Energia - Dall'800 a oggi, guardando al futuro

L’energia dall’Ottocento a oggi. Tappe fondamentali.

Già agli inizi del XIX secolo, con la Rivoluzione industriale si assiste in Europa ad

un incremento notevole della produzione economica. Il lavoro in fabbrica assume

rapidamente un ruolo centrale nella vita sociale ed

economica delle capitali europee e l’esigenza del

capitalismo di ottimizzare la produzione è

accompagnata spesso da grossi investimenti nei

settori delle nuove tecnologie.

E’ nel 1619, ad utilizzare la

Johannes Keplero,

prima accezione moderna del termine Ma

energia.

bisognerà aspettare la prima metà dell’Ottocento per

stabilire il concetto fisico di energia: “la capacità di

un sistema di produrre lavoro”.

Un modello di motore a vapore. Grazie 4

ad esso, il carbon fossile diventerà la

prima fonte di energia. Il perfezionamento della ad

macchina a vapore,

opera di nel 1769, e la sua diffusione in

James Watt

larga scala grazie all’applicazione nei mezzi di trasporto (tra cui navi e locomotive)

saranno due passaggi importantissimi che porteranno ad un rapido incremento della

produzione di In pochi anni, la sua estrazione a livello mondiale diventa

carbone.

dieci volte superiore. L’Inghilterra, grazie ai suoi giacimenti, ne è la principale

produttrice, non a caso patria della Rivoluzione Industriale.

Alle ricerche nei campi della meccanica si affiancano gli studi fisici: nel 1799

brevetta la in grado di generare corrente elettrica.

pila,

Alessandro Volta James Joule,

grazie ai suoi esperimenti nei primi anni dell’Ottocento, dimostra che l’energia in un

sistema termodinamico si conserva e che anche il calore è una forma di energia. In

suo onore, l’unità di misura dell’energia è il (N m).

joule

Attorno al 1850 personalità del calibro di e portano

James Maxwell Heinrich Hertz

avanti importanti studi sull’elettromagnetismo. Pochi anni prima Thomas Edison

perfezionava il funzionamento della a incandescenza, di cui esistevano

lampadina

già alcuni progetti (tra cui quello dell’italiano Nel 1895 il premio

Alessandro Cruto).

Nobel per la fisica scopre i tale scoperta sarà molto

raggi X;

Wilhelm Röntgen

importante, negli anni seguenti, per lo sviluppo del nucleare, grazie al contributo dei

coniugi alcuni anni dopo.

Curie

Il ventesimo secolo segna la svolta più importante nella storia dell’energia. Il

brevetto, sviluppato dagli italiani e nel 1853, del

Eugenio Barsanti Felice Matteucci

primo motore a combustione interna funzionante (oggi chiamato motore a scoppio)

fa lievitare la domanda di miscela liquida di idrocarburi già nota nell’antica

petrolio,

Grecia. L’ampia diffusione del motore a scoppio avviene di pari passo con lo

sviluppo di un’industria petrolifera per l’estrazione e la raffinazione; le benzine,

prodotti della distillazione del petrolio, costituiscono i carburanti necessari per il suo

funzionamento.

Lentamente il petrolio andrà a soppiantare il carbone e diventerà una delle principali

materie prime nel mondo. La sfida per il controllo delle risorse petrolifere sarà una tra

le più importanti del XX secolo.

cause economiche dei conflitti militari

La Prima Guerra Mondiale rappresentò un banco di prova importante per le grandi

potenze europee per garantirsi l’accesso al petrolio. Le potenze dell’Intesa potevano

contare infatti sul controllo di molte regioni del Medio Oriente ricche di giacimenti.

L’Inghilterra in particolare utilizzava la derivato del petrolio, per alimentari i

nafta,

potenti motori della Royal Navy. La minaccia tedesca ai protettorati inglesi e russi in

Persia contribuì allo scoppio del conflitto. 5

La Grande Guerra richiese un dispiegamento di mezzi

nettamente superiore ai precedenti conflitti. Le

industrie, i macchinari, le flotte, ma in generale tutto il

settore dell’industria pesante contribuì fortemente al

progresso energetico. Nonostante la Guerra, tuttavia, un

contributo fondamentale a questo progresso fu apportato

da due personalità importantissime: e

Max Planck

La teoria dei quanti e quella della

Albert Einstein.

relatività, introdotte rispettivamente dai due scienziati

tedeschi, rappresentano i pilastri della fisica moderna. In

particolare Einstein introdusse il concetto di particella di

energia, che Lewis successivamente coniò col termine Albert Einstein, considerato tra i

e scoprì l’equivalenza tra massa ed energia,

fotone, più grandi fisici di tutti i tempi.

