Il caldo che circonda il mondo: dall'”effetto stalla” all'”effetto serra”

Effetto stalla ed effetto serra. In centro città la temperatura mediamente è superiore a quella della campagna: si parla di “isole di calore urbane”

Forse solo le persone della mia età ricordano certe immagini dei libri di scuola, in cui si raccontava di come i contadini si radunassero in inverno nelle stalle per passare le serate al calduccio, grazie al calore prodotto dalle mucche con la loro sola presenza. Ci sono anche quadri famosi che hanno questo soggetto, per esempio “Le due madri” di Segantini (a fianco)
Oggi i contadini, almeno qui in Italia, hanno sistemi di riscaldamento più moderni e non passano più le serate invernali nelle stalle. Ma l’effetto stalla esiste ancora. Adesso siamo noi esseri umani che produciamo calore, soprattutto nelle grandi città, sia perché siamo in tanti, sia per i nostri consumi energetici.

In estate, ad esempio, basta passare accanto a un’ automobile con il condizionamento acceso, oppure sulle grate che spesso circondano i grandi magazzini, per sentire come l’aria intorno sia più calda. Infatti i sistemi di condizionamento, per raffreddare l’aria all’interno, riscaldano l’esterno. D’inverno, il riscaldamento delle case, invece, solitamente rilascia calore anche nell’aria esterna. Ecco così spiegato l’effetto stalla.
Alla fine, risulta che in centro città la temperatura mediamente è superiore a quella della campagna circostante. Si parla di “isole di calore urbane”, dove la temperatura può essere anche più di 3 gradi (alcuni dicono fino a 6 – Almusaed A. (2011) The Urban Heat Island Phenomenon upon Urban Components. In: Biophilic and Bioclimatic Architecture. Springer, London) maggiore che nella campagna circostante, sia in estate sia in inverno. Chiaramente in estate si percepiscono maggiori disagi, soprattutto perché aumentano le temperature massime.

Effetto stalla, fenomeno in continuo aumento

L’aumento delle temperature è un effetto che spesso si auto-amplifica. Più caldo significa maggior lavoro dei mezzi per rinfrescare gli ambienti interni e garantire comfort. Quindi si consumerà più energia, aumenteranno le emissioni inquinanti e il calore disperso. Per il futuro il fenomeno potrebbe anche aumentare, perché ci si attende un notevole aumento degli abitanti nei centri urbani (ONU, Department of Economic and Social Affairs, Population Division (2019). World Population Prospects 2019: Highlights).

Per contrastare le isole di calore e l’effetto stalla, da qualche anno si presta maggiore attenzione all’efficienza energetica degli edifici e si adottano accorgimenti per diminuire il più possibile la dispersione del calore e quindi lo spreco di energia; in tutto il mondo le città stanno utilizzando una progettazione più attenta al microclima locale. Le università, i centri di ricerca e le case produttrici dei materiali edili offrono un ventaglio di soluzioni sempre più ampio ed efficace, e lavorano per trovarne altre. Si cerca di favorire la ventilazione naturale, di adottare le migliori forme e dimensioni degli edifici, adattando le ombre e le altezze dei volumi. Si inseriscono sempre più spesso aree verdi, anche in posti una volta impensabili, come i tetti verdi e i boschi sui balconi dei grattacieli.

Effetto stalla, la responsabilità delle auto

Tutto questo però se si fa un bilancio energetico potrebbe essere solo una piccola cosa. Il secondo principio della termodinamica ci ricorda che per quanto si aumenti l’efficienza dei processi, una parte della energia utilizzata si disperde sotto forma di calore. È vero che spesso riusciamo con la tecnologia ad aumentare l’efficienza di alcuni processi: i motori delle automobili, ad esempio, oppure l’isolamento degli edifici di cui si parlava sopra. Ma se il numero delle automobili aumenta e diventano sempre più potenti, se il riscaldamento e il condizionamento degli edifici viene richiesto da tutti e in luoghi molto estesi (pensiamo ad esempio ai centri commerciali), l’energia consumata continua comunque in totale ad aumentare, e così il calore prodotto. Infatti nonostante i miglioramenti tecnologici, il consumo di energia non tende a diminuire.

