UNA NUOVA TEORIA SULL’ “EFFETTO SERRA”

C’è qualcosa di nuovo nel dibattito scientifico sui cambiamenti climatici ed in particolare sull'”effetto serra”.

Un  gas sino ad oggi poco considerato sarebbe il maggior responsabile dello stravolgimento del ciclo naturale delle  stagioni, degli eventi meteorologici estremi e dell’ “effetto serra”.

Il gas in questione é il vapore acqueo, prodotto da qualsiasi combustione , sia questa di petrolio, gas naturale, legno o di  altro combustibile che contenga anche in minima parte idrogeno.

Ciò avviene perchè la combustione altro non è che una reazione chimica con l’Ossigeno: dalla combinazione chimica tra Ossigeno e l’Idrogeno (contenuto ad es. nella benzina ed in ogni altro idrocarburo -composto cioè da Idrogeno e Carbonio-) otteniamo “acqua di sintesi”, o se si preferisce “acqua di smog”.

Ma, quanto vale l’azione esercitata dall’acqua di sintesi emessa sotto forma di vapore surriscaldato (e pertanto invisibile ad occhio nudo) nel contesto dell’effetto serra ?

Con una metafora presa in prestito dal mondo economico, se l’effetto serra fosse una Società per Azioni il vapore acqueo, rispetto a tutti gli altri gas ad effetto serra, rappresenterebbe l’azionista di maggioranza, nel senso che il suo valore è stimato nell’ordine del 70%.

Ricordiamo che i gas ad effetto serra presi in esame dalla Commissione Scientifica dell’ONU che studia i cambiamenti climatici sono solo quattro ed escludono, stranamente, proprio il vapore acqueo:  Anidride Carbonica (il cui ruolo vale appena il 15%),  metano, CFC e protossido di Azoto (la somma totale di questi ultimi gas vale un altro 15%).  

Curiosamente, anche se per ora non viene preso in considerazione, la conferma  che il vapore acqueo svolga un ruolo primario sull’effetto serra viene proprio dalla Commissione composta dai  2.000 scienziati riuniti sotto l’egida  dell’ONU nell’ I.P.C.C. (Intergovernmental Panel on Climate Change), ai quali e’ stato chiesto di verificare l’influenza delle attività umane sul clima del nostro pianeta.

Infatti, nel loro primo rapporto, presentato a Sundsvall nell’agosto del 1990, gli scienziati facenti parte dell’ I.P.C.C.  hanno affermato: “Siamo sicuri di quanto segue: ….le emissioni causate dall’attività dell’uomo aumentano sostanzialmente la concentrazione nell’atmosfera dei gas ad effetto serra, diossido di carbonio (CO2) metano (CH4), clorofluorocarburi (CFC) e protossido di Azoto (N2O). Questi aumenti intensificheranno l’effetto serra …. Il principale gas serra, il vapore acqueo, aumenterà in conseguenza del riscaldamento globale, aumentandolo a sua volta”.                     

Ma non basta.

Andre’ Hufty, professore ordinario al Dipartimento di Geografia dell’Università  di LAVAL, noto per i suoi studi sul clima, nel suo libro “La Climatologia” riporta un grafico che illustra la maggior valenza del vapore acqueo ai fini del bilancio termico della superficie terrestre.

Le misure riscontrate nel corso di varie ricerche e riportate nel grafico  imputano al vapore acqueo  un’azione di assorbimento forte nei confronti delle radiazioni infrarosse “medie” e “lontane” (si definiscono medie le radiazioni comprese fra i 3 e i 24 micro metri, lontane quelle superiori a 24 micro metri di lunghezza), in misura molto più marcata rispetto a quella svolta per esempio dall’anidride carbonica.

Anche nello spettro di radiazioni infrarosse “prossime” (da 0,7 a 3 micro metri) il vapore acqueo presenta un’azione di forte assorbimento in ben cinque bande, contro una sola che riguarda  l’anidride carbonica. Si può quindi ritenere che il vapore acqueo sia un gas serra molto più efficace  della CO2 (circa 10 volte di più)  ai fini dell’assorbimento di calore in atmosfera.                                                  

A supportare la tesi che il vapore acqueo sia l’attore principale nel ruolo di termoregolatore della Terra vi è anche il reportage raccolto da Curt Suplee, giornalista scientifico del “Washington Post”.

