CENNI STORICI

La storia dell'uomo può essere analizzata utilizzando moltissime chiavi di lettura, un aspetto altresì interessante consiste nel collegare l'evoluzione sociale e tecnologica delle diverse epoche con l'utilizzo dell'energia per soddisfare le esigenze quotidiane delle varie comunità.

Fin dai primi segni di civiltà l'uomo ha utilizzato la legna per scaldarsi e per cucinare nonché in aggiunta alle lampade ad olio per illuminare le proprie abitazioni.

Il lavoro "pesante" veniva interamente eseguito dagli animali da soma ma è noto a tutti che uomini ridotti in schiavitù dovessero spesso assolvere a mansioni a dir poco gravose.

Per spostarsi da una città all'altra si utilizzavano prevalentemente i cavalli mentre la navigazione marittima era a vela o a remi.

Fino all'inizio del secolo scorso le uniche fonti di energia utilizzabili dall'uomo erano quindi la legna e il lavoro degli animali da soma.

La rivoluzione industriale, scaturita dall'invenzione della macchina a vapore, costituisce una svolta enorme nella capacità di convertire l'energia chimica posseduta da un combustibile in una forma di energia utile all'uomo; avrà rapidamente inizio un epoca caratterizzata da una serie di invenzioni, tutte basate su cicli termodinamici, che modificheranno ben presto lo stile di vita del mondo occidentale dando origine alla costruzione di enormi battelli a vapore e di grandi industrie nonché ad una proliferante industria mineraria concentrata nella estrazione del carbon fossile dalle miniere, materia prima necessaria per alimentare la macchina a vapore.

All'inizio del XX secolo a fianco del carbone si cominciò ad utilizzare un altro combustibile che risultava essere più facile da estrarre e da trasportare, si trattava ovviamente del petrolio.

L'invenzione dell'automobile e dell'aeroplano non sono che una naturale conseguenza innescata da questo rapido processo di industrializzazione.

Trascurando una breve apparizione dell'energia nucleare negli ultimi 30 anni, più del 90% dell'energia che attualmente viene utilizzata a livello mondiale deriva dalla combustione di sostanze fossili.

Esistono sostanzialmente tre motivazioni che rendono il modello energetico attuale incompatibile con il concetto di sviluppo sviluppo sostenibile:

L'utilizzo di combustibili fossili non costituisce un sistema chiuso, la natura impiega, per generare dei combustibili fossili, un tempo enormemente superiore rispetto a quello che noi impieghiamo per utilizzare gli stessi. Inevitabilmente si arriverà ad esaurire le scorte di questo tipo di fonti.

La combustione di sostanze organiche provoca la formazione di CO2 in quantità enormonente superiore rispetto ai valori normalmente rilasciati in atmosfera, questo potrebbe portare ad un alterazione degli equilibri dell'ecosistema. Un altro aspetto negativo legato alla reazione di combustione risiede nel fatto che difficilmente si riesce ad ottenere una reazione completa ed ideale, nella realtà nei prodotti di reazione sono spesso contenute delle sostanze fortemente tossiche come ad esempio monossido di carbonio (CO) ed ossidi di azoto (NOx).

I combustibili attualmente utilizzati non sono purtroppo unicamente costituiti da idrocarburi, all'interno di essi sono presenti spesso sostanze che danno origine a prodotti di combustione fortemente inquinanti, come ad esempio ossidi di zolfo responsabili delle piogge acide?.

L'energia chimica posseduta da un combustibile non viene direttamente convertita in energia utilizzabile, sia essa elettrica o meccanica, ma subisce una trasformazione intermedia che determina la formazione di una grossa quantità di calore; questo calore viene successivamente utilizzato per riscaldare un gas, oppure una sostanza che gassifica assorbendo calore, il quale tenderà quindi ad espandersi. Se noi riusciamo a far sì che l'espansione del gas metta in movimento le palette ovvero i pistoni di una "macchina" potremmo collegare a questa macchina un alternatore (oppure una dinamo) che genererà la corrente elettrica destinata all'utente finale.

Avremo così realizzato un ciclo termodinamico utilizzando l'energia termica fornita dalla reazione di un combustibile di origine fossile e l'ossigeno contenuto nell'aria.

Questa serie di passaggi intermedi, per ottenere una forma di energia utile partendo da un energia che non possiamo direttamente utilizzare, è naturalmente sede di perdite causate, in parte dall'incapacità tecnologica di realizzare processi ideali , ed in parte da vincoli derivanti dalla fisica (effetto Carnot). Senza addentrarci in dissertazioni tecniche si può affermare, senza grossi margini di errore, che durante il semplice processo di conversione circa il 60% dell'energia che possedeva inizialmente il combustibile non sia stata convertita in una forma utilizzabile ma sia stata dispersa nell'ambiente sotto forma di calore.