Perchè dedicare una pagina intera al tema dell'energia e al suo relativo utilizzo nelle attività antropiche?
Non avrei potuto affrontare questo tema, per esempio, nella pagina relativa alla Fisica Matematica ?
L'energia, oltre che essere un concetto ed una grandezza fondamentale della fisica e l'elemento essenziale della vita terrestre, è uno degli elementi centrali delle attività antropiche, dal riscaldamento ad uso civile ai processi industriali.
L'utilizzo dell'energia ha delle conseguenze enormi nelle attività economiche, sociali e, più in generale, nel rapporto tra uomo e ambiente.



Inoltre, affrontare il tema dell'energia in modo completo, critico e consapevole può chiarire tanti aspetti delle società occidentali ed i rapporti geopolitici a livello planetario.
E per completare il panorama, non dobbiamo certamente trascurare il ruolo dell'energia nei processi biologici, sia nel mondo animale che nel mondo vegetale, e nei fenomeni terrestri idrogeologici.

Le basi fisico-matematiche per un rapporto corretto con l'energia

Prima di introdurre e discutere le questioni biologiche, ambientali e geopolitiche, bisogna porre i problemi in maniera corretta e per fare questo bisogna partire dal chiarire in termini scientifici, fisici il concetto di energia.
E per porre i problemi in maniera corretta bisogna partire dalle fondamenta e procedere con semplicità e rigore logici.

Le forme di energia

Partendo dallo studio della meccanica classica si scopre che uno strumento di rappresentazione dei fenomeni è l'energia, a partire dalla definizione di lavoro meccanico, di energia cinetica, di energia potenziale gravitazionale e di energia elastica, facendoci guidare dal principio di conservazione dell'energia.
Ed entrando poi nella termodinamica, discutendo cosa siano la temperatura e il calore, il concetto di energia si completa sempre più, introducendo l'energia termica e l'energia interna.
E dalla termodinamica alla chimica, il passo è breve: nei processi chimici, oltre ad un bilancio delle masse, bisogna fare attenzione sempre anche al bilancio energetico e la stessa evoluzione in un processo chimico può essere interpretata correttamente attraverso la variazione di opportune grandezze energetiche.
Dunque, dal concetto di energia si passa a distinguere tra le diverse forme di energia: questo fa comprendere bene come si debba parlare di trasformazione da una forma di energia ad una diversa forma di energia.
Ma i fenomeni chimico-fisici non possono essere compresi in modo completo, se non si pensa alla materia descritta in termini sia di massa che in termini di energia: il principio di equivalenza tra massa ed energia lega in modo indissolubile proprio queste due proprietà della materia, massa ed energia.
E come un gioco di tessere del domino, per comprendere a fondo queste due proprietà della materia, bisogna avere dimestichezza con i fenomeni ondulatori, fino ad arrivare al dualismo onda-corpuscolo, tema affrontato nella meccanica quantistica e nella meccanica relativistica.

Le fonti energetiche

Solo entrando con competenza ed intelligenza nella fisica della materia, possiamo affrontare in modo critico e corretto le questioni legate alle fonti energetiche.

Perchè soffermarsi sul tema delle fonti energetiche?
Risposta semplice ad una domanda che può apparire retorica: a partire dalla cosiddetta rivoluzione industriale, da più di un secolo, le attività umane hanno subito trasformazioni nette e rapide e tali attività hanno richiesto e richiedono ancora oggi sempre più energia, al punto che le società basate su un modello industriale e consumistico possono definirsi "iperenergivore".
Nelle attività industriali, fino a giungere alla industrializzazione dell'agricoltura e della zootecnica, si è fatto largo, a ritmi sempre più elevati, l'impiego delle fonti energetiche fossili (petrolio e gas).
E questo deve fare riflettere profondamente su questo modello di "sviluppo", discutendo in modo critico il rapporto tra essere umani, pianeta Terra ed energia.

