Uomo e natura: usà?¬a e attualità

23/6/2008

Liceo Scientifico “G. D’Alessandro”

Anno scolastico 2007/2008

Giammanco: uomo e natura, scienza e attualità

Pietro Giammanco

Classe V sezione A a. s. 2007/08

Liceo Scientifico “G. D’Alessandro” - Bagheria

Uomo e natura: scienza e attualità

Uomo & natura: scienza & attualità 1

Mappa concettuale 2

I. Introduzione

È mio compito sottoporre alla vostra attenzione l’argomento in oggetto, prescelto per l’ideazione, la progettazione, lo svolgimento della tesina “Uomo e natura: scienza e attualità”.

Oggetto del presente lavoro risultano l’analisi e insieme la discussione di due elementi topici quali l’uomo e la natura, contemplati nella loro dicotomia. Occorre quindi rilevare come tale rapporto si sia sempre connotato come una evidente dicotomia archetipica, cioè i due elementi uomo e natura risultano tanto interdipendenti da risultare quasi consustanziati, pur nelle loro rispettive differenze.

Ciò impone una anamnesi, in senso storico e in senso tematico, delle relazioni che in ambito sincronico o diacronico sono intercorse all’interno delle coppie uomo-natura, uomo-civiltà, uomo-progresso.

Si impone quindi la necessità di esaminare, all’interno di tale dicotomia uomo-natura, tutti i fenomeni che, più o meno ricollegabili all’azione umana, dunque antropici, hanno concorso, nel tempo, a variare o a trasformare del tutto la “sub-stantia” della natura stessa, dunque l’inquinamento, il surriscaldamento globale (Global Warning), i disastri ecologici, quindi i catastrofismi della natura più o meno dipendenti dall’uomo, dalla civiltà, dal progresso.

L’oggetto della mia tesina nasce da interessi personali pertinenti soprattutto a mie ricerche e documentazioni su tematiche fortemente attualizzanti, d’ambito tanto tecnico quanto scientifico.

A tal proposito giova ricordare che il pretesto per l’ideazione del mio progetto di studio è costituito dalla visione e insieme dall’analisi di alcune testimonianze all’argomento dedicate, e in particolare il film documentario “Una scomoda verità” (titolo originale: “An Inconvenient Truth”) di Al Gore del 2006, film ambientato in USA, peraltro vincitore di due Premi Oscar nel 2007, come miglior documentario e per la miglior canzone di Melissa Etheridge.

O anche dall’analisi e dall’ascolto di taluni “pezzi” musicali quale, ad esempio, “Eppure il vento soffia ancora” di Pierangelo Bertoli.

A tale mio interesse hanno pure concorso, quali conoscenze strettamente personali, la visione e la discussione di reportage o notiziari multimediali di recentissima produzione, su catastrofi naturali, talora assolutamente imprevedibili (non da ultimo basti citare la tragedia occorsa nel Sud-est asiatico e nella fattispecie in Birmania nel maggio del corrente anno 2008, così come per non risultare del tutto lontano nel tempo la catastrofe dello Tsunami del dicembre 2004), talora forse inopportunamente imprevisti dall’uomo.

Questi ed altri eventi consimili suggeriscono una attenta analisi delle possibili cause che nel tempo hanno provocato un dissesto della natura, da imputare più o meno all’uomo e al suo progresso, uomo colpevole di aver sacrificato la natura e la sua integrità alla civiltà e ai suoi interessi creando uno squilibrio forse insanabile, forse distruttivo, dunque un’imminente catastrofe, così come rileva in alcuni passi della sua indagine Al Gore, laddove sostiene che:

• “È molto frustrante per me cercare di comunicare, convincere e spiegare con parole sempre più chiare che noi siamo ancora i maggiori responsabili di ciò che accade. Mi guardo intorno cercando di cogliere i segnali di un cambiamento da parte nostra ma continuo a non vedere nulla.”
• “La rivoluzione scientifica e tecnologica è stata una benedizione per i vantaggi che ne abbiamo tratto in campi come la medicina e le comunicazioni, ma dopo aver conquistato tanto potere dobbiamo assumerci la responsabilità di pensare alle conseguenze. Ecco una formula: vecchie abitudini più vecchie tecnologie hanno conseguenze prevedibili. Vecchie abitudini, difficili da cambiare, più nuove tecnologie possono avere conseguenze gravi e impreviste. Fare la guerra con lance, archi, frecce, fucili e mitragliatrici era una cosa, ma poi è arrivata una nuova tecnologia.”
• “Se una rana si tuffa in una pentola di acqua bollente ne salta subito fuori perché avverte il pericolo. Ma se la stessa rana si tuffa in una pentola di acqua tiepida che viene portata lentamente ad ebollizione, non si muoverà affatto. Rimarrà lì, seduta, anche se la temperatura continua a salire. Rimarrà lì fino a quando… fino a quando qualcuno non la salva.”

Citazioni tratte dal film “Una scomoda verità” 4

II. Storia

II. 1. 1. Parte prima: la prima rivoluzione industriale

È evidente che il rapporto uomo-natura abbia subito un sostanziale decorso soprattutto a partire dal XVIII secolo e nella fattispecie dall’inizio della cosiddetta rivoluzione industriale, ossia quel processo di industrializzazione destinato a modificare a tal punto la nostra società e la nostra civiltà, da risultare una sorta di rivoluzione scientifica per le tante e differenti scoperte apportate al progresso umano e tecnologico.

Una rivoluzione, quella industriale, destinata comunque anche a modificare gli equilibri della natura al punto che certi sconvolgimenti naturali tuttora ricorrenti potrebbero essersi originati proprio a partire dall’avvento della macchina.

Non a caso durante la rivoluzione industriale si evidenzia una sorta di squilibrio tra uomo e natura, sottoposta quest’ultima ad un incessante sfruttamento per l’utilizzo di nuove fonti energetiche come, ad esempio, i combustibili fossili, funzionali all’uso di nuove macchine azionate da energia meccanica.

Fu tale l’importanza delle invenzioni prima che non a caso la rivoluzione industriale si fa coincidere con l’invenzione della macchina a vapore.

II. 2. Fisica

II. 2. 1. La macchina a vapore

a) Storia

Un motore a vapore è un’apparecchiatura atta a produrre energia meccanica utilizzando, in vari modi, vapore d’acqua. In particolare trasforma, tramite il vapore, energia termica in energia meccanica.

Il calore è in genere prodotto con il carbone, ma può anche provenire da legna, idrocarburi o reazioni nucleari.

Già nell’antichità si narra di esperimenti atti a sfruttare l’espansione dei composti dovuta al cambiamento da fase liquida a fase gassosa, in particolare la macchina di Erone, una sfera cava di metallo riempita d’acqua, con bracci tangenziali dotati di foro di uscita. Quando si scaldava l’acqua, questa vaporizzava e il vapore usciva dai fori, facendo ruotare la sfera stessa.

In tempi più recenti, le prime applicazioni si sono avute all’inizio del XVIII secolo, soprattutto per il pompaggio dell’acqua dalle miniere, dapprima utilizzando il vuoto creato dalla condensazione del vapore immesso in un recipiente, che permetteva di sollevare acqua fino a circa 10 m di altezza, e in seguito, grazie all’invenzione del sistema cilindro-pistone, probabilmente dovuta a Denis Papin, convertendo in movimento meccanico, in grado di generare lavoro, l’energia del vapore.

Il primo esempio di applicazione industriale di questo concetto è la macchina di Newcomen, che era però grande, poco potente e costosa, quindi anch’essa veniva in genere usata solo per l’estrazione di acqua dalle miniere.

Solo più tardi, però, grazie all’invenzione del condensatore esterno, della distribuzione a cassetti e del meccanismo biella-manovella, tutte attribuite a James Watt a partire dal 1765, si è potuti passare da applicazioni sporadiche ad un utilizzo generalizzato nei trasporti e nelle industrie.

La macchina di Watt riduceva costi, dimensioni e consumi, e aumentava la potenza disponibile. Dal primo modello con 6 CV si è passati in meno di 20 anni a locomotive con 600 CV.

Il motore a vapore, consentendo potenze di molto maggiori di quelle fino ad allora disponibili, un cavallo da corsa produce massimo 14-15 cavalli-vapore, o circa 8 kW, ma solo per brevi tratti, mentre un cavallo lavorando una giornata non produce più di 1 CV, ha svolto un ruolo importante nella rivoluzione industriale.

