#InFormazione / Curiosità: L'Energia

L’energia: la potenza della trasformazione.

Etimologia, Filosofia e la Tecnica

Il termine energia deriva dal tardo latino energīa, a sua volta tratto dal greco ἐνέργεια (enérgeia), derivato di ἐνεργής che significa 'attivo'. La parola è composta dalla particella intensiva εν (en) e ἔργον (ergon, 'lavoro', 'opera'). Il prefisso greco en significa ‘dentro’ quindi la parole energia letteralmente significa dentro il lavoro, dentro qualcosa che è attivo, che si muove.

Il termine è stato introdotto da Aristotele in ambito filosofico per distinguere la δύναμις (dýnamis), la possibilità, la "potenza" propria della materia informe, dalla reale capacità (ἐνέργεια) di far assumere in atto realtà formale alle cose. Dunque sebbene l’energia non ha forma, non ha colore, non ha odore, è ciò che permette ai corpi di materializzare un’azione. E se ci pensate bene, l’energia compie sempre un’azione: trasforma. Pensate alla parola energia termica: in altri termini si potrebbe spiegare come “ciò che c’è dentro il lavoro del calore”, o ancora energia cinetica “ciò che si trova dentro il movimento”. Trovo tutto questo molto affascinante perché le parole ci dicono da subito che in realtà chiamiamo energia l’effetto che noi vediamo concretamente, ma non ci è mai successo di soffermarci sulla parte astratta della trasformazione. Per esempio vediamo le pale eoliche che girano, la lampadina che si accende, il fuoco che brucia. Ma questi esempi sono solo il punto di arrivo di un meccanismo, di un lavoro che nasce da uno scambio, da una reazione che dà il via al lavoro. L’energia è quindi impossibile senza condivisione: che siano esse due forze, due elementi naturali, due soluzioni chimiche e così via. Uno scambio continuo che riesce a generare un prodotto, un cambiamento, una trasformazione. Lo spiega bene il filosofo Vito Mancuso quando definisce l’energia come “atto” specificando “E’ atto puro, azione” aggiungendo che la natura è tutta attraversata da una propria forza vitale che si inter-scambia continuamente e in modo reciproco. Se riflettiamo bene l’aspetto metafisico e quello più concreto non sono così distanti quando si parla di energia.

Nella pratica abbiamo una conferma dalla Fisica con il primo principio della termodinamica sulla conservazione dell’energia:

“L’energia non si crea né si distrugge, ma si trasforma”

In fisica classica abbiamo diverse tipologie di energie base, ma quelle di cui abbiamo maggiore familiarità sono 3: Termica, Meccanica ed Elettrica in ordine crescente

Lo sforzo tecnologico nel corso delle varie epoche si è concentrato nel cercare di ottenere sempre la maggior efficienza nella trasformazione dell’energia.

Ognuna delle tre rivoluzioni industriali sono state segnate dalla scoperta e dall’evoluzione sull’utilizzo di nuovi fonti energetiche.

La prima rivoluzione industriale (1760-1780) è iniziata con l’invenzione della macchina a vapore e la sua applicazione nelle miniere e nell’industria tessile basato sull’utilizzo dell’energia termica e dalla combustione del carbone;

La seconda rivoluzione (1850-1914) industriale è iniziata con l’introduzione e lo sfruttamento del petrolio ed energia elettrica e la loro applicazione principalmente nell’industria metallurgica, parallelamente prendeva forma anche la prima forma di energia elettrica prodotta da fonte rinnovabile, l’idroelettrico.

La terza rivoluzione (seconda metà XX secolo) è iniziata con la scoperta dell’energia nucleare sulla spinta degli eventi bellici che hanno caratterizzato l’epoca.

A partire dalla seconda rivoluzione industriale sono nate le prime centrali elettriche (New York – Londra - Milano) in grado inizialmente di illuminare una strada o fornire energia a 85 persone divenute 500 dopo nemmeno un anno.

Per comprendere il progresso tecnologico basti pensare che le prime centrali, grandi come teatri o cattedrali, sviluppavano una potenza di 140 CV ovvero la stessa potenza di un moderno motore Diesel di una Golf.

Dal 1880 ad oggi sono state sviluppate nuove tipologie di centrali a fonti non rinnovabili:

● Termoelettrica ad olio combustibile con ciclo a vapore;

● Termoelettrica a gas con Turbogas

● Termoelettrica a ciclo combinato;

● Centrali Cogenerative (Energia Termica + Elettrica)

● Centrali nucleari a fissione ad Uranio 235;

● Centrali nucleari a fissione ad Uranio “riciclato”

● Centrali nucleari a fissione Fast al Plutonio 239;

Mentre per l’utilizzo dei combustibili fossili si è arrivati al limite dell’efficienza per il nucleare sono ancora in fase di sperimentazione le centrali di quarta generazione e le centrali a Fusione.

L’utilizzo di fonti non rinnovabili ha permesso lo sviluppo quasi esponenziale delle tecnologie applicate ma non in maniera sostenibile per il pianeta, infatti il costo ambientale e sociale è stato altissimo a causa dell’inquinamento atmosferico, idrico, il riscaldamento globale e la disparità tra paesi industrializzati e non.

Di pari passo anche la produzione di energia da fonte rinnovabile si è evoluta.

Inizialmente l’energia idrica ed eolica era sfruttata e trasformata in energia meccanica per la produzione di farina dai mulini dove hanno sostituito l’utilizzo di bestiame.

Durante la seconda rivoluzione industriale fu sviluppata la prima entrale idroelettrica e costruita la prima Diga (che non è altro che un contenitore di energia potenziale) e delle turbine eoliche in Danimarca. Contemporaneamente venivano scoperti i primi rudimenti sull’effetto fotovoltaico la cui applicazione pratica prese vita nel 1954 con la creazione della prima cella fotovoltaica ed i primi impianti fotovoltaici negli anni 60/70 con efficienze dell’8% circa (ad oggi l’efficienza è oltre il 20%)

Dall’inizio del XXI secolo è in corso la quarta rivoluzione industriale accompagnata dalla transizione energetica che punta a sostituire l’attuale sistema, basato su grandi centrali, ad una generazione distribuita di piccoli impianti a fonte rinnovabile e sistemi di accumulo.

Il passaggio tra i due modelli di sviluppo è possibile grazie al cuore della quarta rivoluzione industriale, lo sviluppo di alta tecnologia per IoT, che sta permettendo la trasformazione delle reti elettriche in Smart Grid.