Le polveri sottili provenienti dai deserti del Nord Africa raggiungono l’Europa in quantità sempre maggiori. Questo comporta delle conseguenze per la salute umana e per l’energia solare. Uno studio esaustivo condotto sotto la direzione dell’Istituto Paul Scherrer PSI e pubblicato sulla rivista Nature dimostra quanto segue: l'inquinamento sta crescendo e potrebbe acuirsi ulteriormente a causa del cambiamento climatico.
Mentre la quantità di polveri sottili provocate direttamente dall'azione dell'uomo in Europa, attraverso il traffico, le abitazioni e l’industria, si sta riducendo grazie a rigide normative, un’altra fonte di inquinamento sta seguendo un andamento opposto: la polvere desertica.
Per rilevare con maggiore precisione l'inquinamento da polvere desertica in varie regioni del continente, i ricercatori dell’Istituto Paul Scherrer PSI, in collaborazione con colleghi e colleghe provenienti da tutta Europa, hanno raccolto i dati degli ultimi dieci anni provenienti da oltre un centinaio di stazioni di misurazione e li hanno incrociati con l’intelligenza artificiale. Il risultato: nell’Europa meridionale la concentrazione media di polvere desertica si attesta su 5,3 microgrammi per metro cubo d’aria, più del doppio rispetto all’Europa centrale e settentrionale, dove è stata misurata una concentrazione media di 2,1 microgrammi. In complesso, in questo periodo la quantità di polvere è aumentata di circa mezzo microgrammo per metro cubo.
"Questo corrisponde a un aumento compreso tra il dieci e il venticinque per cento di questo inquinamento da polveri", afferma il responsabile del progetto Kaspar Dällenbach del Centro per le Scienze Energetiche e Ambientali presso l'Istituto Paul Scherrer PSI. "Si tratta di un dato da non trascurare, sia per l’efficienza e la redditività dei grandi impianti solari, che per quanto riguarda le ricadute sulla salute dovute ad un aumento dell’inquinamento da polveri sottili."
Per confronti che abbracciano un arco di tempo più lungo, nella maggior parte delle stazioni di misurazione le rilevazioni dei dati di pertinenza non risalgono abbastanza indietro nel tempo. Pertanto, nell’ambito dello studio sono stati utilizzati anche i dati delle carote di ghiaccio prelevate sul Colle Gnifetti, al confine tra Svizzera e Italia: le particelle di polveri sottili degli ultimi secoli, intrappolate nel ghiaccio del ghiacciaio alpino, indicano che la concentrazione di polvere desertica in quella zona è più che raddoppiata nel corso del processo di industrializzazione, ovvero negli ultimi 150 anni.
La polvere desertica è facilmente distinguibile da altre polveri sottili
Come indicatore affidabile della presenza di polvere desertica, i ricercatori hanno utilizzato la concentrazione di alluminio nelle polveri sottili presenti nell’aria. Questo elemento è tipico delle particelle di polvere trasportate dai deserti. Le polveri sottili provenienti, ad esempio, dai cantieri urbani al contrario sono molto ricche di calcio, mentre quelle generate dal traffico stradale e dalle abitazioni contengono soprattutto fuliggine, per l'esattezza carbonio, derivante dalla combustione del petrolio. "Pertanto, grazie alle analisi chimiche possiamo individuare con buona precisione l’origine delle polveri sottili presenti in prossimità del suolo", afferma Petros Vasilakos, anch’egli ricercatore presso il Centro per le Scienze Energetiche e Ambientali dell’Istituto Paul Scherrer PSI e primo autore dello studio.
Un'eventualità che preoccupa è che la concentrazione di polvere desertica continui ad aumentare e che questo mini in parte gli sforzi volti al contenimento delle emissioni di polveri sottili causate dall'attività umana. Lo studio individua come causa di questo aumento il crescente inaridimento del Sahara nel Nordafrica. A ciò si aggiunge un cambiamento nella circolazione atmosferica, che porta sempre più spesso venti forti da quella regione verso l’Europa. "Non è ancora stato chiarito in modo conclusivo in che misura il cambiamento climatico di origine antropica sia un fattore che ha concorso a questo fenomeno e se stia continuando a rafforzarlo", afferma Kaspar Dällenbach. "La nostra attuale comprensione del fenomeno ci induce tuttavia a pensare che l’aumento della polvere desertica sia come minimo favorito dalle emissioni di gas serra prodotte dall’uomo e dal riscaldamento climatico ad esse collegato. La conseguenza di tutto ciò è che alcune regioni diventano più aride e i deserti tendono ad espandersi,"
Anche la polvere desertica può avere effetti negativi sulla salute
Per quanto riguarda le conseguenze sulla salute derivanti da elevate concentrazioni di polvere desertica in Europa, i ricercatori hanno analizzato lo stato attuale delle indagini epidemiologiche. Gli effetti a lungo termine legati alla polvere desertica trasportata in sospensione, come la pneumoconiosi, cioè un'affezione dei polmoni provocata dall'inalazione di polveri, l’asma e la bronchite cronica, sono documentabili in modo inequivocabile solo attraverso impegnativi studi effettuati su un lungo arco di tempo. L’aumento immediato della mortalità nei giorni in cui la presenza di polvere desertica nell’aria è elevata è invece ben documentato: nei giorni in cui la concentrazione di polvere è elevata, il numero di decessi per infarto cardiaco e problemi respiratori è nettamente superiore rispetto agli altri giorni, "A tal proposito occorre notare che il numero di tempeste che trasportano nelle nostre regioni la polvere del Sahara e dei deserti arabi non è realmente aumentato", afferma Petros Vasilakos. "Ma nel corso dei dieci anni presi in considerazione queste tempeste sono diventate più intense e, di conseguenza, oggi trasportano in Europa un quantitativo maggiore di polvere che non in passato."
