Estate, aria condizionata e riscaldamento globale
Il condizionatore e i gas refrigeranti
di Iacopo Cerri
L'arrivo dell'estate e delle temperatura elevate si abbina, sempre con una maggior diffusione, all'utilizzo incontrollato dell'aria condizionata. Non tutti sanno però cha all'interno del nostro condizionatore scorre un gas refrigerante che è una delle (molte) cause del riscaldamento globale.
Ma come funziona un condizionatore?
Partiamo da una breve introduzione tecnica.
Il condizionatore d'aria funziona sfruttando un ciclo termodinamico di espansione e condensazione di un fluido refrigerante che permette di cedere o assorbire calore dall'ambiente esterno.
Generalizzando e semplificando, gli elementi essenziali per il funzionamento di condizionatore d'aria sono:
- Un compressore che comprimendo il gas in arrivo lo porta a una pressione e ad una temperatura più alta
- Un condensatore che ha lo scopo di rendere liquido il gas sottraendo calore al fluido e cedendolo all'esterno
- Una valvola di espansione che permette una perdita di pressione e una diminuzione della temperatura
- Un evaporatore che vaporizza il liquido, assorbendo calore dall'esterno permettendoci così di avere le basse temperature tanto desiderate.
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1. Condensatore (lato caldo) 2. Valvola di espansione 3. Evaporatore 4. Compressore |
I fluidi utilizzati per il funzionamento di questo ciclo termodinamico sono tantissimi, naturali e artificiali e nel corso degli anni l'innovazione ha prodotto miscele sempre più performanti. Tuttavia, l'impatto ambientale di questi composti si è rivelato altissimo.
Alcuni di questi gas, come i CFC (clorofluorocarburi), sono già stati oggetto del Protocollo di Montreal del 1987 all'interno del quale si pianificava una progressiva diminuzione dell'utilizzo in quanto lesivi per lo strato dell'ozono atmosferico.
Grazie a questa intesa, nel 2000 la produzione di CFC scese in maniera significativa, grazie anche all'introduzione dei meno dannosi idroclorofluorocarburi (HCFC); per alcune applicazioni (come i condizionatori per automobili), si è passati anche all'uso di idrofluorocarburi (HFC) che, non contenendo atomi di bromo o di cloro, non sono dannosi per lo strato di ozono ma che sono comunque dei potenti gas “climalteranti” in quanto contribuiscono in maniera significativa all'aumento dell'effetto serra.
Effetto Serra e riscaldamento globale
L'effetto serra è un fenomeno molto importante grazie al quale il nostro pianeta raggiunge delle temperature compatibili con la vita. Tutto il sistema si basa su un equilibrio dato dalle radiazioni del sole, che passano l'atmosfera, e l'irraggiamento infrarosso che produce la Terra in seguito al riscaldamento dovuto all'energia solare e che i gas serra respingono e trattengono sulla superficie del pianeta.
L'equilibrio però, per definizione, è uno stato che poco si addice all'uomo.
La produzione e l'emissione di grandi quantità di gas serra provoca un aumento della quantità di calore trattenuto dalla nostra atmosfera con l'inevitabile conseguenza dell'aumento delle temperature.
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| Schema di funzionamento dell'effetto serra |
I principali gas serra sono il vapor acqueo (H2O), l'anidride carbonica (CO2), il metano (CH4) e il protossido di azoto (N2O).
L'effetto serra, a livello internazionale, è stato affrontato più volte e il Protocollo di Kyoto è stato l'atto formale in cui la maggior parte delle nazioni hanno pianificato la graduale diminuzione di emissione di anidride carbonica e di altri gas serra tentando di diminuire l'impatto sul pianeta.
L'accordo è stato sottoscritto nel 1997 ma solo alcuni anni dopo, nel 2005, è entrato in vigore in seguito all'adesione al Protocollo della Russia, uno dei maggiori produttori su scala globale di gas serra.
Quanto è dannoso un gas: il GWP
Quanto può essere pericoloso il gas che abbiamo nel nostro condizionatore?
