Alcune delle tendenze attuali Prezzo del petrolio in $/bbl

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  • Prezzo del petrolio in $/bbl
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  • Alcune delle tendenze attuali
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  • A partire dal 1900 leconomia mondiale si moltiplicata per 20, mentre la popolazione mondiale cresciuta di 4 volte Laumento di offerta di merci e servizi intervenuta nel corso del solo 2007 stata superiore alla produzione economica complessiva dellanno 1900 Mentre leconomia cresce ad un ritmo esponenziale e la popolazione cresce in maniera iperbolica, le capacit naturali della Terra, come la sua possibilit di fornirci acqua dolce, prodotti provenienti dalle foreste e cibo dal mare, non possono essere incrementati
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  • Tra la fine del 2005 e la fine del 2007 il prezzo del mais quasi raddoppiato e quello del frumento quasi triplicato In sette degli ultimi otto anni, la produzione globale di cereali risultata inferiore alla domanda Sullagricoltura stanno pesando molti fattori convergenti: la crescita della domanda alimentare, il calo delle falde idriche, la conversione di terreni ad uso non agricolo e un maggior numero di eventi climatici estremi. Alcune delle tendenze attuali
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  • La produzione mondiale di petrolio di 85.000.000 di barili al giorno. Da ventanni la produzione annuale di petrolio supera la scoperta di nuovi giacimenti Per le tensioni che ne conseguono i governi pi deboli stanno cominciando a cedere, rientrando nel gruppo di quelli che vengono comunemente definiti come paesi in via di regresso Molti paesi si sono sviluppati economicamente in maniera sufficiente da poter ridurre drasticamente la mortalit, ma non abbastanza per contenerne la fertilit. Questi paesi si trovano pertanto prigionieri di una trappola demografica 1.Somalia 2.Zimbabwe 3.Sudan 4.Chad 5.Rep.Dem. Congo 6.Iraq 7.Afghanistan 8.Rep.Centrafricana 9.Guinea 10.Pakistan
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  • Perch il nostro modello economico non pu funzionare Secondo le proiezioni, attorno al 2030 il reddito medio della popolazione cinese avr raggiunto quello degli americani Se nel 2030, gli 1,46 miliardi di abitanti cinesi avranno una macchina ogni 4 persone come in America, le 1,1 miliardi di automobili consumeranno 98.000.000 di barili di petrolio al giorno. Oggi la produzione mondiale di 85.000.000 di barili E sempre nel 2030 la Cina consumer il doppio della quantit di carta prodotta attualmente nel mondo
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  • Perch il nostro modello economico non pu funzionare
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  • Sviluppo Sostenibile Non si deve sistematicamente alterare le distribuzioni naturali dei componenti della crosta terrestre (es. metalli pesanti) Non si devono sistematicamente incrementare le sostanze persistenti prodotte dalla societ (DDT, CO 2, CFC, ecc.) Non si devono sistematicamente deteriorare le basi fisiche dei cicli naturali produttivi della terra Bisogna realizzare un uso oculato ed efficace delle risorse rispettando il soddisfacimento delle necessit umane
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  • Sostenibilit Obiettivo Sociale Obiettivo Sociale Obiettivo Economico Obiettivo Economico Obiettivo Ambientale Obiettivo Ambientale I bisogni della societ Limpiego efficiente delle scarse risorse La necessit di ridurre la pressione sulleco-sistema al fine di mantenere le basi naturali per la vita
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  • Ecologia Industriale Risorse illimitate Risorse illimitate Componente ecosistema Componente ecosistema Scarti illimitati Scarti illimitati Tipo I Componente ecosistema Componente ecosistema Componente ecosistema Componente ecosistema Componente ecosistema Componente ecosistema Scarti limitati Scarti limitati Energia e risorse limitate Energia e risorse limitate Tipo II Energia e risorse limitate Energia e risorse limitate Componente ecosistema Componente ecosistema Componente ecosistema Componente ecosistema Componente ecosistema Componente ecosistema Tipo III
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  • Ecologia Industriale Produzione e assemblaggio Materiali ingegnerizzati e di specialit Lavorazione primaria Acquisizione materie prime Terra e biosfera Utilizzo e assistenza Raccolta Trattamento e discarica Trattamento e discarica Recupero Riciclo Riuso Rifabbricazione
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  • La Green Chemistry: la chimica sostenibile