In un suo  articolo, pubblicato sulla prestigiosa rivista “National Geographic” nel mese di maggio 1998, a proposito dell’effetto serra ha scritto:  “Senza la nostra atmosfera la temperatura media globale sarebbe di circa – 18 °C, al posto degli attuali + 15 °C. La luce del Sole arriverebbe a colpire la superficie della Terra con un’ energia superiore a quella di tre lampadine da 100 Watt per metro quadrato, provocando al suolo l’emissione di raggi infrarossi, come se il pianeta fosse un gigantesco termosifone. Privo di ostacoli, tutto quel calore   tornerebbe a disperdersi nel vuoto cosmico. Grazie, invece, alla presenza dell’atmosfera solo parte di esso riesce a sfuggire nello spazio. Il resto rimane intrappolato negli strati d’aria più bassi, che contengono vari gas (VAPORE ACQUEO, CO2, metano ecc.) in grado di assorbire i raggi infrarossi in uscita.   …. L’intero processo si chiama “effetto serra” ed é dovuto per lo più al principale gas serra, il vapore acqueo”.

“Se la temperatura sale – continua Suplee – evaporano maggiori quantità di acqua e poichè un’atmosfera più calda può trattenere una misura maggiore di vapore acqueo si innesca un circolo vizioso: più l’aria si scalda più aumenta il suo contenuto di vapore acqueo…”.

Peccato, però, che Suplee poi concluda che le attività umane siano insignificanti ai fini del volume di acqua presente in atmosfera.

Tornando alla nostra premessa, vale a dire che il vapore acqueo abbia una certa influenza sul clima del nostro pianeta, quali sono le quantità immesse in atmosfera con le attività umane ?

Sebbene chi studia chimica sappia che dalla reazione dell’Ossigeno con un idrocarburo si generi, oltre ad energia termica, anidride  carbonica ed acqua, forse non tutti sanno che da 1 Kg di benzina o gasolio, una volta bruciati, si ottiene 1,4 Kg di acqua sotto forma di vapore surriscaldato e che da 1 Kg di gas metano si ricavano addirittura 2,2 Kg di acqua.

Se vogliamo esaminare il problema da un punto di vista più completo questi sono esattamente i prodotti della combustione:

da 1 Kg di benzina    si producono   1,4 Kg di acqua e 3,09 di CO2

da 1 Kg di gas metano ”          ”   2,2 Kg di acqua e 2,75 di CO2

quindi, dopo ogni combustione di idrocarburo il vapore  acqueo è presente, rispetto alla massa totale, con una percentuale che varia dal 30 al 45%.

Poiché allo stato attuale delle conoscenze si pone grande attenzione ai quantitativi di anidride carbonica rilasciata con  l’impiego di combustibili fossili, altrettanta attenzione si dovrebbe rivolgere al vapore acqueo “di sintesi”, che nei grandi numeri vale circa le stesse quantità attribuite all’anidride carbonica.

Con una particolarità: a parità di quantitativo emesso il vapore acqueo delle combustioni ha un assorbimento dei raggi infrarossi maggiore dell’anidride carbonica, tanto da essere il gas più importante tra quelli definiti “ad effetto serra”.

            Esempi di produzione dell’acqua di sintesi 

Per avere un riferimento concreto basti pensare che:

– un’automobile di media cilindrata che viaggi a 100 Km/h in un’ora immette in atmosfera 8 Kg di acqua, sotto forma di vapore surriscaldato, a circa 200 °C;

– una centrale termica di un grosso condominio o di una piccola industria (1.000.000 Kcal/h) in un’ora immette in atmosfera 130 Kg di acqua a temperature superiori ai 200 °C;

– una centrale termica di grandi dimensioni (10.000.000 Kcal/h) in un’ora immette in atmosfera 1.300 Kg di acqua a più di 200 °C;

– una nave mercantile di grossa stazza dopo un’ora di navigazione al massimo regime ha immesso in atmosfera da 10.000 a 15.000 Kg di  acqua ad oltre 200 °C;

– un jet tipo BOEING 747 per ogni ora di volo a pieno regime immette in atmosfera 18.000 Kg di acqua ad oltre 500 °C;

– una centrale termo-elettrica, alimentata ad olio combustibile, che eroghi 500 Mega Watt/h (non molto grande, peraltro), dopo un’ora di funzionamento a regime ha immesso in atmosfera circa 130.000 Kg di acqua ad oltre 400 °C:

dopo 24 ore di lavoro  ha prodotto così tanta acqua da riempire una piscina lunga 100 metri, larga 10 metri e profonda 3,12 metri per un totale di 3.120 tonnellate di acqua !

                 

         Impatto ambientale del vapore delle combustioni 

Oltre alle notevoli quantità immesse in atmosfera andrà da ora in avanti considerata anche la temperatura di vaporizzazione del vapore acqueo proveniente dalle combustioni.