E così si deve fare spazio alle fonti rinnovabili, discutendo in modo critico e non ipocrita cosa significhi rinnovabilità dell'energia in una visione planetaria e biologica.
E al primo posto deve essere considerata l'energia solare, che è semplicemente energia irradiata sottoforma di onde elettromagnetiche.
Ma, dall'altra parte, dobbiamo stare sempre in guardia di fronte alle mistificazioni e alle derive umane, che nascondo spesso finalità speculative, finanziarie, che niente hanno a che fare con un approccio scientifico, razionale ed etico all'utilizzo dell'energia per le attività antropiche.
E in Italia abbiamo un esempio emblematico di possibili derive speculative con l'introduzione legislativa delle cosiddette fonti energetiche "assimilate", esempio chiaro di contraddizione logica e tecnologica e di negazione di ogni diritto naturale degli esseri umani.

L'energia nella biologia

Affrontando il vasto tema della vita sul pianeta Terra, dal mondo vegetale al mondo animale, un filo conduttore è proprio rappresentato dall'energia, sia a livello atomico e molecolare sia nei processi biologici macroscopici, intimamente legati al mondo microscopico.
L'acqua stessa, nei suoi componenti atomici con i relativi legami, nasconde in sè energia, che si manifesta in questa forma, che rappresenta la maggior parte dell'elemento vitale terrestre.
La biologia vegetale, oltre che sull'acqua, è basata sull'energia solare e sui processi di trasformazione di tale energia in diverse forme.
La fotosintesi clorofilliana e tutti i cicli fondamentali del fosforo, dell'azoto e del potassio sono dei processi chimico-fisici, in cui l'energia e l'acqua giocano un ruolo fondamentale.
Nel regno animale, la respirazione non è altro che un processo di combustione, con trasformazione di energia: i meccanismi neurovegetativi di termoregolazione controllano proprio i processi termico-energetici, basilari per la maggior parte degli animali.

Energetica ambientale

Può avere senso parlare di energetica ambientale, dando così enfasi al legame tra energia ed ambiente?
Quando penso all'energia automaticamente penso all'ambiente, non potendo disgiungere l'energia dall'ambiente stesso, inteso come il luogo in cui ogni forma di vita instaura relazioni.
Invece, si ha la necessità di enfatizzare il legame tra energia ed ambiente, parlando esplicitamente di energetica ambientale, proprio perchè nella cosiddetta civiltà occidentale, dominata dall'industrializzazione e dal consumismo, si è perso il legame tra esseri viventi ed ambiente, soprattutto intendendo l'ambiente naturale, con i relativi processi biologici.
La produzione di energia e tutte le attività antropiche figlie dell'industrializzazione hanno un impatto ambientale notevole, da valutare attentamente proprio in base ai principi della System and Safety Engineering e a metodi di Project and Process Planning .
Seguendo questa via, bisogna valutare i rischi medico-sanitari legati all'inquinamento dell'aria e dell'acqua.
Infatti, l'impatto ambientale è significativo proprio per il fatto che le attività antropiche, legate in particolare alla produzione e all'utilizzo di energia, come il caso del traffico veicolare, vanno ad incidere sulla qualità dell'aria e dell'acqua, beni primari naturali.

Il legame tra energia e rifiuti da produzione e da utilizzo.

Nelle società industrializzate, con attività antropiche sorrette da iperproduzione e dal relativo consumismo, con i relativi sprechi sia di energia che di materia, la gestione dei "rifiuti" da produzione e da utilizzo è emblematica per comprendere il legame critico tra esseri umani e ambiente, per comprendere l'irrazionalità, che confina, in questo caso, con la psicopatologia, nella pianificazione e nella gestione delle attività antropiche.
L'energia è in relazione ai rifiuti da produzione e da utilizzo per diversi motivi, che sono a loro volta legati al tema dell'efficienza energetica.
Infatti, per produrre materiali si utilizza energia nelle diverse forme e in tale utilizzo spesso non si prende in considerazione l'ottimizzazione di utilizzo.
Inoltre, tali materiali, in buona percentuale, diventano poi rifiuti, scarti, che solitamente non vengono riutilizzati.
Da qualche anno, tuttavia, seppur in modo tardivo ed ancor in modo non sufficientemente sistematico ed organizzato, si sta facendo largo una maggior consapevolezza dell'importanza del riuso e del riciclo dei materiali di "scarto" o considerati "rifiuti", sia in ambito civile, domestico che in ambito commerciale ed industriale.
In ogni modo, il percorso da coprire è ancora tanto e difficile, perchè comporta una complessiva riprogrammazione di tutte le attività antropiche, da impostare secondo nuovi paradigmi di "sviluppo", mettendo in discussione lo stesso concetto di sviluppo e di crescita.
In questo senso, diventa emblematica la presenza di discariche di accumulo di rifiuti e dei cosiddetti "termovalorizzatori" o "inceneritori", che rappresentano una netta e chiara contraddizone logica, tecnologica e scientifica, basati esclusivamente su modelli speculativi, finanziari e sul "consumo dell'ambiente naturale", con conseguenti criticità biologiche e medico-sanitarie.

