Risorse della Geosfera: Energia e Minerali - Sfruttamento Sostenibile e Impatti

Risorse della Geosfera: Energia e Minerali

Le risorse della geosfera possono essere divise in due categorie principali: energia e risorse minerarie. In questo documento, ci concentreremo sui combustibili fossili, l'energia nucleare e geotermica, analizzando anche le risorse minerarie.

Risorse Minerarie: Fondamenta dell'Industria

Le risorse minerarie sono fondamentali per sostenere l'attività industriale. Data la loro natura non rinnovabile, la ricerca di nuove fonti è costante, poiché i giacimenti sfruttati si esauriscono.

Tipologie di Giacimenti Minerari

I giacimenti minerari si possono classificare in base alla loro origine:

• Giacimenti di origine esogena: Si trovano in rocce sedimentarie. Esempi includono cave di ghiaia e fiumi (pepite d'oro, ossidi), calcare, argilla, depositi di sale e siti derivanti da alterazioni dei suoli (bauxite e caolino).
• Giacimenti di origine endogena: Sono costituiti dall'attività endogena e si trovano in rocce metamorfiche e magmatiche. I migliori giacimenti si trovano in vene e scogliere.

Classificazione delle Risorse Minerarie

Le risorse minerarie si possono ulteriormente classificare in:

1. Risorse minerali non metallifere: Includono zolfo, evaporiti (sale e gesso, usati nelle costruzioni) e fosfati (utilizzati come fertilizzanti).
2. Risorse minerali metallifere: Sono le risorse da cui si ottengono i metalli utilizzati nell'industria (ferro, alluminio, rame, piombo, ecc.), in medicina e in altre applicazioni tecnologiche (mercurio, argento, stagno, ecc.).
3. Risorse industriali e da cava: Comprendono rocce e minerali utilizzati nella costruzione (pietra ornamentale, calcare), argilla e terriccio per la produzione di cemento, argilla refrattaria e ceramica, ghiaia e sabbia come aggregati per costruzioni e pavimentazioni, e sabbia per la produzione del vetro.

Risorse Energetiche: Combustibili Fossili

I combustibili fossili sono stati ampiamente utilizzati a partire dalla Rivoluzione Industriale.

Carbone

I depositi di carbone si sono formati dalla deposizione e sepoltura di resti vegetali in paludi e acquitrini durante il Carbonifero, il Triassico e il Giurassico, seguita da fermentazione anaerobica in un ambiente saturo d'acqua. La temperatura di compattazione e la profondità di sepoltura hanno influenzato questa trasformazione. L'uso principale del carbone è la generazione di elettricità nelle centrali termoelettriche e per il riscaldamento.

Svantaggi: Oltre all'impatto delle attività minerarie, la combustione del carbone produce anidride carbonica e anidride solforosa, contribuendo al problema dei gas serra e delle piogge acide.

Petrolio

Il petrolio è la principale fonte di energia oggi. È costituito da un accumulo di materia organica derivante da fitoplancton e zooplancton marino in bacini sedimentari con condizioni anaerobiche. L'estrazione può avvenire sia sulla terraferma, attraverso pozzi petroliferi, sia negli oceani, tramite piattaforme offshore. Il trasporto avviene tramite oleodotti o navi cisterna. Prima dell'uso, il petrolio greggio deve essere sottoposto a distillazione frazionata, che separa i vari componenti in base alla temperatura.

Gas Naturale

Il gas naturale si forma insieme al petrolio e si trova spesso sopra di esso, data la sua minore densità. Viene estratto tramite pozzi o piattaforme, ma la sua estrazione è più semplice rispetto al petrolio. È una miscela di gas (principalmente metano, con idrogeno, etano, propano e butano) e viene trasportato principalmente tramite gasdotti. È utilizzato per la produzione di elettricità nelle centrali termoelettriche e per il riscaldamento. Possiede un potere calorifico superiore a quello del carbone e del petrolio.

Energia da Fissione Nucleare

L'energia da fissione nucleare è l'energia rilasciata nelle reazioni di fissione dei nuclei di elementi fissili come l'uranio-235 o il plutonio. Quando un neutrone viene assorbito da un nucleo di uranio, questo diventa instabile e decade in nuclei più leggeri, liberando neutroni ed energia. I neutroni interagiscono con altri nuclei di uranio, innescando una reazione a catena. L'energia liberata, risultato della conversione di massa in energia, viene utilizzata per la produzione di elettricità.

Energia Geotermica

Il calore geotermico all'interno della Terra si manifesta in alcune aree del mondo sotto forma di sorgenti di acqua calda o vapore. È considerata una fonte energetica perenne, e quindi rinnovabile, poiché la produzione di calore da parte del nucleo terrestre supera di gran lunga l'esistenza della specie umana sul pianeta.

