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Focous Group Termodinamica

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Slide di supporto per il Focous Group Termodinamica e la Sostenibilità ambientale. Ricordarsi Postit e pennarelli

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Focous Group Termodinamica

  1. 1. Energia e Sostenibilità Giovanni Mazzitelli
 Laboratori Nazionali di Frascati (LNF) 
 dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) Frascati Scienza www.lnf.infn.it; www.frascatiscienza.it giovannimazzitelli.blog
  2. 2. cosa significa per voi la parola sostenibilità? prodotti, modelli o pratiche
  3. 3. “lo Sviluppo sostenibile è uno sviluppo che soddisfa i bisogni del presente senza compromettere la possibilità delle generazioni future di soddisfare i propri bisogni” Rapporto Brundtland, 1987
  4. 4. Quali valori rappresenta la sostenibilità?
  5. 5. energia cosa è, prodotti, i modelli e le pratiche di produzione
  6. 6. L'energia è la grandezza fisica che misura la capacità di un corpo o di un sistema fisico di compiere lavoro, a prescindere dal fatto che tale lavoro sia o possa essere effettivamente svolto
  7. 7. alcuni numeri Fabbisogno mondiale 15 TW ovvero 130 milioni di GWh Consumo giornaliero 11.4 kW (USA)-0.6kW (india) 
 media mondiale 2.2 kW ovvero 53 kWh/giorno/persona
 ognuno in media consuma l’equivalente di 33 persone che lavorano 
 8 ore al giorno
 33% trasporti, 34% industria, 33% terziario e residenziale il 27% dell’energia viene persa in generazione e trasmissione
  8. 8. Fusione nucleare dell'idrogeno (fonte di energia del Sole) Fusione nucleare deuterio-trizio Fissione nucleare (dell'U 235 puro) (Usato al 80-90% in bombe 
 atomiche e nel reattore nucleare a fissione dei sottomarini nucleari) Uranio arricchito (3,5% U235) nel reattore nucleare ad acqua naturale Idrogeno (liquefatto a -235 °C) Metano (1,013bar, 15 °C) Gas naturale (compresso) a 200 bar GPL: propano GPL: butano Benzina Gasolio/Gasolio da riscaldamento Energia potenziale dell'acqua in diga (alta 100 m) Molla (molla di orologio), molla di torsione 0 1 10.000 100.000.000 0 0,001 45,8 46,9 49,1 49,6 53,6 55,6 143 3.456.000 88.250.000 337.000.000 645.000.000 Densità di energia per massa (MJ/kg) 0,0003 il paradosso energetico il paradosso energetico
  9. 9. reversibilità
  10. 10. efficienza
  11. 11. 1. conservazione dell’energia: nulla si crea e nulla si distrugge, tutto si trasforma 2. irreversibilità - è impossibile in natura realizzare un processo spontaneamente reversibile, ogni trasformazione porta a un degrado costante delle risorse – massa ed energia – che entrano nel processo. La misura di questa tassa da pagare è detta entropia, che possiamo quindi considerare anche come una misura delle scorie della trasformazione 3. efficienza: i processi non spontanei o non reversibili oltre a produrre entropia, hanno anche bisogno di lavoro per poter accadere; è quindi impossibile realizzare un processo che sia efficiente al 100%.
  12. 12. Miniera d’uranio - Kakadu - Australia
  13. 13. quarto principio della termodinamica materia ed energia entrano nel processo economico con un grado di entropia relativamente bassa e ne escono con un'entropia più alta Nicholas Georgescu-Roegen
  14. 14. <——> massa-energia l’universo fisico sfera abiotica l’ambiente chimico fisico nel quale non può crescere, mantenersi riprodursi la vita la vita è insostenibile eco sfera l’ambiente chimico fisico dove la vita cresce si mantiene e riproduce la vita è sostenibile sfera antropica lo spazio in cui opera l’uomo con scambi di energia e materia
  15. 15. “… promemoria energetico: • 1 kWh è il lavoro che fa un uomo in 5 ore, con un costo di almeno 50 euro • 1 kWh elettrico costa 17 centesimi; equivalente ad un lavaggio in lavatrice… • 1 kWh si produce con 1 m2 di pannelli solari, aspettando 5 ore circa in una bella giornata • 1 kWh è disponibile bruciando un bicchiere di benzina; 2-3 km in macchina • 1 kWh è contenuto in un granello di polvere di Uranio…”
  16. 16. • rendita al m2 di terreno agricolo —> 20 €/m2 circa (pomodori, fiori ecc) • rendita al m2 di pannelli solari con incentivi —> 62 €/m2 circa • rendita al m2 di pannelli solari senza incentivi —> 16 €/m2 circa
