ACQUA SALATA, ACQUA DOLCE | 30.11.2020 | LIVE STREAMING

Prepararsi al futuro | ACQUA SALATA, ACQUA DOLCE

Il pianeta degli oceani e il pianeta che ci nutre e disseta
con Sandro Carniel e Matia Menichini

30 novembre 2020

​In live streaming dalle ore 15 alle 17


Un atomo di ossigeno legato a due atomi di idrogeno. L’acqua è una molecola semplice, ma non è semplice il suo comportamento. I due atomi di idrogeno sono uniti a quello di ossigeno in modo da formare un angolo di 104 gradi. In sé la molecola è elettricamente neutra ma la distribuzione degli elettroni fa sì che si comporti come un minuscolo elettromagnete, con una parziale carica negativa in corrispondenza dell’ossigeno e una parziale carica positiva in corrispondenza degli atomi di idrogeno. Quella dell’acqua è dunque una molecola “polare”, un “dipolo elettrico”, così come l’ago di una bussola è un dipolo magnetico. Per questo motivo allo stato liquido si formano aggregati di decine di molecole di acqua tenute insieme da deboli legami a idrogeno.

Ne derivano proprietà chimico-fisiche del tutto particolari. L’acqua è tra i pochi composti che raffreddandosi si dilatino anziché restringersi. La conseguenza è che il ghiaccio galleggia. Sembra un fatto banale ma la sua portata è enorme. Se non fosse così gli oceani incomincerebbero a gelare dal fondale marino e la Terra sarebbe un pianeta inabitabile. 

La struttura chimico-fisica dell’acqua determina anche la coesistenza dei tre stati solido, liquido e gassoso in una ristretta finestra di temperatura, un’alta capacità termica e una forte tensione superficiale, che a sua volta condiziona le dimensioni delle gocce e favorisce la capillarità. Inoltre l’acqua è un solvente e uno scambiatore di calore molto efficace. Tutte proprietà essenziali per gli organismi viventi.

Non è un caso che piante e animali siano composti principalmente di acqua. In particolare, un embrione umano è fatto al 94% acqua, in un neonato l’acqua rappresenta il 77% del suo peso, e nel corso della vita la quantità di acqua nel nostro corpo si mantiene intorno al 60%. 

Tre quarti della superficie terrestre sono coperti dagli oceani. L’energia solare – 1350 watt per metro quadrato all’ingresso nell’atmosfera – sostiene il ciclo evaporazione/precipitazioni che cambia continuamente di stato dell’acqua da liquido a gassoso e viceversa. Grandi correnti oceaniche superficiali e profonde distribuiscono il calore che ci arriva dal Sole: gli oceani sono il termostato del pianeta, e un ruolo fondamentale hanno anche i ghiacci polari e i sistemi nuvolosi in quanto riflettono la luce solare.

Fino a tempi recenti la massa dell’acqua era stimata in circa 1/4000 di quella terrestre. Oggi sappiamo che nella zona di transizione del mantello, tra i 410 e i 660 chilometri di profondità, si nasconde una quantità di acqua 9 volte maggiore di quella degli oceani, e 16 volte è l’acqua contenuta nel mantello inferiore. Queste riserve, ovviamente, sono inaccessibili.

Il 98 per cento dell’acqua alla nostra portata è quella dei mari ed è salata, ma per gli usi della società umana è indispensabile l’acqua dolce, che è soltanto il 2 per cento ed è distribuita in modo disuguale tra terre aride e regioni ad alta piovosità. Dopo averla considerata a lungo una risorsa abbondante, oggi ci si rende conto che l’acqua diventa sempre più un bene scarso e prezioso anche per i paesi ricchi di risorse idriche. I conflitti in corso per l’acqua sono una cinquantina e si prevede che le guerre causate dalla siccità saranno una piaga del XXI secolo. 

Secondo la FAO, l’organismo delle Nazioni Unite per l’alimentazione e l’agricoltura, oggi il 60% della popolazione mondiale ha difficoltà di approvvigionamento idrico e 900 milioni di persone non hanno acqua sufficiente per l’igiene e gli usi alimentari. Ogni giorno migliaia di bambini muoiono di dissenteria per aver bevuto acqua inquinata mentre il 12 per cento della popolazione mondiale consuma il 75% delle risorse idriche globali.

Peraltro gli usi alimentari diretti incidono relativamente poco sui consumi idrici complessivi. Pesano molto di più gli usi indiretti. Occorrono 19 mila litri di acqua dolce per produrre un kg di caffè, 15 mila per un kg di carne, 196 litri per un solo uovo di gallina. Produrre una T-shirt richiede 2700 litri di acqua, ne servono 8000 per un paio di scarpe, 13 mila per uno smartphone, 20 mila per un computer. Più in generale, la produzione agricola assorbe il 92% dei consumi globali, quella industriale il 4,4, gli usi domestici il 3,6.

Dobbiamo quindi abituarci a ragionare in termini di “acqua virtuale” (cioè di consumi idrici richiesti dalla produzione dei beni agricoli e industriali) e di “impronta idrica” (cioè la quantità di acqua consumata da un singolo individuo, una comunità, una industria, un Paese). L’abitante medio del pianeta consuma 1.240 metri cubi l’anno di acqua. Un cittadino italiano ogni giorno ne usa in media 380 litri solo per gli scopi domestici, quantitativo che aumenta di 17 volte se si considera anche l’acqua necessaria per produrre ciò che mangiamo e indossiamo. La nostra "impronta idrica" individuale si colloca al quarto posto nel mondo. Qui si inserisce il concetto di “acqua importata”: il 49% della nostra impronta idrica proviene da risorse del nostro paese, il 51% arriva dall’estero, incorporata nei prodotti che importiamo.