Lo sviluppo del motore a vapore ha facilitato l’estrazione ed il trasporto del carbone, che a loro volta hanno aumentato le potenzialità dello stesso. 6

b) Descrizione

Poiché il vapore d’acqua si ottiene invariabilmente somministrando all’acqua liquida energia in forma termica, una parte essenziale del sistema che comprende il motore a vapore è il generatore di vapore, o caldaia.

Il vapore viene poi inviato al motore, che può essere di due tipi fondamentali: alternativo o rotativo. Si usa di solito, e impropriamente, la locuzione motore a vapore per i soli motori alternativi, mentre quelli di tipo rotativo vengono definiti turbine.

In quello alternativo in genere la ruota azionata muove le valvole che consentono di sfruttare i due lati di ogni pistone, così in ogni tempo avviene un’espansione bilaterale, mentre i motori a combustione interna hanno in genere un’espansione ogni 4 tempi.

A partire dalla seconda metà del 1800 la quasi totalità dei motori a vapore ha utilizzato due, tre e anche quattro cilindri in serie, motori a doppia espansione e tripla espansione; i diversi stadi lavorano con pressioni di vapore decrescenti in modo da sfruttare meglio la pressione degli scarichi degli stadi precedenti, che contengono ancora una certa potenza.

In particolare, la soluzione a tripla espansione fu quella universalmente adottata da tutte le navi della seconda metà dell’800 e dei primi anni del ’900.

Per esempio il transatlantico Titanic era equipaggiato con due motori a vapore a tripla espansione, uno per ciascuna delle due eliche laterali, a quattro cilindri, uno ad alta pressione, uno a pressione intermedia e due a bassa pressione.

Invece l’elica centrale era collegata ad una turbina a vapore mossa dal vapore a bassissima pressione scaricata dai due motori alternativi.

Proprio la soluzione a turbina, adottata a cominciare dalle navi militari a partire dal 1905, avrebbe soppiantato completamente in campo marino i motori alternativi prima di essere a sua volta sostituita dai motori a combustione interna e dalle turbine a gas.

Le turbine a vapore rimangono in uso soprattutto nelle centrali elettriche come forza motrice per azionare gli alternatori trifase.

Di fatto oggi il motore a vapore è stato quasi completamente sostituito dai motori a combustione interna, che è più compatto e potente e non richiede la fase di preriscaldamento, che si traduce in un ritardo prima di poter utilizzare il motore stesso.

II. 1. 2. Il carbon coke

La macchina a vapore non risultò l’unica innovazione tecnologica, altre se ne aggiunsero e riguardarono le macchine utensili, le macchine motrici, le industrie tessili e l’industria pesante.

Occorre quindi ricordare l’invenzione del cosiddetto “filatoio idraulico” nel 1767 e l’invenzione del telaio meccanico nel 1787 ad opera di Edmund Cartwright.

Tutto ciò concorse ad accrescere lo sviluppo industriale che richiese l’utilizzo di quantità sempre maggiori di energia, ben superiori a quelle fornite dalla macchina all’uomo.

La macchina quindi sostituì le tradizionali fonti di energia, e ciò in ragione, specie per la macchina a vapore, della abbondantissima ricchezza di giacimenti di carbone in Inghilterra.

Non minore fu per altro il progresso nel campo della siderurgia, dove per merito di Abraham Darby si cominciò ad utilizzare, anziché il carbone di legna, il cosiddetto “coke”, cioè l’antracite distillata a secco.

Senza tale innovazione la siderurgia sarebbe incorsa in un irreversibile pericolo, anzi l’uso del “coke” fece sì che non si procedesse ulteriormente alla deforestazione.

Fu tale l’importanza del “coke” che, non a caso, tale invenzione così come tutti i fenomeni tecnologici e sociali ad essa legati furono oggetto di analisi e discussione anche in ambito letterario, così come si pronuncia Charles Dickens nel suo romanzo “Hard Times” e in particolare nel capitolo V, in riferimento alla cosiddetta “Coketown”.