La zona interessata è soprattutto l’Europa meridionale, dalla Grecia a est, passando per l’Italia, per arrivare alla Spagna e al Portogallo. Anche nella Francia occidentale lo studio è stato in grado di rilevare valori di polvere in aumento. "Questo dipende", spiega il coautore della pubblicazione Imad El Haddad, anch’egli ricercatore presso il presso il Centro per le Scienze Energetiche e Ambientali dell’Istituto Paul Scherrer PSI, "dal fatto che non è raro che le masse d’aria provenienti dal Sahara fluiscano verso l'Atlantico per poi virare più a nord verso l’Europa occidentale."
Una combinazione peculiare di dati fisici e intelligenza artificiale
La particolarità dello studio risiede, da un lato, nel fatto che rappresenta presumibilmente la raccolta di dati più completa mai realizzata finora sulla polvere desertica in Europa: "Abbiamo incluso praticamente tutte le serie di misurazioni disponibili su questo argomento, poiché siamo riusciti a convincere oltre cinquanta colleghi e colleghe in tutta Europa a partecipare al progetto", afferma El Haddad. A tal proposito, i ricercatori dell'Istituto Paul Scherrer PSI si sono avvalsi della loro appartenenza all'infrastruttura di ricerca distribuita paneuropea Actris, in cui i ricercatori nel campo degli aerosol si sono uniti per coordinare a livello internazionale le loro serie di misurazioni a lungo termine relative ad aerosol, nubi e gas in traccia e renderle informazioni a libero accesso.
Inoltre, i ricercatori hanno ampliato i modelli puramente fisici esistenti, relativi alla ripartizione delle polveri sottili, ricorrendo all’intelligenza artificiale: "I modelli tradizionali sono in grado di prevedere bene dei forti episodi di afflusso di polvere desertica, questo è certo, ma raramente rilevano eventi di polvere di minore entità e hanno difficoltà a determinare con precisione la concentrazione di polvere al suolo», afferma Kaspar Dällenbach. "Con l'ausilio dei nostri dati di misurazione e dell’intelligenza artificiale, che basandosi sui dati di misurazione raccolti in un centinaio di località esegue una stima delle concentrazioni per altre regioni d’Europa, abbiamo potuto integrare il modello con queste informazioni e creare così una mappa affidabile e di interesse dal punto di vista della salute della polvere trasportata in tutta Europa." I dati così raccolti possono ora servire anche come base per futuri studi volti ad analizzare le conseguenze a lungo termine sulla salute.
Diversamente dalle polveri sottili di origine antropica, generate, ad esempio dai tubi di scappamento, dai camini e dalle ciminiere e dai processi di usura meccanica, non è possibile adottare misure dirette contro le emissioni di polvere desertica. Tuttavia, degli interventi a tutto campo volti alla tutela del clima per limitare il riscaldamento globale potrebbe, a lungo termine, contribuire anche a contenere l’inaridimento dei territori desertici e quindi l’espansione di queste sorgenti di polvere. Per il momento, tuttavia, l’Europa deve convivere con l’aumento della polvere desertica.
Una soluzione che si potrebbe concepire, analogamente a quanto avviene per le polveri sottili urbane, sarebbe quella di installare dei sistemi di allerta per le concentrazioni elevate, affinché soprattutto le persone sensibili o affette da patologie alle vie respiratorie possano adottare misure precauzionali nei giorni in cui si presentano elevate concentrazioni di polvere desertica. Anche il settore energetico ne trarrebbe vantaggio: la polvere desertica presente nell'aria oscura gli impianti fotovoltaici e ci si deposita sopra. La conseguenza è che questi producono meno energia elettrica. Se i fornitori potessero rendersi conto di questi eventi, potrebbero compensare tempestivamente questa riduzione attivando altre centrali elettriche e assicurando così la stabilità della rete.