2

sintetizzata dall’ormai nota formula .

E = mc

Questa scoperta gettò le basi scientifiche per la ricerca sull’energia nucleare. Einstein

intuì infatti uno stretto legame tra l’equivalenza di massa-energia e la radioattività

(emissione di energia spontanea da parte di alcuni elementi). Egli ipotizzò anche che

le stelle producessero luce attraverso reazioni che dipendessero da questo principio.

Nel frattempo il Pianeta è sconvolto da un altro evento drammatico: la Seconda

Guerra Mondiale.

Le teorie di Einstein furono riprese dal fisico italiano Trasferitosi in

Enrico Fermi.

America a causa del conflitto mondiale, convinse l’allora Presidente degli USA

a finanziare un progetto di ricerca sul nucleare, temendo che la Germania

Roosevelt

di avesse già iniziato degli studi a riguardo.

Adolf Hitler

Nel dicembre 1942 l’equipe di Fermi riuscì ad ottenere la prima reazione artificiale di

fissione nucleare, utilizzando l’isotopo 235 dell’uranio. Si giunse alla conclusione

che era possibile realizzare una bomba che sfruttasse tale reazione. Il governo USA

finanziò il per effettuare ulteriori ricerche; nel 1945 venne

Progetto Manhattan

testata la prima bomba atomica in New Mexico. Meno di un mese dopo il neo-eletto

Presidente degli Stati Uniti Harry Truman diede ordine di sganciare due bombe

atomiche sulle città giapponesi di e L’energia veniva usata a

Hiroshima Nagasaki.

scopo esclusivamente distruttivo; si dovette aspettare al 1954 per osservare la prima

applicazione civile del nucleare, sempre negli Stati Uniti. Ciononostante la bomba

atomica rappresenterà un deterrente fondamentale durante la « guerra fredda ».

Al termine della Seconda Guerra Mondiale il fabbisogno energetico del pianeta è

notevolmente aumentato. Pur con l’avvento del nucleare, il petrolio mantiene il ruolo

di leader tra le fonti energetiche. Agli inizi del XXI secolo esso coprirà oltre il 90%

del fabbisogno globale. Le compagnie petrolifere assumono un ruolo chiave 6

nell’economia dei Paesi industrializzati; ciò porterà alla fondazione, da parte di alcuni

Paesi produttori di petrolio, dell’O.P.E.C. (Organizzazione dei Paesi Esportatori di

Petrolio) nel 1960.

Il 1973 segna l’anno della L’Egitto e la Siria attaccano lo

crisi energetica mondiale.

Stato di Israele, non riconosciuto dai Paesi arabi. Il conflitto si risolve in poche

settimane, ma la politica filo-israeliana degli Stati occidentali determina, da parte

degli Stati produttori di petrolio, un blocco delle esportazioni e un pesante rincaro dei

prezzi. Appena tre anni dopo, nel 1976, un’altra crisi investirà il mercato mondiale: la

rivoluzione iraniana ed il blocco della produzione petrolifera causerà gravi problemi

di approvvigionamento energetico nei Paesi occidentali.

Alla luce di questi eventi, l’interesse della comunità internazionale si è concentrato

sul rischio derivante dall’esaurimento del petrolio. I rapporti sul clima e sulle gravi

conseguenze dovute all’inquinamento hanno poi definitivamente sancito la scelta dei

Paesi industrializzati di operare nella direzione delle fonti alternative e rinnovabili.

La stesura, nel 1997, del oggi ratificato da 181 Paesi, impone

protocollo di Kyoto,

una riduzione del 5% delle emissioni dannose entro il 2012.

La necessità di soppiantare il petrolio e di rispettare i trattati internazionali in materia

di ecologia e tutela ambientale ha richiesto un impegno maggiore nella ricerca e

nell’utilizzo di fonti alternative. Ad oggi, oltre all’idroelettrico e al nucleare, le

ricerche si concentrano in particolare sullo sfruttamento dell’energia emessa dal Sole,

l’energia geotermica e l’energia eolica, di cui verranno analizzati nei prossimi

paragrafi gli aspetti tecnici e convenientistici.

