lunedì, Aprile 15

La “civiltà elettrica”

Se domani l’elettricità scomparisse come per incanto, la civiltà umana ripiomberebbe indietro di almeno due secoli. Ci troveremmo a vivere, nella migliore delle ipotesi, come i nostri antenati che popolavano le zone più ricche del pianeta nei primi anni dell’Ottocento. Eppure nonostante la sua fondamentale importanza per la società umana, per la grandissima maggioranza degli individui, l’elettricità è qualcosa di intangibile, di cui ci sfuggono processi e funzionamento.

Un difficile definizione

Le definizioni più corrette dell’elettricità richiedono la conoscenza approfondita di altri termini utili quali «elettroni», «flusso», «carica» e «corrente». Soltanto una piccola minoranza di persone comprende effettivamente quali processi avvengono all’interno delle centrali elettriche, dei trasformatori, delle linee di trasmissione e dei dispositivi d’uso finale.

La grande maggioranza delle persone preme un interruttore per accendere le luci di casa, utilizza il forno per cuocere una pizza, alimenta una miriade di elettrodomestici e dispositivi come utente finale ignorando, quasi del tutto, cosa c’è a monte di quel semplice gesto.

L’energia elettrica è una fonte di energia secondaria ed è ricavata dai generatori elettrici attraverso la trasformazione delle fonti energetiche primarie. Le fonti maggiormente impiegate per la produzione di energia elettrica sono l’energia chimica contenuta nei combustibili fossili e nelle biomasse, l’energia nucleare, l’energia idraulica, l’energia eolica, l’energia solare e l’energia geotermica. Dopo essere stata prodotta l’energia elettrica può essere immessa nella rete elettrica dove viene trasmessa e distribuita attraverso le linee elettriche agli utilizzatori finali.

Distribuzione e stoccaggio

Se produrre energia elettrica è impegnativo dal punto di vista della conoscenza dei processi associati, distribuirla è un problema logistico molto complesso. Dai siti di produzione l’elettricità viene indirizzata verso città, fabbriche, e mezzi elettrici di trasporto rapido, attraverso un complesso di trasformatori e vaste reti di linee di trasmissione ad alta tensione e, dopo un’ulteriore trasformazione della tensione, di un sistema di distribuzione costituito da linee elettriche aeree o cavi sotterranei a bassa tensione per raggiungere miliardi di utilizzatori finali.

Ancora oggi uno dei problemi logistici più complessi è quello di un adeguato stoccaggio dell’energia elettrica prodotta. Non abbiamo ancora la tecnologia adatta per soddisfare le esigenze energetiche di elettricità di una città di mezzo milione di abitanti per un paio di settimane oppure di una grande metropoli di diversi milioni di anime anche solo per mezza giornata.

Nonostante queste complessità il mondo richiede sempre maggiori quote di elettricità per garantire il funzionamento di miliardi di apparati elettrici, per l’illuminazione, per motori sempre più performanti. Le ragioni di questa centralità dell’energia elettrica sono molteplici.

I motivi di un grande successo

La facilità d’uso prima di tutto, basta premere un interruttore o un comando vocale per attivarne la fornitura. Per quanto riguarda l’illuminazione, sia pubblica che privata, l’energia elettrica ha da tempo battuto ogni altra fonte energetica, anzi si può dire che con la sua introduzione, l’uomo ha definitivamente sconfitto la notte. Basta un solo parametro per comprendere il trionfo dell’energia elettrica come fonte di illuminazione. Il parametro in questione è l’efficienze energetica.

Se fissiamo l’efficienza luminosa delle candele a un valore pari a 1, quella delle lampade a gas illuminante (gas ottenuto per distillazione del litantrace) delle prime città industriali era tra le 5 e le 10 volte superiore; prima dello scoppio della Prima guerra mondiale le lampadine a filamenti di tungsteno emettevano fino a 60 volte di luce in piú; oggi, le migliori lampade a fluorescenza ne producono circa 500 volte tanta; e le lampadine al sodio (utilizzate per l’illuminazione pubblica, arrivano a circa 1.000 volte l’efficacia di una candela.

È impossibile stabilire quale delle applicazioni dell’energia elettrica sia stata più importante per lo sviluppo della “civiltà elettrica”: le lampade o i motori elettrici. Entrambe hanno profondamente cambiato il mondo rendendolo dipendente da questa fonte energetica.

Cosa accadrebbe se venisse a mancare l’elettricità?

Per comprendere quanto dipendiamo dall’elettricità vale la pena di riflettere su una sua prolungata e improvvisa assenza, diciamo di un mese. I motori elettrici azionano ascensori e scale mobili, permettono il condizionamento dell’aria negli edifici, aprono porte, compattano i rifiuti. Sono anche indispensabili per gran parte dei macchinari salva vita degli ospedali, alimentano internet e tutto quello che dipende dalla rete. I motori elettrici sono indispensabili per il funzionamento dei telefoni mobili.

In molti paesi l’intero trasporto su rotaia, tram e treni, compresi i treni ad alta velocità, dipendono dall’energia elettrica. E persino le automobili, almeno quelle che non hanno più di una quindicina d’anni, hanno tra i 20 e i 40 piccoli motori elettrici che alimentano parti importanti del loro funzionamento.

Nelle case, oltre all’illuminazione e tutti i tipi di dispositivi elettronici, elettrodomestici in primis – tra cui oggi sono spesso inclusi sistemi di sicurezza – l’energia elettrica domina tutte le attività meccaniche, permette il riscaldamento e la refrigerazione degli alimenti, fornisce l’energia richiesta per scaldare l’acqua, cosí come quella per riscaldare gli ambienti. Senza l’elettricità, non sarebbe possibile avere acqua potabile in tutte le città – e neanche combustibili fossili in forma liquida o gassosa disponibili in ogni luogo.

I morti andrebbero immediatamente inumati o cremati perché la conservazione delle salme dipende anch’essa dall’elettricità. L’assenza di questa fonte energetica poi avrebbe gravissime ripercussioni nelle città, soprattutto quelle fittamente popolate. L’assenza di illuminazione pubblica riporterebbe il vero buio della notte, che possiamo apprezzare soltanto in aperta campagna, nelle strade delle nostre città, incrementando esponenzialmente il livello di insicurezza e di pericolo.

I sistemi di regolazione del traffico andrebbero in tilt e incidenti e ingorghi paralizzerebbero le strade delle città. Come se tutto questo non bastasse, l’assenza anche per soli 30 giorni dell’energia elettrica, causerebbe il deterioramento irreversibile di gran parte degli alimenti conservati con conseguente crisi alimentare e di rifornimenti delle aree urbane più popolose.

Insomma dipendiamo così tanto dall’energia elettrica che un simile scenario, pur limitato ad un asse temporale tutto sommato contenuto (un mese) sarebbe semplicemente catastrofico e produrrebbe un numero di morti sicuramente superiore alla recente pandemia di Covid19.

alcune voci di Wikipedia

Smil, Vaclav. Come funziona davvero il mondo: Energia, cibo, ambiente, materie prime: le risposte della scienza

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