Domus Energy sistemi energie rinnovabili

F. Cotana, F. Rossi(1)
(1) CIRIAF - Centro Interuniversitario di Ricerca sull’Inquinamento da Agenti Fisici
Via G. Duranti, 67 – 06125 PERUGIA
L’effetto serra e l’albedo terrestre
La temperatura media della Terra deriva da un complesso bilancio termico fra l’energia proveniente
dal Sole e quella emessa e riflessa dalla superficie terrestre e dall’atmosfera verso la spazio (vedi
Figura 1).

Figura 1: bilancio energetico della Terra (W/m2).

Solamente il 55% dell’energia solare (onda corta) che intercetta il nostro pianeta riesce a
raggiungere la superficie dove viene per lo più assorbita dal terreno e dall’oceano causando il
riscaldamento di quest’ultimi. A sua volta la superficie terrestre emette calore attraverso una
radiazione elettromagnetica ad onda lunga che trova molta più difficoltà a riattraversare l’atmosfera
e disperdersi nello spazio specie se aumenta la concentrazione di CO2 o altri gas clima-alteranti.
A tale fenomeno, che viene comunemente chiamato effetto serra, corrisponde ad un accumulo di
calore ed un incremento di temperatura.
Viene definita albedo terrestre la parte della radiazione solare ad onda corta riflessa dalla superficie
che quindi non prende parte al riscaldamento della Terra. La superficie terrestre riflette circa l’8%
della radiazione solare (onda corta) che la colpisce.
Se si riuscisse ad aumentare questo valore fino al 10% si potrebbe ridurre la temperatura media
della terra di 0,8°C pari all’incremento della temperatura globale del pianeta negli ultimi 50 anni
dovuto all’aumento di concentrazione di CO2.
I brevetti
La metodologia proposta prevede di incrementare l’albedo della Terra in misura tale da compensare
l’incremento di temperatura prodotto dai gas serra mediante la realizzazione di superfici bianco
riflettente in grado di rinviare verso lo spazio oltre il 90% dell’energia solare ad onda corta.
A tale proposito sono stati recentemente depositati due nuovi brevetti n. PG 2006 A 0086 e n. PG
2007 A 0009, è stato registrato il marchio e predisposta una procedura di certificazione delle
proprietà riflettenti delle superfici bianche idonee allo scopo. Da approfondite ricerche scientifiche
(Congresso Nazionale CIRIAF Marzo 2007; XXIV IUGG Luglio 2007) e da verifiche sperimentali
mediante prototipi in scala di laboratorio del sistema Terra-Sole-Universo (vedi Figura 2) del
emerge che 1 m2 di superficie bianco riflettente certificata (coefficiente di riflessione maggiore del
90%) esposta al sole per un anno, compensa mediamente il riscaldamento globale prodotto da circa
1,5 Kg di anidride carbonica equivalente presente in atmosfera.

Figura 2: prototipo del sistema Terra-Sole-Universo.

Più in generale, 19 m2 di superficie bianco riflettente certificata esposta al sole per circa 40 anni
compensa l’effetto riscaldante di una tonnellata di anidride carbonica presente in atmosfera.
Considerando inoltre che solo la metà dell’anidride carbonica liberata rimane in atmosfera e
contribuisce all’aumento della concentrazione (l’altra metà viene assorbita dalla vegetazione e dalla
superficie marina), per compensare una tonnellata di CO2 equivalente liberata in atmosfera sono
sufficienti 9 m2 di superficie bianco riflettente.
Le applicazioni
Nei brevetti sopra menzionati molteplici soluzioni sono state proposte per incrementare l’albedo
della Terra:
• trattamento sbiancante dei tetti dei capannoni industriali che potrebbe contribuire, nel caso
specifico dell’Italia, al conseguimento di circa il 40% della riduzione di emissioni prevista dal
protocollo di Kyoto per il nostro Paese;
• trattamento sbiancante delle strade principali italiane (sia manto stradale che strutture di
sostegno di ponti, viadotti, trincee, ecc. come riportato nelle figure 3a e 3b) che potrebbe
contribuire, nel caso specifico dell’Italia, al conseguimento di circa il 50% della riduzione di
emissioni prevista dal protocollo di Kyoto per il nostro Paese;
• riattivazione delle saline dimesse che potrebbe permettere all’Italia, di conseguire circa il 10%
della riduzione di emissioni prevista dal protocollo di Kyoto (vedi figura 4a);
• realizzazione di nuove saline artificiali in zone di basso pregio quali siti industriali o
petrolchimici lungo le coste(vedi figura 4b);
• coltivazione di specie vegetali con particolari proprietà cromatiche riflettenti;
• installazione di dispositivi con ampie superfici artificiali bianche compatibili con l’ambiente;
• formazione di isole galleggianti bianco riflettenti semisommerse anche con l’uso di strati di
sale marino; etc.