La risposta a questa domanda ci è fornita dal GWP (Global Warming Potential o Potenziale di Riscaldamento Globale) che è una vera e propria misura di quanto un gas può essere dannoso in ottica di riscaldamento globale. Il valore del GWP si basa su una scala relativa che confronta ogni gas con l'impatto dell'anidride carbonica. Il calcolo del GWP deve essere razionalizzato sulla base di un periodo di tempo, tipicamente il GWP di un gas viene stimato su un arco temporale di 20, 100 e 500 anni. Per cercare di capire meglio proviamo a fare un esempio: il GWP del metano in un orizzonte temporale di 100 anni è 24.
Significa che una tonnellata di metano, in riferimento a un periodo di 100 anni, avrà un impatto equivalente a 24 tonnellate di anidride carbonica.
Il metano è uno dei maggiori gas serra di cui si è occupato anche il Protocollo di Kyoto, ma quanto potrebbe essere il GWP dei gas presenti nel mio condizionatore ?
Il tipo di gas è indicato nelle specifiche dei prodotti, non rimane che cercare il GWP dei gas utilizzati e calcolare le tonnellate equivalenti di CO2.
Facendo una breve ricerca tra i condizionatori fissi e portatili si osserva un largo impiego di miscele composte da diversi gas che forniscono prestazioni molto elevate rispetto all'utilizzo di gas puri.
Le più diffuse sono la R410, la R410A, la R134 ma sarebbe davvero difficile elencarle tutte.
Il GWP a 100 anni del R410A è di 2090.
Quasi 100 volte quello del metano.
Il GWP del R134A è 1550.
Le quantità in gioco di un impianto di condizionamento casalingo sembra trascurabile, ma l'impatto di queste miscele e la diffusione degli impianti di condizionamento ci costringe a riflettere sul loro utilizzo.
Riscaldamento Globale: ultimi dati recenti ed effetti globali e “locali”
I primi dati sul monitoraggio delle temperature risalgono a metà del 1800 e da allora il primo decennio del 2000 ha raggiunto le temperature più alte mai registrate con il conseguente scioglimento dei ghiacciai e dei poli (secondo Greenpeace nel dicembre 2010 la banchisa polare artica ha toccato il minimo storico con una superficie di 12 milioni di chilometri quadrati).
Gli effetti dei cambiamenti climatici sono devastanti e, per quanto possiamo cercare di studiarli, sono anche imprevedibili e irreversibili.
Lo stesso Ministero dell'Ambiente nel proprio sito internet riporta:
“secondo i calcoli degli esperti, entro la fine del secolo la temperatura del pianeta potrebbe aumentare tra 1,4 e 5,8 gradi centigradi, e i disastri ambientali, derivanti da aumento di gas “climalteranti” nell'atmosfera (inondazioni e desertificazione), rischiano di creare un flusso di 250 milioni di profughi entro il 2050”.
Tutta la bibliografia al riguardo parla di cambiamenti radicali di tutto il pianeta. Continenti che potrebbero cambiare completamente faccia, aree desertificate che potrebbero aumentare, ghiacciai e banchine antartiche potrebbero esistere solo in foto.
Tutto questo potrebbe già bastare a farci riflettere.
Ma proviamo ad osservare cosa succede intorno a noi in maniera da cercare di “toccare” cosa potrebbe significare un aumento delle temperature e tutte le sue conseguenze.
Moria di pesci - Luglio 2015: tutti i giornali, le tv, per non parlare del web riportano una moria di pesci nella laguna di Orbetello, la temperatura dell'acqua è salita fino a 32°C. Gli interventi mirati ad abbassare la temperatura dell'acqua prevedevano l'ingresso di acqua di mare. La temperatura dell'acqua di mare esterna era superiore ai 29 C°.
Notizia ANSA - Maggio 2015: l'ANSA riporta che In Italia nel secolo scorso si contavano 8.000 varietà di frutta mentre oggi si arriva a poco meno di 2.000 e di queste ben 1.500 sono a rischio scomparsa... Senza un freno al riscaldamento globale, dicono gli scienziati, una specie su sei di animali e piante rischia di estinguersi entro il 2100. Sul sito ISPRA si legge: In Italia risultano estinte ben 13 specie animali (10 uccelli, 1 mammifero e 2 rettili) e circa 400 specie sono minacciate d’estinzione; di queste almeno 50 sono in grave pericolo.
