 1.54*10 88 sej/g sej/g

ESEMPI DI INDICATORI DI ESEMPI DI INDICATORI DI SOSTENIBILITA’SOSTENIBILITA’

C. J. Cleveland (1982) EROIEROI ( 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 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

ECCOECCO (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.

ExergiaExergia

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 AcquaticoEcosistema Acquatico

EX=RT[( 1,8*10EX=RT[( 1,8*1066)P +(3,1*10)P +(3,1*1077)Z+(2,5*10)Z+(2,5*1088)F+7,4*10)F+7,4*1055(D+P+Z+F)](D+P+Z+F)]

R = costante dei gas R = costante dei gas

T = temperatura assoluta ecosistemaT = temperatura assoluta ecosistema

P = concentrazione di fitoplanctonP = concentrazione di fitoplancton

Z = concentrazione di zooplanctonZ = concentrazione di zooplancton

F = concentrazione di pesciF = concentrazione di pesci

D = concentrazione di detrito dell’ecosistemaD = concentrazione di detrito dell’ecosistema

Emergia/ exergiaEmergia/ exergia• EmergiaEmergia è un approccio che valuta la qualità

dell’energia sulla base di ciò che è necessario per la costituzione di un prodotto.

• ExergiaExergia è un approccio che valuta la quantità di lavoro o di calore ricavabili da un prodotto.

• Il rapporto tra Emergia ed Exergiarapporto 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).