Presentazione del lavoro sul risparmio idrico prodotto nell'ambito del Laboratorio Matematica&Realtà dal Liceo classico G. Garibaldi di Palermo. Realizzato da:Giulia Barbera, Cristina Battaglia, Flavio Brancato, Federica Cafiso, Carla Carbonaro, Luca Filippone, Luca Mistretta, Valentina Romeo, Professoressa Alessandra Provenzano.

2. Se tra qualche secolo arrivasse
un’astronave sulla terra …
… pensate che sarebbe
questo lo scenario che si
presenterebbe?

3. Ahimè …

4. Direbbero …

5. Non abbiamo ancora tutto quello che
occorre per essere soddisfatti!

6. Siamo arrivati al capolinea (era ora!)

7. Cosa sperperiamo maggiormente?
Energia
Cibo
Acqua

9. Un po’ di dati…
Stima della distribuzione globale di
l'acqua
Volume (1000
km³)
Percentuale del totale
dell'acqua
Percentuale di acqua
dolce
Oceani, mari, e baie 1.338.000 96,5 -
Calotte polari, ghiacciai e nevi perenni 24.064 1,74 68,7
Acque sotterranee 23.400 1,7 -
Fresco (10,530) (0.76) 30,1
Salino (12,870) (0.94) -
Umidità del terreno 16,5 0,001 0,05
Permafrost 300 0,022 0,86
Laghi 176,4 0,013 -
Acqua dolce (91.0) (0.007) 0,26
Acqua salata (85.4) (0.006) -
Atmosfera 12,9 0,001 0,04
Acque paludosi 11,47 0,0008 0,03
Fiumi 2,12 0,0002 0,006
Biologica delle acque 1,12 0,0001 0,003
Totale 1.385.984 100,0 100,0
Fonte: Gleick, PH, 1996: risorse idriche. In Enciclopedia del clima e del tempo, ed. da SH Schneider, Oxford University
Press, New York, vol. 2, pp.817-823.

10. Acqua nel mondo
96.59%
1.70%
1.70%0,001%
1,39 miliardi di km³
Oceani
Calotte
polari, ghiacciai, nevi
perenni
Acque
sotterranee, laghi, fiumi, tor
renti, suolo
Fonte: NASA

11. Solo il 2,5% di tutta l'acqua presente
sulla superficie della Terra è dolce
68,70%
30,10%
0,86%
0,26%
Acqua dolce
Ghiacciai, calotte polari e
nevi perenni
Acque sotterranee
Permafrost
Laghi
Fonte: NASA

12. •Stato gassoso
L’ acqua in natura
•Stato liquido
•Stato solido

13. Il vapore acqueo influenza fortemente
il pianeta

14. Il vapore acqueo
Fonte: NASA

15. Le piogge
Fonte: NASA

16. La neve
Fonte: NASA

17. Situazione ideale
Acqua
disponibile
Consumi
necessari

18. Una risorsa in calo
In 50 anni

19. Una risorsa in calo
Nel 1950  20,6 miliardi di mc
Oggi  5,1 miliardi di mc

20. mc
anni
t(0) = t (1950)
Y= -0,25x+ 20,6
2031: crisi idrica mondiale!!

21. 1,1 miliardi di persone non hanno accesso all’acqua potabile
2,4 miliardi di persone non dispongono di impianti fognari adeguati

22. L’incremento demografico
P(popolazione) 2P
R(risorsa )1/2R

27. Cause della ridotta disponibilità
acqua nel mondo
• Clima
• Inquinamento
• Consumi

28. CLIMA

29. “La maggior parte del
riscaldamento
osservato durante gli
ultimi 50 anni è
attribuibile alle
attività umane".
Fonte: IPCC delle Nazioni Unite

30. Global warming …
•Innalzamento
della temperatura
•Scioglimento dei
ghiacciai
• Innalzamento
del livello del
mare

31. Effetti del global warming
Fonte: IPCC
0
1
2
3
4
5
Livello del
mare
Ghiacciai
1grado 20 metri
0
1
2
3
4
5
Livello del
mare
Ghiacciai
PRIMA DOPO