Edizione WGMS - Anno 2005: Il World Glacier Monitoring Service, nella loro edizione del 2005, riportavano che la maggior parte dei ghiacciai in Italia stava retrocedendo come tutti e 7 i ghiacciai osservati in Francia.
Migrazione di Specie Animali – Ultimo decennio: Negli ultimi 15-20 anni si sta osservando un fenomeno noto come Meridionalizzazione del Mar Mediterraneo. Alcune specie di pesci, originariamente diffuse nella parte meridionale del Mar Mediterraneo (tipicamente più calde) si stanno diffondendo nella porzione settentrionale (tipicamente più fredde). Questo fenomeno è stato spesso collegato al riscaldamento globale.
Questi fenomeni e questi episodi non sono riconducibili in maniera certa e univoca al riscaldamento globale ma secondo gli esperti rimane l'ipotesi più gettonata.
Alcuni di questi potrebbero sembrare non impattanti nella nostra vita di tutti i giorni, ma provate a pensare al nostro paesaggio popolato da piante e da animali tropicali, provate a pensare a quanto i ghiacciai siano importanti per l'equilibrio globale dei livelli dei mari, quindi al mantenimento delle grandi correnti oceaniche e al complesso ciclo dell'acqua che condiziona precipitazioni e umidità.
Pensate a come tutte queste modificazioni ambientali si possano ripercuotere sugli aspetti economici, sociali e politici di tutto il mondo.
Da sempre l'uomo ha sviluppato la propria civiltà e la propria economia negli ambienti a lui favorevoli e la società moderna è ancora il frutto di quelle decisioni. Pensate come tutto questo possa cambiare e capovolgere il futuro del pianeta rompendo tutti gli attuali equilibri spostando il clima mediterraneo agli attuali tropici, desertificando aree attualmente fiorenti e formando nuovi circoli polari dove adesso ci sono fiorenti foreste.
Nessuno di noi accendendo il climatizzatore, in macchina, a casa, in ufficio o in hotel, sarà il colpevole di tutto questo. C'è però un utilizzo razionale, consapevole e sostenibile che deve essere diffuso e l'unico modo per farlo è la conoscenza degli effetti delle nostre azioni.
Dalle politiche internazionali alle abitudini personali per la diminuzione delle emissioni
Il riscaldamento globale, come abbiamo già visto, non dipende solo dal nostro condizionatore o dalla mera produzione di gas serra. Ci sono altri fenomeni indirettamente coinvolti in questo processo, come ad esempio i processi di deforestazione che contribuiscono all'accumulo di anidride carbonica nell'atmosfera.
Per questo motivo le politiche europee coinvolgono una serie di aspetti quali:
- il miglioramento continuo dell'efficienza energetica di un'ampia serie di attrezzature ed elettrodomestici;
- l'obbligo di un maggiore utilizzo di fonti energetiche rinnovabili, quali quelle eoliche, solari, idriche e la biomassa, e di carburanti rinnovabili nel settore dei trasporti, quali i biocarburanti;
- il sostegno allo sviluppo delle tecnologie per la cattura e lo stoccaggio del carbonio per intrappolare e immagazzinare la CO2 emessa dalle centrali elettriche e da altri grandi impianti
Gli obiettivi europei per il 2020 per le emissioni dei gas serra e per le energie rinnovabili si concentrano su un target del 20% (piano 20-20-20):
- una riduzione delle emissioni di gas a effetto serra dell'UE almeno del 20% al di sotto dei livelli del 1990
- il 20% del consumo energetico dell'UE dalle risorse rinnovabili
- una riduzione del 20% del consumo di energia primaria rispetto ai livelli previsti
Cosa possiamo fare noi
Informarci.
Cercare di essere critici sulle nostre necessità.
Cercare di capire i mezzi che abbiamo a disposizione nel nostro piccolo per poter agire su fenomeni molto più grandi di noi. Le cose che facciamo, le nostre abitudini sono quelle che ci sono state insegnate e saranno quelle che avremo la possibilità di insegnare. Delle nostre abitudini, come l'uso dell'aria condizionata, possono nascere soluzioni a queste problematiche, probabilmente non in termini di diminuzione alle emissioni quanto in sensibilizzazione a queste tematiche.
Fonti
Sistema Informativo Nazionale Ambientale - Ispra Ambiente