  17. 17. “Fantastico potere delle parole: l’espressione “riscaldamento antropico” basta da sola a distogliere l’attenzione dai meccanismi strutturali e a focalizzarla sui comportamenti individuali; per uscire dalla crisi ecologica, occorrerebbe in primo luogo che ognuno di noi, restandosene saggiamente al proprio posto nella società, si assumesse la propria responsabilità personale di cambiare “stile di vita”: gli imprenditori, producendo tecnologie verdi; i consumatori, utilizzandole”. L’impossibile capitalismo verde
 Daniel Tanuro
  18. 18. ENVIRONMENTAL DEBT (Any Larkin): Twentieth-Century Business Rules Use Incomplete Metrics to Measure Performance 1) Pollution is largely free to the polluter. 2) Earnings statements do not include long-term financial, economic and social impacts. 3) Governments subsidize business with no concern for environmental impact. This model no longer works. Here’s what can. The Nature Means Business (NMB) Framework 1) Pollution can no longer be free and can no longer be subsidized. 2) The long view must guide all decision making and accounting. 3) Government plays a vital role in catalyzing clean technology and growth while preventing environmental destruction
  19. 19. 1 kWh è disponibile bruciando un bicchiere di benzina; 2-3 km in macchina
  20. 20. pullman fiumicino aereoprto - centro di Roma: 4 euro, 8 euro andata e ritorno. La compagnia aerea sulla quale sto viaggiando si permette di fare anche pubblicità comparativa: "vi ricordiamo che risparmiate 10 euro a viaggio rispetto al treno". L'Italia è il secondo paese d'Europa per vetture pro capite!
  21. 21. 23% gas, 25% carbone, 37% petrolio —> 86 % combustibili fossili 6% nucleare, 4% biomasse, 3% idrologico, 1% altre rinnovabili
  22. 22. APRE 2013 Scenari 2010 - 2050 3 2050 World GDP (constant USD), Source: Global Europe 2050 debito pubblico Mettendo a confronto PIL e fatturato si scopre che delle prime 100 economie mondiali 47 sono multinazionali.
  23. 23. spoken human, between 200,000 (Homo sapiens) and 50,000 years ago life expectancy ~ 20 years Todays life expectancy 67.2 years life expectancy ~26 years life expectancy ~28-30 years life expectancy ~30-45 years Milions GWh/y
  24. 24. “la tecnica nega l’arte. Bisogna servirla, la tecnica, altrimenti è l’angoscia, la morte. Si impone, annienta ogni sentimento che non sia pronto a sottostarle. Uccide l’umanità, vale a dire l’umano e l’uomo. Fermarsi, rifiutare una situazione, cercare altre vie, porsi degli interrogativi, in una parola educarsi, significa sottoporsi ad una tale tensione, a una marcia controcorrente così faticosa che solo un élite (e domani una super élite) potrà permettersi, accettando la morte, il retaggio sociale di affrontare il problema” Pierpaolo Pasolini
  25. 25. http://www.frascatiscienza.it/dammi-un-feedback/
  26. 26. crediti Maxwell, 2nd class demon, continues the journey in the world of relativity. Inspired by "Alice's Adventures in Wonderland" and "Mickey Mouse in the Delta Dimension" by Romano Scarpa. Growing Green Economies - On the eve of Rio+20, OECD calls for greening growth to improve the economy, protect the environment, and reduce global inequality. For more info visit: www.oecd.org/rio+20 Tempi moderni - Charlie Chaplin Enrico Fermi - Termo Dinamica Nicholas George- Roegen - Bioeconmia Pierangelo Dacrema - Marx & Kaynes La Seconda rivoluzione verde - Raccolta di Le Scienze Berlinguer l’austerità giusta - I precursori della decrescita S. Latousche a cura di G. Marcon Breve trattato sulla decrescita serena - Serge Latousche Pasolini L’insanita moderna - I precursori della decrescita S. Latousche a cura di P. Bevilacqua L’impossibile Capitalismo verde - Daniel Tanuro Prosperità senza crescita, economia per il pianeta reale - Tim Jackson Le regole del gioco, P. W. Atkins, Zanichelli, 2010, ISBN: 8808061450; Termodinamica, E. Fermi, Bollati Boringhieri, 1977, ISBN: 8833951820 A. R. Romeiro, H.N. Sá Earp, The Entropy Law and the impossibility of perpetual economic growth, arXiv:1309.2274v1 [physics.soc-ph] Le chiacchiere con Fabrizio Murtas e Giuseppe Mazzitelli wikipedia e immagini tratte da web di vari fotografi, spesso sconosciuti che ringraziamo…

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