Secondo il prof. Dino Dini, Direttore del Dipartimento di Energetica all’Università di Pisa, esperto di missilistica, che ha lavorato vari anni come ricercatore aerospaziale al Jet Propulsion Laboratory di Pasadena, le masse di vapore delle combustioni, seppur diffuse non in modo uniforme, creano uno squilibrio nella circolazione atmosferica generale. Il vapore delle combustioni infatti può ascendere, grazie alla turbolenza da esso stesso creata ed in virtù delle correnti ascensionali naturali che si generano con l’irraggiamento solare, a quote di 50 km ed oltre. Tramite le ricerche condotte durante i voli spaziali ed anche per mezzo di speciali aerei supersonici ad esempio sono state individuati ammassi di vapore anche ad 80 Km di altezza.                                             

Stando alle considerazioni del prof. Dini il fenomeno è stato fino ad oggi trascurato, poichè si è sempre pensato che il vapore acqueo liberato dalle combustioni si espanda e si ricondensi entro i primi 10 Km di quota e che perciò ricada ben presto al suolo. Ma una parte di questo troverebbe delle correnti ascensionali, come dei vicoli privilegiati, che gli consentirebbero di salire ancor di più: questo almeno dovrebbe accadere per il vapore acqueo prodotto dalle centrali termiche e da tutti i motori circolanti sulla superficie terrestre, mentre un discorso a parte merita il vapore acqueo immesso in atmosfera dagli aerei (che già viaggiano a quote comprese tra gli 8 ed i 10 km) e da tutti i voli spaziali.

Comunque, anche il vapore immesso a partire da quote basse può compiere molte migliaia di Km prima di ricadere al suolo.

Prova ne sono i granelli di sabbia trasportati dall’Africa sino alle latitudini europee, nonchè il ritrovamento nei ghiacci della Groenlandia dei metalli contenuti nelle marmitte catalitiche. Questi metalli, in particolare platino, palladio e rodio, sono indubbiamente stati “spediti” dai vari tubi di scappamento di veicoli catalizzati circolanti in USA e Canada: va sottolineato il fatto che la distanza in linea d’aria tra gli USA e la Groenlandia è superiore ai 3.000 Km.        

                                                                                                        

        

 

Peso molecolare ed “effetto mongolfiera”

Il fenomeno della ascesa in quota e della lunga circolazione di particelle anche pesanti, come granelli di polvere e metalli, avviene perché il vapore acqueo determina un “effetto mongolfiera”, in quanto il suo peso specifico é i 3/5 dell’aria secca e come tale può trascinare con sé anche sostanze ben più pesanti dell’aria.

Una spiegazione più dettagliata suggerisce che tutto avviene per la differenza di peso molecolare: quello del vapore acqueo è infatti 18, mentre l’aria secca ha un peso molecolare di quasi 29.

Quindi il vapore, in virtù del diverso peso molecolare (si potrebbe dire anche grazie alla minore densità del vapore rispetto agli altri gas atmosferici), agisce come una forza diretta verso l’alto.                                                                                                

           Acqua di sintesi per irrigare il deserto

Per completare il bilancio del vapore acqueo generato dalle combustioni, inoltre, dovremmo considerare quello derivante dalla combustione dei gas detonanti, che si riscontra nelle vicinanze di pozzi petroliferi e metaniferi, la cui quantità  ammonta a valori notevoli.

Basti dire che il ricercatore americano Ralph M. Rotty, dell’OAK RIDGE INSTITUTE FOR ENERGY ANALYSIS, stima che la quantità dei gas detonanti bruciati con grandi griglie che sprigionano lunghe fiammate valgono circa il 3% di tutti gli idrocarburi bruciati per usi antropici.                                                                                       

Per avere un’idea di cosa significa una combustione di gas detonanti basta visionare le fotografie notturne riprese nel corso del “Defense Meteorological Satellite Program” dell’US Air Force che mostra numerose sorgenti luminose che si espandono dai campi petroliferi di Algeria, della Libia e della Nigeria, sino alla  zona del Golfo Persico, segno tangibile delle fiammate coincidenti con le zone estrattive (vi sono riprese alcuni immagini, come quelle dei pozzi di estrazione di gas naturale, che mostrano una sommatoria di alcune fiamme, la cui grandezza è comparabile a circa ¼ (un quarto) dell’intera superficie della Sicilia!).                                                               

                                                                                                                           

Se potessimo intervenire sugli impianti che bruciano tali gas detonanti con un intervento tecnologico adeguato avremmo sicuramente, oltre ad un certo recupero energetico, tanta “acqua di sintesi” a disposizione in luoghi solitamente desertici.

Questo obiettivo sarebbe facilmente raggiungibile tramite una ventilazione forzata ricavata dall’energia termica oggi inutilmente sprecata con le fiamme libere e grazie alle basse temperature che si raggiungono nelle zone desertiche dal tramonto sino all’alba.