II. 3. Inglese

“It was a town of red brick, or of brick that would have been red if the smoke and ashes had allowed it; but as matters stood, it was a town of unnatural red and black like the painted face of a savage. It was a town of machinery and tall chimneys, out of which interminable serpents of smoke trailed themselves for ever and ever, and never got uncoiled. It had a black canal in it, and a river that ran purple with ill-smelling dye, and vast piles of buildings full of windows where there was a rattling and a trembling all day long, and where the piston of the steam-engine worked monotonously up and down, like the head of an elephant in a state of melancholy madness. It contained several large streets all very like one another, and many small streets still more like one another, inhabited by people equally like one another, who all went in and out at the same hours, with the same sound upon the same pavements, to do the same work, and to whom every day was the same as yesterday and tomorrow, and every year the counterpart of the last and the next.”

(From “Hard Times” by Charles Dickens, chapter V. “The key-note”).

Traduzione

“Era una città di mattoni rossi o, meglio, di mattoni che sarebbero stati rossi, se fumo e ceneri lo avessero consentito; ma così come stavano le cose, era una città di un rosso e di un nero innaturale come la faccia dipinta di un selvaggio.

Una città piena di macchinari e di alte ciminiere fuori dalle quali uscivano, snodandosi ininterrottamente, senza mai svoltolarsi del tutto, interminabili serpenti di fumo.

C’era un canale nero e c’era un fiume che scorreva viola per le tinture maleodoranti che vi si riversavano, c’erano vasti agglomerati di edifici pieni di finestre che tintinnavano e tremavano tutto il giorno, e dove gli stantuffi delle macchine a vapore si alzavano e si abbassavano con moto regolare e incessante, come la testa di un elefante in preda a una follia malinconica.

C’erano tante strade larghe, tutte uguali fra loro e altre piccole strade sempre uguali l’una all’altra, abitate da persone altrettanto uguali fra loro, che entravano e uscivano tutte alla stessa ora, con lo stesso suono sopra gli stessi pavimenti, per svolgere lo stesso lavoro; persone per le quali l’oggi era uguale all’ieri e al domani, e ogni anno era la replica di quello passato e di quello a venire.” 9

These attributions of Coketown were in the main inseparable from the work by which it was sustained.

But what are the characteristics of this city? The pollution, the repetitiveness, the loss of identity of workers, the sense of suffered alienation by those who are forced to live in a place where everybody is performing the same work, where every day of the year is the same as any other day, where all roads are the same as all buildings.

This description presents a realistic picture, whose effectiveness stems from the rhythmic repetition of simple statements with a person impersonal and contrasting expressions that highlight the negative aspects of the elements described.

The choice of terms that recall the senses and in particular the view through the use of colors with a negative connotation, black as death or denial of life; purplish as something unnatural or as a sense of sadness, red like life, contributes to ensure that the description is realistic and does not leave room for imagination.

The Dickens’ imaginary is anticipation of a cultural alienation and aesthetics that will have broad course in artistic production starting in late ’800. There are similarities and metaphors through which the criticism of the process of industrialization is tight.

The sfigurate houses of Coketown “of a red and a black unnatural as the painted face of a savage”, “snakes smoke”, “titanic” machinery, forms of chimneys, allude to “controlled” monstrosity.

In short, everything is fake, unnatural, but it is the man to create and govern this “fiction”. These urban metaphors draw, then, the boundaries of a “alien” world certainly distressing, in which man moves to fatigue, but moves relatively protected.

Dickens prepares the reader to the introduction of the theme of alienation expressed here, because the steam engine is cause and effect, melancholic madness, leaving guess the frustration of workers and the loss of identity that connotes.

Coketown presents itself as the willed and grotesque exasperation of the hallmarks of the city: here the balance becomes monotony, the order becomes squalor, the symmetry becomes obsession and man becomes caricature or impersonal gear with its anonymous inhabitants.

II. 1. 3. Parte seconda: la seconda rivoluzione industriale

La visione della macchina, della modernità, del progresso durante la seconda rivoluzione industriale.

Nella seconda metà dell’‘800 si assiste ad una fioritura delle scienze in concomitanza, in ambito filosofico, alla diffusione del cosiddetto positivismo, ossia quel moviment