Un po' di storia top

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Ogni passaggio nello sviluppo delle civiltà umane a livello economico, sociale e culturale  ha necessitato l'uso di fonti energetiche sempre più potenti e disponibili.
Abbiamo ricostruito le tappe fondamentali  che hanno portato l'uomo ad un uso sempre più massiccio e sofisticato delle fonti energetiche.

| Cronologia| Dal neolitico al XV sec.| La rivoluzione industriale| L'era del petrolio
| Le fonti alternative | L'era post-energetica|

btfleche.gif (151 byte) Dal neolitico al XV secolo
 

L'uomo primitivo, circa 1.000.000 di anni fa, sfruttava solo i muscoli per assolvere le proprie esigenze vitali. Il primo vero passo significativo venne fatto quando, più di 2.000.000 di anni fa cominciò a costruire strumenti che amplificavano le sue forze.
Mezzo milione di anni fa l'uomo imparò a dominare e a riprodurre  a proprio piacere il fuoco che, dispensatore di  calore ed energia alimentare e termica, gli permise di sopravvivere durante le glaciazioni.
All'incirca 5.000 anni fa l'uomo cacciatore comincia a coltivare la terra con l'aiuto di animali che aveva addomesticato: questo processo di passaggio dalla caccia all'agricoltura   è detto
rivoluzione neolitica e costituì, insieme  alla padronanza del fuoco, il vero cambiamento nella diffusione della specie umana sulla terra.
L'uso del fuoco non significò soltanto la possibilità di scaldarsi e cuocere il cibo: l'uomo imparò anche a cuocere l'argilla per foggiare recipienti, a fondere la sabbia per produrre vetro,  ad estrarre metalli dalle rocce  e forgiarli per costruire strumenti e armi.
Questa maggiore capacità tecnologica gli permise di sfruttare altre fonti di energia (idrica ed eolica) e di migliorare il rendimento energetico nel'utilizzazione degli animali.


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Fino alla prima metà del XV secolo le sole fonti di energia disponibili erano fonti rinnovabili di origine solare: animali, energia idrica ed eolica, combustione della legna, cibo. 

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La rivoluzione industriale


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Il grande salto nei consumi energetici è avvenuto in coincidenza con un'altra rivoluzione, non meno importante di quella neolitica. Questa nuova rivoluzione fu determinata dall'invenzione della macchina a vapore, che consentì di sfruttare sistematicamente e su larga scala l'energia prodotta  dalla combustione di una fonte non rinnovabile: il carbone.

L'Inghilterra del XVIII secolo è il "luogo economico" nel quale avvenne la prima rivoluzione industriale, che pose le basi del moderno modo di produzione delle merci.
La prima rivoluzione industriale fu una rivoluzione energetica  sia dal punto di vista culturale scientifica che sotto il profilo pratico.
All'inizio del '700 l'Inghilterra era già una monarchia costituzionale e si era formata una classe di ricchi borghesi ed imprenditori che investì ingenti capitali, accumulti con il commercio e con l'agricoltura nell'industria meccanica e in quella tessile (miniere, mulini, filatoi).
Il grande impegno profuso in questi settori fece sentire la necessità di una maggiore disponibilità di energia meccanica per far muovere i telai, per trasportare il carbone e, soprattutto per pompare in superficie l'acqua che si infiltrava nel fondo delle miniere e ostacolava gli scavi. Prima dell'avvento della macchina a vapore, l'acqua veniva estratta dalle miniere per mezzo di ruote a pale mosse dalla corrente di fiumi e torrenti. Le ruote ad acqua furono sostituite graduatamente dalle macchine a vapore che non avevano bisogno dei corsi d'acqua per essere alimentate ma di combustibile. La macchina a vapore divenne il vero emblema della rivoluzione in corso, perchè con essa si usava per la prima volta sistematicamente il calore per produrre energia meccanica e perchè la sua introduzione nelle fabbriche costituiva la caratteristica principale e l'atto di nascita del moderno modo di produzione.
Tra il '700 e l' '800 le macchine a vapore si diffusero anche nel resto dell'Europa, soprattutto nel settore tessile e dei trasporti civili e minerari (la locomotiva a vapore di R. Trevithick è del 1804).