Abbiamo già parlato dei casi in cui si utilizza molta energia per ottenerne poca: l’agricoltura intensiva ad esempio è uno di questi ( Energy Use in the U.S. Food System, United States Department of Agriculture, Economic Research Service Report Number 94, March 2010, disponibile in rete). Abbiamo visto che con l’agricoltura intensiva si consumano 10 calorie per ottenerne una di cibo. In tutti questi casi in cui si utilizza energia esterna (e questo vale non solo per l’energia da combustibili fossili, ma per tutte le fonti di energia) una parte si disperde in calore.
Avere energia “esterna” a disposizione aiuta molto, perché si fatica meno e si ottiene di più. Un cacciatore primitivo, che non aveva a disposizione i combustibili fossili, non sarebbe sopravvissuto se il consumo energetico necessario per uccidere la sua preda fosse stato maggiore della quantità di energia ottenuta mangiandosela. I cacciatori più bravi potevano evidentemente ottenere prede più grandi e di conseguenza potevano godere di periodi di riposo durante i quali dedicarsi ad altre attività. Anche per noi uomini moderni il tenore di vita dipende dalla energia a disposizione. L’agricoltore che ha a disposizione solo la sua vanga e la sua zappa impiegherà molto tempo a coltivare il proprio piccolo orto; il suo vicino, che possiede un potente trattore e che potrà occuparsi di un territorio più ampio, ricaverà un reddito maggiore anche se dedicherà meno tempo al lavoro.

Effetto stalla e schiavi energetici

Però c’è anche un’altra faccia della medaglia: secondo alcuni esperti – che sembrano piuttosto convincenti – il tenore di vita così elevato a cui ci siamo abituati negli ultimi decenni è stato possibile perché avevamo a disposizione combustibili a basso costo, con alte rese (che si possono misurare attraverso il valore di EROI, Energy Return Over Invested, di cui abbiamo parlato poco tempo fa). Qualcuno dei miei pochi lettori forse ricorderà anche che ho citato nell’Ottobre scorso ( C.Hall et al, “The need to reintegrate the natural sciences with economics”, BioScience, Vol.51 n°8, August 2001) un articolo di C. Hall in cui si fa una stima del consumo di energia per persona nelle economie industriali, paragonandolo ai servizi che potrebbero essere forniti da un certo numero di lavoratori manuali, o in altre parole di “schiavi energetici”. Dato che un operaio robusto mediamente produce il corrispettivo di circa 3 kWh al giorno, si può calcolare quanti “schiavi energetici” abbiamo al nostro servizio. Mediamente quell’articolo sosteneva che l’energia primaria utilizzata in media da ogni essere umano corrisponde al lavoro di una armata di 19 lavoratori. Come se ognuno di noi valesse per 20, amplificando l’effetto della popolazione e quindi l’energia dissipata in calore.
Oggi tra l’altro la resa energetica dei diversi tipi di energia a disposizione si sta abbassando. Basso EROI significa: aumento dei costi, aumento dei consumi senza aumentare la resa, e in ultima analisi aumento del calore disperso in atmosfera. In poche parole, aumento dell’”effetto stalla”. Purtroppo sembra assodato che il benessere possa aumentare solo aumentando i consumi, ma a un certo punto si raggiunge una sorta di saturazione. In certi paesi l’aumento di benessere è necessario, in altri forse si può cercare di fermarsi. Esiste un limite anche alla nostra capacità di consumare, e non è detto che maggior benessere significhi necessariamente maggior consumo. Possiamo trovare dei margini su cui agire, se non altro per diminuire l’effetto stalla senza intaccare troppo il benessere?