Impatti e Rischi delle Attività Estrattive

L'estrazione mineraria richiede studi di impatto ambientale per valutare l'impatto sulla qualità dell'acqua, il rumore e le vibrazioni, il volume degli sterili, la loro posizione e stabilità, il rischio di subsidenza e la sua prevenzione, ecc. Esistono due tipi principali di attività minerarie, con impatti e rischi differenti:

• Mineraria a cielo aperto: Utilizzata quando i giacimenti sono poco profondi. Include anche le cave.
• Mineraria sotterranea: Comporta lo scavo del terreno mediante pozzi e gallerie per raggiungere il giacimento, che è più profondo rispetto al caso precedente.

Impatti e Rischi Derivanti dal Consumo di Energia

L'impatto e i rischi derivanti dal consumo di combustibili fossili (petrolio e carbone) sono legati all'inquinamento atmosferico: effetto serra, piogge acide e degrado dello strato di ozono. Il gas naturale è il combustibile fossile più pulito, non contenendo zolfo. Elementi radioattivi e metalli pesanti possono essere introdotti e concentrati nelle catene alimentari, causando danni agli esseri viventi e rappresentando un potenziale rischio per le popolazioni umane.

Gestione delle Risorse Geologiche

Gestione Tradizionale

La gestione tradizionale delle risorse geologiche si basa sulla soddisfazione di una domanda in continua crescita. Il ciclo di crescita industriale comporta una spesa continua di combustibili fossili e lo sfruttamento di rocce e minerali. Si tratta di una gestione basata sull'offerta, in cui le risorse devono essere mantenute a un prezzo ragionevole. Spesso, i paesi in via di sviluppo detengono queste risorse, e i paesi ricchi impongono criteri economici per ottenere le risorse al minor costo.

Gestione Sostenibile

Poiché il tasso di rinnovamento di molte risorse supera di gran lunga la durata della nostra specie sul pianeta, queste risorse sono spesso considerate, *de facto*, non rinnovabili. Tuttavia, è necessario distinguere tra risorse energetiche (il cui uso è consuntivo) e risorse minerarie (il cui uso è fisico e possono essere riutilizzate). Si applica il principio della sostenibilità, ma con due diverse sfumature. Inoltre, in base al principio della selezione sostenibile delle tecnologie, la ricerca scientifica e tecnologica deve mirare a raggiungere una maggiore efficienza energetica in tutti i processi, dall'estrazione al trasporto, all'utilizzo e al trattamento dei rifiuti. Misure concrete per attuare questi principi includono:

• Gestione della domanda: Combinare l'aumento progressivo dei prezzi in base al consumo con la formazione e l'educazione dei cittadini per evitare sprechi.
• Promozione del riciclaggio e del riutilizzo: Organizzare reti di raccolta dei rifiuti e fornire sostegno finanziario alle imprese che operano in questo settore.
• Sostituzione graduale delle energie non rinnovabili: Promuovere le energie rinnovabili con aiuti dell'Unione Europea, dello Stato e delle comunità autonome.
• Promozione della ricerca: Sviluppare tecnologie efficienti e implementarle attraverso l'assistenza finanziaria degli organismi competenti.

Gestione dei Rifiuti

L'uso di combustibili fossili produce inevitabilmente gas di scarico inquinanti. Qui ci concentriamo sui rifiuti solidi scaricati nella geosfera. Questi rifiuti, a differenza di quelli liquidi e gassosi, possono essere concentrati con relativa facilità, anche se ciò comporta un costo energetico. Si pensi alla raccolta quotidiana di milioni di tonnellate di rifiuti generati dalle società moderne. A seconda della velocità di degradazione o del pericolo, si può applicare o meno il principio di emissione sostenibile. Questo principio può essere integrato con l'utilizzo delle risorse, poiché molti rifiuti possono essere riconvertiti in risorse attraverso processi di riutilizzo e/o riciclaggio.

Per quanto riguarda i rifiuti nucleari, alcuni (come il plutonio) rimangono radioattivi per migliaia di anni, rappresentando un rischio per la popolazione. Vengono temporaneamente immagazzinati in contenitori nelle piscine delle centrali nucleari. Per lo smaltimento definitivo, si considerano aree stabili sotto la superficie oceanica e continentale. I "cimiteri nucleari" continentali sono situati a grande profondità (300-1000 metri) in strutture stabili, in modo da non richiedere sorveglianza futura. Attualmente non esiste una soluzione definitiva per neutralizzare i rifiuti nucleari (si è anche pensato di inviarli fuori dalla Terra con razzi), e la loro produzione, insieme al rischio di incidenti, è la principale critica mossa a questo tipo di energia.