Fonti energetiche - Dal legno al Carbone

Da migliaia di anni gli uomini utilizzano fonti di energia disponibili nel loro ambiente.
Già gli uomini del Paleolitico cuocevano i cibi e si riscaldavano grazie alla combustione del legno e cinquemila anni fa,nel Vicino Oriente,il fuoco era utilizzato anche per fondere i metalli. Nel Neolitico gli uomini si servivano dell'energia animale,usando cavalli,asini,buoi per i trasporti e i lavori agricoli. Le vele e poi le pale del mulino a vento permettevano di sfruttare l'energia eolica (del vento) per i trasporti e per macinare i cereali,mentre i mulini ad acqua utilizzavano l'energia idraulica (fornita dal movimento dell'acqua).
Queste fonti di energia sono dette rinnovabili,in quanto non si esauriscono: il vento continua a soffiare,il legno si riforma per la crescita delle piante,l'acqua continua a scorrere sulla superficie della Terra,gli animali si riproducono e crescono.
Negli ultimi secoli gli uomini hanno cominciato a servirsi di altre fonti di energia, in particolare dei combustibili fossili presenti nel sottosuolo:carbone,petrolio,gas.Questi materiali non si trovano ovunque, perché la loro esistenza dipende dalla storia geologica (le vicende che hanno portato alla formazione delle rocce) di ogni regione;perciò alcuni sono abbondanti in una zona e assenti in un'altra.
Il carbone è un combustibile fossile,formatosi nel sottosuolo in milioni di anni,per la lenta trasformazione di sostanze vegetali.
1)I grandi movimenti della crosta terrestre seppellirono intere foreste e sotto terra,in assenza di aria,le sostanze contenute nei tronchi e nelle foglie (lignina,cellulosa,resina)si trasformarono:l'idrogeno e l'ossigeno,presenti in tutti gli organismi viventi,si ridussero ed aumentò invece la percentuale del carbonio,un altro elemento presente in tutti gli organismi viventi.

Nei giacimenti più antichi,formatisi centinaia di milioni di anni fa,la percentuale di carbonio è altissima (oltre il 90%):si hanno perciò i carboni più pregiati,che bruciano meglio,come l'antracite.Nei giacimenti più recenti,che hanno pochi milioni di anni,si trovano carboni meno pregiati,che sviluppano una minore quantità di calore,come la torba (composta dal 59% di carbonio e dal 33% di ossigeno).A differenza delle fonti di energia utilizzate in precedenza,il carbone non è rinnovabile, perché occorrono milioni di anni perché si riformi.
Lo sfruttamento del carbone ha origini molto antiche,ma il suo uso ebbe un grande sviluppo nell'Inghilterra del 700,con la comparsa e la diffusione delle industrie.Il funzionamento delle macchine impiegate per la produzione di beni richiedeva grandi quantità di combustibile,ma il legname disponibile era limitato:si cominciò perciò ad usare il carbone,che era invece presente in grandi quantità e veniva estratto dalle miniere.
Lo sviluppo delle industrie in Europa fu a lungo legato alla disponibilità di questo combustibile:le prime concentrazioni industriali si ebbero proprio intorno alle zone carbonifere dove si trovavano i giacimenti di carbone.I grandi giacimenti in Inghilterra,in Belgio,in Germania,poi in Russia,furono a lungo sfruttati e lo sono ancora,anche se in misura sempre minore:l'estrazione del carbone è meno redditizia di un tempo, perché richiede molto lavoro umano e perché spesso i giacimenti migliori si sono in parte esauriti. perciò in gran parte dell'Europa lo sfruttamento dei giacimenti è in declino: nella Ruhr, la regione tedesca più ricca di carbone,a metà dell'800 vi erano circa 300 miniere in funzione,oggi ne sono rimaste solo una ventina.
L'estrazione e la combustione del carbone hanno gravi conseguenze sulla salute umana e sull'ambiente.In primo luogo il lavoro nelle miniere di carbone presenta gravi rischi di incidenti,spesso mortali,soprattutto nelle miniere sotterranee (esistono anche miniere a cielo aperto,quando i giacimenti si trovano in superficie):solo nelle miniere degli Stati Uniti si hanno un centinaio di morti e un migliaio di feriti ogni anno.Inoltre il lavoro nelle miniere di carbone provoca l'antracosi, una malattia incurabile dovuta all'inalazione (introduzione nei polmoni attraverso le vie respiratorie) di polvere di carbone,che ogni anno causa la morte di 3.000-4.000 persone negli Stati Uniti.
La combustione del carbone è fortemente inquinante, perché libera nell'aria sostanze dannose,che alterano il clima favorendo l'effetto serra,avvelenano le acque,erodono gli edifici e i monumenti e si depositano nei polmoni favorendo l'insorgere di malattie come il cancro.