32. Acqua
disponibile
Fattori
climatici

33. INQUINAMENTO
L’inquinamento idrico è un’alterazione degli
ecosistemi che hanno come componente
fondamentale l’acqua.

34. Un tempo …
L’acqua si
autodepurava grazie
all’evaporazione e
all’intervento di
batteri aerobi

35. … ma adesso
con il crescere delle
contaminazioni sta
perdendo questa
capacità

36. Cause inquinamento acqua
Agricoltura
Industria
Usi civili
70%
20%
10%

37. Acqua
disponibile
Fattori climatici
+
Inquinamento

38. CONSUMI

40. In Italia il consumo medio quotidiano d'acqua è di 250-
300 litri, 5 volte quello consigliato dall’ONU
Fonte: Sete mai più
Maggiore è il grado di civilizzazione di un paese maggiori sono i suoi
consumi procapite
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
50
237
Consumo d'acqua (in Litri)
consigliato
Consumo d'acqua (in Litri)
in Italia
Consumo d'acqua (in Litri)
in America
Consumo d'acqua (in Litri)
in Francia
Consumo d'acqua (in Litri)
in Madagascar
425
150
10

41. Usi domestici
• 1 litro mentre ci laviamo le mani
• 2 litri mentre ci laviamo i denti (chiudendo
l’acqua)
• Dai 6 ai 9 litri mentre tiriamo l’acqua in bagno
• 20 litri quando usiamo la lavastoviglie
• 20 litri quando facciamo la doccia
• 55 litri quando usiamo la lavatrice
• 150 litri quando facciamo il bagno
Fonte: AEFJN Rete africa/ Europa fede e
giustizia antenna italiana

42. Sempre più ‘’spreconi’’…

43. In Italia si
perdono 104 mc
d’acqua procapite
al giorno dalle
condutture uguali
al 27% dell’acqua
prelevata
Fonte: Sete mai più

44. Fattori climatici
+
Inquinamento
+
Sprechi
Acqua
disponibile

45. Un modello dinamico discreto…
Thomas R. Malthus, economo inglese del XVIII
secolo, che nel 1798 ha ideato un modello dinamico
discreto…
Y(t+1)=Y(t)+RY(t)-H(t)
t è il tempo espresso in anni

46. Un modello dinamico discreto…
Stato di equilibrio
Crescita
Decrescita
RY(t) = H(t) Y(t+1) = Y(t)
Y(t+1) > Y(t)RY(t)> H(t)
RY(t)< H(t) Y(t+1)< Y(t)

48. Poniamo come istante iniziale il 1900
Anno Prelievo
totale ( in
%)
0 6.5%
25 10%
50 14.5%
75 28%
100 38%
Intervallo Coeff.
Angolare
(in %)
0-25 0,14%
25-50 0,18%
50-75 0,54%
75-100 0,4%

49. m = ( m1+m2+m3+m4)/4
m = 31,5%
H(t) = 0,315t + 6,5

50. H(t) = 0

51. G% è la percentuale dello scioglimento dei ghiacciai
P% è la percentuale delle precipitazioni
E% è la percentuale delle evaporazioni
I% è la percentuale dell’acqua inquinata
Ma non avendo G% e I% osserviamo solo l’aspetto teorico della funzione

52. Sicilia

53. Precipitazione medie annue
Fonte: Piano di Tutela- TAV. A.3.1

54. • Figura 8.2.5 – Carta regionale dell’indice di
aridità pag 79
Carta regionale dell’indice di aridità

59. Legge Galli…
Individuazione di bacini dal punto di vista
idrografico e creazione di un gestore per
questo bacino (ATO)

60. Risorse idropotabili esistenti
19.5%
15%
65.6%
Acque Sotterranee
Acque Superficiali
Acque Sorgentizie
Nel 1968
60%
24%
16%
Fonte: Deliberazione n347 del 30-11-11 del comune di Palermo
Oggi