Produzione ed utilizzo dell'energia: efficienza energetica

Quali rimedi e quali cambiamenti strategici si possono proporre in una società iperenergivora?
Prima di tutto, occorre maggiore conoscenza scientifica e tecnologica diffusa, dunque maggiore consapevolezza da parte degli utilizzatori finali, degli utenti.
Bisogna avere maggiore conoscenza dei processi di produzione e di utilizzo dell'energia, dato che siamo utilizzatori abituali di energia elettrica, di energia termica per riscaldamento e utilizziamo mezzi di trasporto, che utilizzano anch'essi energia, solitamente di combustibili derivati dal petrolio, ovvero da fonti energetiche fossili.
La sfida del futuro prossimo sta nella ricerca dell'efficienza energetica, che passa attraverso l'ottimizzazione dell'utilizzo energetico, in una visione globale e coordinata.
I campi d'azione dell'efficienza energetica sono diversi, a partire dal riscaldamento domestico, passando attraverso i trasporti di merci e di persone e l'utilizzo dell'energia elettrica in ambito domestico, commerciale ed industriale.

Produzione programmabile

L'energia è un "oggetto" strano, a volte apparentemente impalpabile, ma che ha degli effetti pratici enormi sulla nostra vita quotidiana.
L'esempio della produzione e della distribuzione dell'energia elettrica è emblematico, con problemi di produzione, di trasmissione, di distribuzione e dispacciamento.
Una caratteristica che lega la produzione e l'utilizzo dell'energia è la programmabilità; questo è un problema particolarmente critico in relazione alle fonti di energia rinnovabile, come l'energia solare.
La programmabilità della produzione di energia è uno dei fattori fondamentali in una visione efficiente dell'utilizzo dell'energia nelle attività antropiche.

Indici di sostenibilità energetica ambientale

In una pianificazione completa, bisogna valutare i costi in senso esteso relativi alla produzione di energia, considerando i costi energetici di produzione e gestione dell'energia, in un bilancio tra costi e risparmi energetici su diversi intervalli temporali.
Questa è la premessa generale per comprendere a pieno il "Tempo di Recupero Energetico" (TRE o EPT: Energy Payback Time): questo è un parametro fisico-tecnologico, da non confondere con parametri o indici finanziari, come il tempo di recupero finanziario in un investimento per realizzare un impianto energetico.

Strategie energetiche planetarie

Di fronte alla situazione planetaria, ambientale attuale, con uno sfruttamento estremizzato delle risorse naturali, anche quelle energetiche, con un conseguente relativo peggioramento della qualità di beni naturali come l'aria, l'acqua ed il suolo, cosa possiamo fare, cosa dobbiamo fare?

Sono passati ormai 50 anni, da quando John Fitzgerald Kennedy pronunciava un discorso sulla "rivoluzione energetica" , parlando di rispetto dell'ambiente e di un cambiamento necessario del modello di sviluppo in Occidente.
E in questo discorso Kennedy diceva e si domandava:
"Ora è il tempo di una rivoluzione energetica [...] Guarderemo negli occhi i nostri bambini, dicendo loro che abbiamo avuto l'opportunità, ma ci è mancato il coraggio?
Guarderemo negli occhi i nostri bambini, dicendo loro che avevamo la tecnologia, ma ci è mancata la visione?
Oppure guarderemo negli occhi i nostri bambini e diremo loro che abbiamo affrontato la sfida e che ci siamo battuti per la rivoluzione energetica?"