Considerato poi che l'”acqua di smog”, contenendo deboli percentuali di composti dell’Azoto, ha già confermato – nel corso di 10 anni di sperimentazione – di possedere proprietà fertilizzanti, si può immaginare quale utilità potrebbe avere, per esempio per irrigare ed alimentare nuove zone adibite ad oasi o per una utilizzazione agricola o floro-vivaistica anche a distanza, tramite il trasporto di detta acqua in apposite tubazioni.

          Altre fonti di vapore acqueo delle combustioni

Per concludere, altre fonti di vapore acqueo rilasciato a temperature molto alte (a volte superiori agli 800 °C) sono gli incendi di foreste (1 Kg di legno verde può produrre anche oltre 1 kg di acqua di sintesi, sia perchè la lignigna è composta da idrogeno, sia per l’umidità presente nel tronco) e le eruzioni vulcaniche: le prime sono forse attribuibili all’opera ancora una volta dell’uomo, le seconde all’opera della Natura.

Mentre le attività umane potrebbero essere gestite in modo da controllarne le conseguenze sull’ambiente, le eruzioni vulcaniche sono forze della natura incontrollabili.

L’importante però é non creare una sinergia tra le forze scatenate dalla natura con l’impatto ambientale dovuto alle attività umane.

       Le eruzioni vulcaniche e le “estati senza sole”

Che le eruzioni vulcaniche possano anche da sole influenzare l’andamento della circolazione atmosferica generale e cambiare il clima a livello planetario è ormai accertato: dopo le eruzioni del Tambora (1815) e del Krakatoa (1883) – in Indonesia – il clima della Terra subì forti ripercussioni. Gli anni successivi alla eruzione del Tambora furono particolarmente freddi, specie in Europa  e negli USA, tanto che gli annali agronomici americani definirono quel periodo come “gli anni senza estate”. La causa fu attribuita alla diffusione delle polveri in alta atmosfera, le quali hanno fatto da freno all’energia solare, al pari di un grande ombrello sospeso nella nostra atmosfera.

Tuttavia nessun fisico dell’atmosfera fino ad oggi ha evidenziato come la polvere vulcanica sia stata portata così in alto (70-80 Km) dalle correnti ascensionali generate dal vapore acqueo surriscaldato ad oltre 700 °C. Infatti, tutte le eruzioni vulcaniche hanno un contenuto di vapore acqueo che può arrivare anche all’80% rispetto alla massa totale dei fumi, vapore che abbiamo detto prima ha un peso specifico inferiore a quello dell’aria secca (esattamente i 3/5).

        Una nuova ipotesi sulla scomparsa dei dinosauri

Alla luce di queste considerazioni sul vapore delle combustioni ed estendendole ad altri periodi della storia del nostro pianeta potremmo anche ipotizzare perché sono scomparsi i dinosauri che molti milioni di anni fa popolavano la Terra. All’epoca dei dinosauri vi era una vegetazione rigogliosa, con foreste tropicali ed anche molti vulcani attivi. Sarebbero stati proprio i vulcani ad immettere nell’atmosfera enormi quantità di vapore acqueo surriscaldato (che ha creato forti correnti ascensionali), il quale ha trascinato con sé le polveri vulcaniche ed i composti dello Zolfo, diffondendoli nella zona definita mesosfera (a circa 70 Km di altezza), intorno a tutto il pianeta. Le polveri ed i composti dello Zolfo hanno poco a poco variato il meccanismo di ricezione dell’energia solare che giunge al suolo terrestre, producendo poi quei cambiamenti al clima che hanno determinato la scomparsa dei dinosauri.

Naturalmente, tutti gli effetti negativi descritti fin qui, ad iniziare dall’effetto serra per giungere alle conseguenze sugli esseri viventi causate dall’inquinamento atmosferico, potrebbero essere evitati se i gas di scarico di qualsiasi combustione fossero emessi a temperature prossime a quella ambiente e gestiti attraverso un processo tecnologico controllato.

Infatti, con una appropriata tecnologia che sfrutta anche il calore latente contenuto nei gas di scarico si potrebbe ottenere:

1) un risparmio energetico stimato dall’8 al 18%;

2) una gestione controllata delle emissioni e una drastica  riduzione dell’effetto serra;

  

3) un liquido ottenuto dalla condensa dei fumi denominato “acqua di sintesi”, utilmente  

    riciclabile per scopi agricoli o di chimica industriale.

                                    
Info: http://geocities.com/mangiasmog/solution_for_smog.html
              http://it.youtube.com   (search:  NO SMOG)

copyright 2008 CURIOSITYBOX