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btfleche.gif (151 byte)L'era del petrolio

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La storia energetica dell'uomo non si è fermata al carbone. Il 29 Agosto 1859 venne scavato con successo a Titusville in Pennsylvania (Stati Uniti), il primo pozzo di petrolio, ma bisognò attendere circa vent'anni perchè qualcuno desse un sensibile impulso  alla ricerca e alla commercializzazione di questo combustibile.
Nel 1880 un industriale americano, John Rockfeller, fondò la Standard Oil, destinata a diventare la prima grande compagnia petrolifera a livello mondiale. Quindici anni più tardi, la sua attività fu favorita da un altro personaggio divenuto leggendario, Henry Ford, che applicò il motore a scoppio alle prime automobili prodotte su scala industriale, superando definitivamente la trazione a vapore e inaugurando l'era del petrolio.
La conversione dell'energia chimica del petrolio in energia meccanica non consentiva, nè consente tuttora, un rendimento elevato nel motore a scoppio, tuttavia la spinta alla motorizzazione causò un notevole incremento dei consumi energetici e l'elevata disponibilità di questa fonte di energia nel mondo favorì l'aumento della domanda.
Inoltre rispetto al carbone, il petrolio e i sottoprodotti della sua raffinazione erano più pratici da usare e più puliti.  logico quindi che quando cominciò a diffondersi l'elettricità, nella seconda metà del XIX secolo, il petrolio si proponesse come combustibile ideale per produrre il calore necessario ad azionare le turbine a vapore, nelle centrali termoelettriche,  laddove non fosse possibile installare centrali idroelettriche.
La crescita industriale, la diffusione dell'automobile e l'uso dell'elettricità fecero aumentare a dismisura la richiesta di energia in Europa e in USA finchè non ci si rese conto che le riserve mondiali dei combustibili fossili non erano illimitate e prima o poi si sarebbero esaurite. Così iniziò, in particolare dopo la crisi petrolifera del 1973, in seguito alla guerra tra Egitto ed Israele, ad intensificarsi la ricerca di nuove fonti di energia.

 

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btfleche.gif (151 byte)Nuove fonti di energia

Nella prima metà di questo secolo sono emerse chiaramente le possibilità di sfruttamento di altre forme di energia: l'energia nucleare, l'energia solare, l'energia geotermica

Il nucleare

L'era nucleare iniziò drammaticamente con la bomba atomica lanciata su Hiroshima nel 1945.
Il primo reattore nucleare per la produzione di energia  a scopo commerciale fu realizzato in USA nel quadro di un programma che mirava alla podruzione di motori atomici per sommergibili.
Oggi i reattori nucleari attivi nel mondo sono circa 370 e altri 150 sono in costruzione.
La produzione di energia con gli impianti esistenti basati sulla fissione nucleare comporta notevoli rischi , legati alla possibilità di guasti, con conseguente emissione di sostanze radioattive, e al problema dello smaltimento delle scorie. E' lecito pertanto supporre che, soprattutto dopo i tragici incidenti nelle centali di Three Mile Island (USA, 1979) e di Cernobyl (URSS, 1986),  molti paesi modificheranno le proprie scelte nel campo nucleare.

La speranza è che in futuro si possa ottenere energia con minor rischio mediante la fusione nucleare, ma le sperimentazioni condotte in questo campo, che pure hanno dato alcuni risultati incoraggianti, sono ancora ben lontane da consentire applicazioni produttive.

Energia geotermica

Una delle fonti che suscitano notevoli aspettative è l'energia geotermica.
A seconda delle diverse temperature e della maggiore o minore presenza di vapore in pressione, i fluidi geotermici sono utilizzabili direttamente per la produzione di elettricità nelle centrali geotemiche.
Il vantaggio della geotermia  è quello di essere una fonte rinnovabile e pulita. Tuttavia per garantire la rinnovabilità bisogna aver cura che i serbatoi non si esauriscano o si impoveriscano e ciò si ottiene reimmettendo in profondità l'acqua utilizzata dopo averne utilizzato il calore. Con questo sistema si reintroducono nel terreno sostanze chimiche più o meno tossiche (boro, arsenico, fluoro) che a volte sono presenti nei giacimenti.