APPROFONDIMENTO

Il dramma della bomba atomica.

Nell’aprile 1945 la Seconda Guerra Mondiale si avviava verso la fase conclusiva. Il

20 del mese le truppe sovietiche entrarono a Berlino; cinque giorni dopo in Italia

venne dichiarata la fine del conflitto e la liberazione del nord del Paese.

Nelle stesse settimane vice-presidente degli Stati Uniti, assunse la

Harry Truman,

carica presidenziale subentrando a Franklin Delano Roosevelt, morto per malattia.

Truman venne rapidamente informato dei piani segreti del Progetto Manhattan. Nel

1939, infatti, il fisico italiano Enrico Fermi ed altri importanti studiosi di tutto il

mondo, tra cui Niels Bohr, ottennero i primi risultati dallo studio della fissione

nucleare; studi analoghi vennero fatti in Germania per conto del governo nazista.

Alcuni tra gli scienziati rifugiatisi in America durante il conflitto, in particolare Leo 7

Szilard, Edward Teller e Eugene Wigner, avanzarono l’ipotesi che la Germania

potesse utilizzare l’energia derivata dalla fissione nucleare per costruire una bomba.

Persuasero quindi Albert Einstein, riconosciuto come il più autorevole fisico del

tempo, a controfirmare una lettera in cui si invitava l’allora presidente Roosevelt ad

avviare un programma di armamento finalizzato al nucleare.

Il questo fu il nome

Progetto Manhattan,

definitivo del programma, sviluppò il primo

ordigno nel giro di pochi anni. La bomba venne

chiamata “The Gadget” ed era basata sulla fissione

nucleare incontrollata dell’isotopo 239 del plutonio.

La bomba venne fatta detonare in un poligono

militare del New Mexico, in quello che fu il primo

test atomico della storia (il cui nome in codice fu

“Trinity”), il 16 luglio 1945. The Gadget in una riproduzione in scala.

Truman ebbe la responsabilità, appena ricevuto

l’incarico, di prendere in carico il Progetto. Nonostante il conflitto fosse agli

sgoccioli, il Giappone non si arrendeva. Nel mese di aprile era cominciata la battaglia

nell’arcipelago nipponico di Okinawa e nel mese di agosto l’URSS dichiarava guerra

al Giappone. Tuttavia il governo americano riteneva impossibile poter accettare

ulteriori sacrifici delle proprie forze armate a causa della strenua resistenza dei

giapponesi; il conflitto avrebbe potuto perdurare per mesi.

In realtà, più si avvicinava la conclusione del conflitto, più sembrava evidente la

suddivisione del pianeta in due blocchi. L’Unione Sovietica riuscì rapidamente a

recuperare lo svantaggio nella ricerca sul nucleare; inoltre il monopolio economico e

militare degli Stati Uniti veniva messo in discussione dalla potenza sovietica. Truman

e il governo americano ritenevano necessario dimostrare la supremazia militare degli

Stati Uniti, in previsione di un futuro scontro con l’alleato russo; inoltre il Progetto

Manhattan aveva richiesto un notevole investimento economico, che doveva

necessariamente essere corrisposto da un risultato positivo e convincente.

Queste di fatto furono le cause principali dei tragici eventi che seguirono; il 6 agosto

1945, nella speranza di porre fine al conflitto, ma anche di verificare l’effettiva

potenzialità dell’ordigno e di attuare una vera e propria dimostrazione di forza verso

l’antagonista sovietico, il governo americano ordinò l’impiego della prima bomba

atomica all’uranio arricchito (denominata “Little Boy”), che venne sganciata sulla

città di in Giappone, provocando l’immediata morte di 130.000 persone.

Hiroshima

Tre giorni dopo venne sganciata una seconda bomba (“Fat man”) sulla città di

provocando 40.000 morti. A ciò si aggiunsero le centinaia di migliaia di

Nagasaki,

persone morte o sfollate, successivamente, a causa delle radiazioni, i cui effetti

devastanti perdurano tutt’oggi. 8

Il dramma della bomba atomica rappresenta la più triste testimonianza dell’utilizzo

sconsiderato dell’energia da parte dell’uomo; i danni causati dalle due bombe

provocarono l’immediata resa del Giappone. Restano tuttavia aperti ancora oggi gli