Progettazione e studio del comportamento termico di pannelli sandwich contenenti materiale a cambiamento di fase (PCM) tramite analisi numerica e sperimentale

Introduzione 1 Introduzione I.1) Mutazioni climatiche: l’uomo come causa primaria Dall’origine della terra, circa 5 miliardi di anni fa, si sono succeduti molti cambiamenti climatici che hanno visto l’affermarsi di periodi freddi (culminati nelle glaciazioni), e periodi di clima temperato o caldo. Tali mutazioni sono state la causa delle modifiche della superficie della terra e della vita degli organismi che abitano su di essa, che hanno cercato di adattarsi alle condizioni climatiche che trovavano. Sono molteplici le ere climatiche riscontrabili nel corso dei millenni: quella in cui attualmente viviamo è cominciata a metà dell’Ottocento, circa 150 anni fa; all’epoca, la temperatura media della terra ha cominciato ad aumentare rispetto ai periodi precedenti e questa tendenza è valida anche oggi. È parere pressoché unanime che tutto ciò sia causato dalle attività umane e, per convincersi, è sufficiente pensare all’effetto serra. In realtà esiste un effetto serra “naturale”, che è il fenomeno che descrive la capacità dell’atmosfera di trattenere sotto forma di calore parte dell’energia proveniente dal sole: ciò avviene grazie alla presenza di alcuni gas serra presenti nell’atmosfera. Nella tabella sottostante sono riportati i gas serra, sia quelli presenti in natura, sia quelli prodotti dall’uomo. CO 2 (anidride carbonica) È presente in natura nella biosfera, negli oceani, nella geosfera e nell’atmosfera: grazie agli scambi che avvengono tra questi grandi serbatoi, si stabilisce un equilibrio naturale che non è per niente dannoso CH 4 (metano) Si produce dalla degradazione di materiale organico in assenza di ossigeno; altre emissioni sono dovute alle attività umane (perdite di gas naturale ed altri combustibili, agricoltura, discariche, ecc.) NO 2 (protossido di azoto) È introdotto in atmosfera quasi esclusivamente da alcuni fertilizzanti usati in agricoltura e da alcune produzioni industriali: è un gas “serra” molto potente e, pur se presente a bassa concentrazione, ha un tempo di permanenza molto elevato (circa 120 anni) CFC, HFC, CF 4 Sono composti chimici che contengono cloro, fluoro, bromo e iodio. Con il protocollo di Montreal ne è stato vietato l’uso (il clorofluoro – CFC – e i carburi sono responsabili del buco nell’ozono); tuttavia anche i prodotti sostitutivi (HFC e CF 4 ) sono potenti gas “serra” Tabella I.1 – I gas serra naturali e quelli prodotti dalle attività umane