Energia solare

A partire dai leggendari "specchi ustori" con cui archimede nel III sec a. C. incendiò le navi romane che assediavano la città di Siracusa, numerosi studi e sperimentazioni hanno messo in luce le potenzialità di questa forma energetica.
Nel 1772 energia solare il francese Antoine-Laurent Lavoisier costruì un sistema di lenti cave, riempite di alcool etilico, con le quali riuscì a concentrare i raggi solari, ottenendo temperature sufficienti a fondere alcuni metalli.  Ma poichè pochi anni prima (1789) Watt aveva brevettato la sua macchina a vapore, alimentata con combustibile abbondantemente disponibile come il carbone e in grado di azionare impianti di grande potenza, nessuno parlò più di energia solare.
All'Esposizione universale di Parigi del 1882 Mouchot presentò una macchina da stampa azionata da un motore solare. Purtroppo  la qusi contemporanea scoperta del primo pozzo di petrolio e la diffusione del motore a combustione interna relegarono l'energia solare tra le curiosità da baraccone.
Si dovette attendere l'inizio di questo secolo perchè l'energia solare superasse lo stadio delle applicazioni occasoniali da parte di pochi appassionati e mostrasse a pieno tutte le proprie potenzialità.
La scoperta determinante per le applicazioni attuali e future dell'energia solare fu quella delle proprietà elettriche dei semiconduttori, e in particolare del silicio, ovvero la scperta del cosiddetto effetto fotovoltaico, che consente la trasformazione diretta  della radiazione luminosa in energia elettrica.
Su questo effetto si basano le celle fotovoltaiche, che, una volta massimizzato il rendimento energetico e il costo di produzione, potranno essere installate ovunque.
Trattandosi di dispositivi non inquinanti, silenziosi, senza parti in movimento (quindi non soggetti a logorio), l'uso delle celle fotovoltaiche, unite a sistemi per l'accumulo dell'elettricità prodotta, potrebbe rivelarsi risolutivo per numerose esigenze energetiche specialmente di piccola e nedia potenza.  C'è solo da sperare che, ancora una volta, l'attenzione e i finanziamenti non vengano monopolizzati da altre fonti energetiche. Dopo il carbone e il petrolio, infatti, anche la fissione e la fusione nucleare hanno rallentato lo sviluppo dell'energia solare.

 

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btfleche.gif (151 byte)L'era post-energetica

Le fonti fossili hanno fornito energia per un periodo relativamente breve e sembrano destinate a uscire di scena; la fissione nucleare ha mostrato numerosi e gravi limiti energetici, economici ed ecologici; la fusione nucleare è ancora lontana.
Come potrà l'uomo in futuro soddisfare le proprie esigenze energetiche?
A eccezione degli ultimi tre secoli, lo sviluppo dell'umanità si è basato   esclusivamente sulle fonti rinnovabili e in particolare sull'energia solare (energia solare diretta, energia eolica, idrica e delle biomasse) e sembra inevitabile, nonchè auspicabile, che anche il futuro sia basato su queste fonti con l'aggiunta della geotermia.

Oggi disponiamo delle capacità tecniche per sfruttare queste fonti a un livello economico redditizio e per sopperire con esse ai bisogni di una società post energetica progredita.
Inoltre adeguati interventi di risparmio energetico e di uso più razionale dell'energia potrebbero portare in tempi brevi ad una sensibile riduzione della domanda.

Per anni abbiamo identificato il progresso con l'aumento della produzione e del consumismo e con il saccheggio della natura pagando dei costi elevatissimi non solo dal punto di vista ambientale ma anche economici, psicologici e sociali.

Per la prima volta, nella storia dell'umanità, il binomio "progresso-consumi energetici" può essere scisso, è possibile cioè ridurre  il fabbisogno energetico, a favore di un miglior rapporto con la natura e di una più equa distribuzione della ricchezza,  migliorando   complessivamente la qualità della vita di tutti gli abitanti del pianeta.

Ma per far ciò bisogna attuare sostanziali modifiche nel nostro modo di vivere e di  produrre. Sarà pertanto necessario   passare dall'attuale modello di sviluppo che, caratterizzato da grandi concentrazioni industriali e urbane e da grandi consumi,   fa coincidere il benessere  esclusivamente con la crescita economica e l'aumento del prodotto nazionale lordo, ad un modello che, basato sul risparmio di energia, faccia coincidere il benessere con la qualità dell'aria che respiriamo, del cibo che mangiamo, del paesaggio che abbiamo intorno, del lavoro che facciamo.

 

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