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  • I 12 Principi della Green Chemistry 1.Prevenzione E meglio prevenire la generazione di scarti piuttosto che trattarli alla fine di un processo 2.Economia Atomica Le sintesi devono essere progettate affinch i prodotti finali incorporino tutti i materiali di partenza 3.Uso di prodotti chimici meno pericolosi Dove possibile, i processi devono essere progettati per usare e generare sostanze a bassa o nulla tossicit per lambiente e per le persone 4.Progettazione di prodotti chimici meno pericolosi Si devono progettare prodotti chimici che assolvano la funzione attesa minimizzandone la tossicit nel breve e nel lungo periodo 5.Solventi e ausiliari pi sicuri Luso di solventi e ausiliari deve essere se possibile evitato e, se usati, devono essere innocui 6.Efficienza energetica Se possibile, le reazioni devono essere condotte a pressione e temperatura ambiente P. Anastas, J. Warner 1998
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  • I 12 Principi della Green Chemistry 7. Uso di materie prime rinnovabili Quando possibile tecnologicamente ed economicamente, le materie prime devono provenire da fonti rinnovabili 8. Ridurre i derivati La derivatizzazione deve essere minimizzata per risparmiare energia, reagenti e ridurre gli scarti 9. Catalisi I reagenti catalitici sono superiori ai reagenti stechiometrici, e se possibile, scegliere la catalisi eterogenea 10. Progettare per la degradazione Si devono progettare dei prodotti che arrivati alla fine del loro ciclo di vita possano decomporsi in sostanze innocue e non persistenti 11. Analisi in tempo reale per la prevenzione dellinquinamento Devono essere sviluppate delle tecniche analitiche che permettano, nel processo, il monitoraggio in tempo reale e il controllo della formazione di sostanze pericolose 12. Chimica intrinsecamente pi sicura per prevenire gli incidenti La scelta dei prodotti e la loro forma di utilizzo deve essere tale da minimizzare i rischi legati allo stoccaggio, al rilascio, ad esplosioni e incendi
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  • Prodotto Ideale Sicuro 100% biodegradabile Riciclabile Riutilizzabile Minima energia Minimo Packaging Processo Ideale Sicuro Risorse rinnovabili One step Efficienza atomica Zero scarti 100% resa Separazioni semplici Compatibile con lambiente Utilizzatore Ideale Ha a cuore lecologia Conosce limpatto dei prodotti Usa al minimo Riusa Ricicla Processo, Prodotto e Utilizzatore: i nuovi criteri
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  • Accettabilit di un processo chimico Economia Atomica Fattore E Quoziente Ambientale EQ I principali parametri per valutare laccettabilit ambientale di un processo chimico sono:
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  • Economia Atomica (Trost 1991) E un valore teorico Ipotizza una resa del 100% Trascura ci che non compare nella reazione Si calcola in pochi secondi Permette di confrontare rapidamente processi diversi
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  • Fattore E * Massa di tutto ci che viene generato nel processo eccetto il prodotto desiderato Il fattore E tiene conto di: resa della reazione reagenti in eccesso perdita di solventi tutti gli ausiliari sali generati nel work-up non considera lacqua Elevato Fattore EMolti scarti Pesante impatto ambientale
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  • Reagenti stechiometrici invece della catalisi Sintesi multistep Segmento industriale Produzione annua (t) kg scarti / kg prodotto Raffinazione10 6 - 10 8 < 0,1 Chimica di base10 4 - 10 6 < 1 - 5 Chimica fine10 2 - 10 4 5 -50 Ch. Farmaceutica10 - 10 3 25 - 100 Fattore E Il Fattore E ideale? 0 !
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  • EQ: il quoziente ambientale Q = fattore di nocivit Economia Atomica Fattore E E solo un valore teorico Tiene conto delle quantit ma non delle tossicit NaCl Q = 1 Sale di Cr Q = 100 - 1000 Q non dipende solo dalla tossicit, ma anche dai volumi prodotti e dalla facilit di smaltimento o riciclo
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  • Il ruolo della catalisi Sali inorganici Riduzione con metalli: Na, Mg, Zn, Fe Riduzione con idruri metallici: LiAlH 4, NaBH 4 Ossidazioni con: KMnO 4, MnO 2, Cr(VI) Acidi minerali: H 2 SO 4, HF, H 3 PO 4 Acidi di Lewis: AlCl 3, ZnCl 2, BF 3 H2H2 O2O2 H2O2H2O2 CO 2 CO NH 3
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  • Il ruolo della catalisi Sintesi dellidrochinone 10 kg (MnSO 4, FeCl 2, NaCl, Na 2 SO 4 ) < 1 kg
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  • Il ruolo della catalisi
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  • Perch non ci si ha pensato prima? 1.I Piccoli Volumi Le quantit di scarti della chimica fine di molto inferiore a quelli della chimica di base perci non venivano sentiti come un problema. 3.Il Tempo Il Time To Market cruciale per i prodotti della chimica fine ed in particolare per i prodotti farmaceutici. Le tecnologie classiche sono affidabili, ampiamente testate e di rapida implementazione mentre lo sviluppo di vie catalitiche pi pulite pi lento. E poi ci sono le approvazioni della FDA /EFSA. 2.La Forma Mentis La chimica organica e la catalisi si sono evolute separatamente. CHIMICA ORGANICA Berzelius (1807) CATALISI Berzelius (1835) CATALISI NELLE SINTESI ORGANICHE Wholer Perkin IND. DEI COLORANTI CHIMICA FINE Sabatier CHIMICA DI BASE E DEI POLIMERI Cracking e Reforming Catalisi di Ziegler-Natta PETROLCHIMICA