Oltre che per l’equilibrio climatico, gli oceani svolgono un ruolo fondamentale come regolatori dell’effetto serra negli scambi del carbonio tra acqua e atmosfera e costituiscono una grande riserva di biodiversità che stiamo mettendo in pericolo con inquinamenti e con un eccessivo sfruttamento delle riserve ittiche. Si stima che il pescato mondiale annuo sia di oltre 110 milioni di tonnellate. Per alcune specie e in particolari bacini il prelievo è ormai insostenibile. 

La soluzione sta nell’acquacoltura di pesci, crostacei, molluschi e alghe. È una pratica che grazie a nuove tecnologie ha un futuro “obbligato” e promettente, sia in forma estensiva sia in forma intensiva, in acque dolci e salate. Attualmente circa il 30% dei prodotti ittici viene da acquacoltura. Tra le principali specie di allevamento spiccano il salmone, la tilapia, il pangasio, la trota iridea, la carpa, l’orata, il branzino. In Italia sono ai primi posti nella produzione da acquacoltura il Veneto, il Friuli Venezia Giulia, la Lombardia e il Piemonte. Nel mondo domina la Cina con il 61 per cento della produzione, seguita distanza da Indonesia, India, Vietnam e Filippine.

 

Sandro Carniel 

Oceanografo, laurea in Scienze Ambientali e dottorato di ricerca in Oceanografia, Dirigente di Ricerca presso l'Istituto di Scienze Polari del CNR a Venezia, dal febbraio 2019 dirige a La Spezia il Dipartimento di Ricerca del CMRE (Centro per la Sperimentazione e l’Esplorazione Marittima), l'unico centro di ricerca marittima NATO. Tra i primissimi a studiare il rapporto tra oceani e clima con un approccio multi- e inter-disciplinare, è autore di oltre 250 tra pubblicazioni e contributi scientifici su riviste internazionali di settore. È membro del comitato editoriale di prestigiose riviste come Progress in Oceanography e Scientific Reports (gruppo “Nature”). Fa divulgazione scientifica in programmi della Rai (Nautilus, Memex e SuperQuark). Con il libro "Oceani - il futuro scritto nell'acqua" (Hoepli, 2017) si è aggiudicato il Premio Costa Smeralda.

Matia Menichini 

Ricercatrice presso l’Istituto di Geoscienze e Georisorse (IGG-CNR) di Pisa. Dal 2019 è Responsabile della linea di ricerca “Sistemi Acquiferi: Sostenibilità e Cambiamenti Globali” che ha come finalità quella di migliorare le conoscenze su processi e meccanismi naturali e antropici che condizionano la quantità e la qualità della risorsa idrica. 

Tra i principali progetti svolti o in corso di svolgimento: 

  • AIT: Realizzazione di un sistema di monitoraggio preventivo dello stato quantitativo delle risorse idriche destinate all’uso idropotabile basato su previsioni meteorologiche, climatologiche e idrogeologiche;
  • SMAT: Studio degli impatti del cambiamento climatico sui corpi idrici sotterranei di approvvigionamento per scopi idropotabili in area torinese; 
  • MINIDROSA: Metodologie integrate per la gestione e la salvaguardia della risorsa idrica- Il progetto prevede la definizione delle aree di alimentazione dei campi pozzi gestiti dalla Società SMAT Torino e la definizione del modello concettuale sviluppo di un modello numerico di flusso su due aree della provincia di Torino.
  • ASTERIS: Adaptation to Saltwater inTrusion in sEa level RIse Scenarios (2014 - 2020 Interreg V-A Italy - Croatia CBC Programme); 
  • MORESCO: Studio multidisciplinare idrogeologico, geochimico e isotopico delle sorgenti idropotabili Moresco, situate nell’area di Valdicastello Carducci (Provincia di Lucca, Toscana);
  • NEXTDATA [Progetto di Interesse Nazionale]: Un sistema nazionale per la raccolta, conservazione, accessibilità e diffusione dei dati ambientali e climatici in aree montane e marine - WP 1.2: Risorse idriche sotterranee in ambiente montano e pedemontano; 
  • ACQUASENSE [MiSE - Industria 2015]: Sistemi innovativi per il monitoraggio delle acque potabili. 

Ultime pubblicazioni
Doveri M., Piccini L., Menichini M. (2019) Hydrodynamic and Geochemical Features of Metamorphic Carbonate Aquifers and implications for Water Management: The Apuan Alps (NW Tuscany, Italy) Case Study. Karst Water Environment, The Handbook of Environmental Chemistry, Springer, 68, pp. 209-249.
Scozzari A., Doveri M., Masetti M., Menichini M., Provenzale A., Raco B., Vivaldo G. (2018) The role of groundwater modelling for the sustainable management of water resources in a context of climatic change: an experience on a carbonate aquifer in Tuscany (Italy). Geophysical Research Abstracts, Vol. 20, EGU2018-15045