61. 0
10
20
30
40
50
60
70
1968 2011
Sotterranee
Sorgentizie
Superficiali

62. Palermo

63. Fonte: Deliberazione n347 del 30-11-11 del comune di Palermo

64. Fonte: Deliberazione n347 del 30-11-11 del comune di Palermo

65. Portata media procapite
( Numero residenti) x (fabbisogno procapite)
Numero di secondi in un anno
1.243.385 x 300
86.400
= 4317,309 l/s

66. Fonte: Deliberazione n347 del 30-11-11 del comune di Palermo

67. Sembrerebbe esserci un surplus
positivo …
191.924.241- 151.858.770= 40.065.472mc
Tot. risorse idriche disponibili - fabbisogno tot.

69. Sottraendo il 5% di falde
sotterranee alterate e il
36% di perdita della rete
dell’acquedotto …
... Ma in realtà

71. R = %G - %A %G = 0 %A = -(5%+36%)=-41%
R = -0,4
H(t) = h costante = 151.858.770mc
f(t+1) = f(t)-0,4f(t) – 151.858.770
f(t+1) = (1-0,4)f(t) – 151.858.770
f(t+1) = 0,6f(t) – 151.858.770

72. Ustica

73. Rimozione della frazione salina da acque salate allo
scopo di ottenere acque a basso contenuto salino
Dissalazione

74. Tecniche di dissalazione
• Per permeazione
• Per scambio ionico
• Per evaporazione
MULTIPLO EFFETTO
MULTIFLASH
RICOMPRESSIONE

75. Dissalatore a ricompressione
Compressore
Motore
Camera di
evaporazione
Scambiatore

76. Piantina dell’impianto
A
B

77. Fonte: Assessorato Regionale dell'Energia e dei Servizi di pubblica utilità - Dipartimento Regionale
dell'Acqua e dei Rifiuti
Convenzione tra la società di gestione con la
Regione Sicilia per produrre 316.000 mc

78. Fonte: Assessorato Regionale dell'Energia e dei Servizi di pubblica utilità - Dipartimento Regionale dell'Acqua e dei Rifiuti
Programmazione dei rifornimenti a mezzo di
navi cisterne nelle Isole Minori della Sicilia
Anno 2010

79. Quanto si paga l’acqua del
dissalatore?
Nel 2010 sono stati prodotti 204.160 mc di acqua
dolce ad un costo di 7,089€/mc
La regione ha pagato:
(7,089€/mc – 0,63€/mc) 204.160 mc = 6,459€/mc 204.160 mc =
1.318.669.44€

80. Quanto si paga l’acqua delle navi
cisterne?
Nei quattro mesi in cui si è fatto uso di navi cisterne si sono
prelevati 36.000 mc di acqua ad un prezzo di 14€/mc
Il Ministero della Difesa ha pagato:
(14€/mc – 0,63€/mc) 36.000 mc = 13,37€/mc 36.000 =
481.320€

81. Ma la regione e il Ministero da chi sono
finanziati?
Vengono impiegati un totale di 1.829.989,44€
per garantire acqua alla sola isola di Ustica!
Dai cittadini!!!

82. E’ possibile impiegare meglio i
nostri contributi?
SI!..

83. Installiamo dissalatori ad osmosi inversa  riduciamo i
costi fino a 1,6 €/mc
Cosa possiamo fare?
Poniamo a carico dell’utente
finale il reale costo industriale
dell’acqua
L’unica soluzione è di
conservare meglio l’acqua di
superficie

84. ___C-Cₒ
B-Bₒ
F.O. = U
C-Cₒ = differenza tra costo
incrementale totale dell’alternativa
rispetto ad una situazione «zero» di
riferimento
B-Bₒ = beneficio incrementale
dell’alternativa rispetto alla
situazione senza interventi
U = utenza soddisfatta dalla
alternativa
Stima di una Funzione Obiettivo

85. Realizzato Da:
Giulia Barbera Cristina Battaglia Flavio Brancato Federica Cafiso Carla
Carbonaro Luca Filippone Luca Mistretta Valentina Romeo
Professoressa Alessandra Provenzano