Figura 3: a) Parma - viadotto autostradale trattata con pittura bianco riflettente; b) Parma –
antenna del ponte “De Gasperi” trattata con pittura bianco riflettente.

L’efficacia della posa di materiali riflettenti è tanto maggiore quanto maggiore risulta
l’irraggiamento solare delle zone di installazione; il sud dell’Italia e più in generale la fascia
equatoriale (zone intertropicali), le zone più aride e a bassa nuvolosità, risultano dunque le aree a
maggior efficacia per l’attuazione delle soluzioni proposte.
Tale caratteristica potrebbe costituire una interessante opportunità economica per i numerosi paesi
poveri o in via di sviluppo presenti nell’area suddetta. Qualora infatti l’efficacia delle superfici
riflettenti in termini di riduzione del riscaldamento globale venisse riconosciuta a livello
internazionale, l’applicazione delle soluzioni proposte potrebbe essere oggetto di assegnazione di
corrispondenti quote di emissione ed entrare a far parte del sistema per lo scambio di quote di
emissione di gas ad effetto serra (Emission Trading) istituito dalla Direttiva Europea 2003/87/CE.
Si potrebbe pertanto ipotizzare un sistema di certificazione dell’albedo delle superfici in qualunque
parte del pianeta che, facendo uso della spettrofotometria satellitare ad altissima definizione,
consenta di monitorare l’efficacia nel tempo delle superfici riflettenti verificandone altresì
l’efficacia anno per anno e determinando un eventuale coefficiente di deprezzamento. In tal modo
anche piccole superfici da uno o pochi metri quadrati potrebbero beneficiare anche in termini
economici delle soluzioni proposte.

Figura 4: a) foto satellitare delle saline non attive di Palermo e Paceco; b) ipotesi di realizzazione
di saline in siti a basso pregio ambientale.

A puro titolo esemplificativo si ipotizzi che la riduzione di emissioni di gas serra prevista dal
Protocollo di Kyoto per l’Italia entro il 2012 (circa 93 Mt CO2eq) venga conseguita mediante
l’installazione di superfici bianco riflettenti in un Paese in via di sviluppo della fascia equatoriale
dove maggiore risulta l’efficacia di materiali riflettenti in virtù del maggiore irraggiamento solare e
della bassa nuvolosità (soleggiamento medio annuo pari a 640 W/m2).
Nell’ipotesi che 4 m2 di superficie bianco riflettente orizzontale realizzata nella fascia equatoriale
(se mantenuta efficiente nel tempo) sia equivalente, in termini di raffreddamento del pianeta, al
riscaldamento provocato da una tonnellata di CO2 immessa in atmosfera, per raggiungere tale
obiettivo dovrebbe essere installata una superficie pari a 372 km2. In figura 5a è riportata
l’estensione che avrebbe suddetta superficie nell’ipotesi di installazione nell’area desertica del
Sudan.
Come è noto nel 2008 la multa per mancato raggiungimento degli obiettivi di Kyoto salirà a 100
€/tCO2, già oggi dopo un periodo di fluttuazione del mercato si assiste ad una forte risalita del costo
dell’unità di emissione ed è verosimile che nei prossimi anni si attesti intorno agli 80 €/t, ovvero di
poco al di sotto del valore sanzionatorio. In base alle precedenti considerazioni ogni metro quadrato
di superficie bianco riflettente realizzata nei Paesi della fascia equatoriale, per effetto dell’emission
trading, potrebbe avere un valore di circa 20 €. Realizzare e mantenere efficienti anche solo 1.000 o
2.000 metri quadrati di superficie bianco riflettente in certi paesi potrebbe significare raddoppiare o
triplicare il reddito di un intero nucleo familiare. Ogni anno un organo appositamente