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L’evoluzione delle risorse energetiche nei tempi

Fin dai tempi remoti il legname era stato, insieme alla forza muscolare degli uomini e degli animali, una delle fonti energetiche più utilizzate dall’uomo. Duemila anni fa l’area mediterranea era abbastanza fredda e l’unico modo per combattere i rigori delle basse temperature era di procurarsi legna e bruciarla.
Interi boschi erano utilizzati al solo scopo di procurarsi legna da ardere.
Persino nelle aree più a sud, come in Palestina e dintorni, c’erano freddo e nevicate abbondanti e non è un caso che qualcuno sia nato in una grotta, riscaldato dal bue e dall’asinello, almeno secondo la tradizione cristiana.
I Romani lo importavano dalle aree conquistate che disboscavano per due motivi: controllo territoriale dell’ambiente e delle popolazioni sottomesse e necessità di approvvigionarsi di legname.
Nell’età classica romana il disboscamento nel bacino mediterraneo era divenuto talmente massiccio che i prezzi del legname erano in costante e paurosa ascesa. A parte le mire espansionistiche ed il desiderio di conquista, una delle esigenze di Roma era di accaparrarsi con la forza e l’occupazione militare le risorse che i vari territori possedevano. Erano inevitabili dunque le guerre in Gallia, in Germania, in Britannia, nella penisola Ispanica ed altri paesi con ricche e vergini foreste in modo da avere costanti rifornimento di legname insieme al carbone proveniente dai giacimenti superficiali e ad altri minerali importanti, come oro, argento, rame, piombo, ferro.
Gli storici latini ci hanno tramandato gli scritti dai quali si apprende che al porto di Ostia attraccavano giornalmente decine di navi onerarie cariche del prezioso legname (fino a 500 tonnellate ciascuna), destinato alle costruzioni di edifici, di navi, di arredi e di macchinari da guerra, oltre che per il riscaldamento delle terme, dei luoghi pubblici e delle abitazioni dei ricchi Romani. Naturalmente la plebe doveva accontentarsi di molto meno.
L’intensa attività di taglio generalizzato, non seguito da rimboschimento, con il passare dei secoli aveva portato alla distruzione di intere foreste dell’Europa Centrale in particolare ed alla scarsa reperibilità del materiale. Alcuni ricercatori inglesi hanno recentemente azzardato l’ipotesi che una con-causa della caduta dell’Impero Romano fu proprio il “Wood Peak”, il picco del legno. Infatti, i Romani ad un certo punto furono obbligati a reperirlo in luoghi sempre più lontani, ma che dovevano essere necessariamente sotto il controllo delle legioni. Lo spostamento di numerose legioni verso le aree più periferiche avrebbe causato di fatto l’indebolimento del cuore dell’impero, Roma. Infatti a mano a mano che le legioni affollavano i confini dell’impero, gli abitanti della periferia, i barbari, potevano permettersi di effettuare scorribande perfino entro Roma. Le invasioni barbariche non sono state un fatto improvviso, ma un lento e fisiologico migrare di popoli che si spostavano da  una parte all’altra dell’Europa, anche all’interno dell’impero romano, un po’ come avviene adesso. Un altro fattore influente è che i Romani, pur a conoscenza di molte scienze e tecnologie mutuate dai popoli conquistati, non si erano mai curati di sviluppare studi sulla energia e sulla meccanica e le possibili applicazioni, anche perché l’ampia disponibilità di schiavi come forza motrice e lavoro soddisfaceva appieno le esigenze sia civili che militari. A differenza degli altri eserciti del tempo, in quello romano era presente la figura dell’ingegnere militare in ogni legione, con il compito di occuparsi della costruzione e dell’utilizzo delle armi pesanti in dotazione, quali balista, carrobalista, catapulta, onagro, testuggine, torre d’assedio, molte delle quali inventate dai Greci o dai Macedoni. Ad esempio la balista a torsione fu inventata dai Macedoni nel IV secolo avanti Cristo.
Ma i Romani si dedicarono solo a perfezionare empiricamente, si direbbe a naso, le tecnologie ereditate dalla civiltà ellenistica, senza tener conto di calcoli di cinematica, di forza elastica da torsione o di portata, senza disegni tecnici. L’importante era che funzionassero e questo era più che sufficiente. Però così facendo rinunciarono all’idea dello sviluppo tecnologico che tanto influì nei secoli successivi sulla caduta dell’impero. Ad esempio i Romani conoscevano bene sia la pompa a stantuffo di Ctesibio, sia la turbina a vapore di Erone di Alessandria, ma non ne capirono l’importanza. Eppure da questi oggetti molto più tardi derivarono l’albero a camme e la macchina a vapore. Questa arrivò solo nel XVII secolo e non ci sono studi in merito né di europei, né di bizantini, né di arabi, né di cinesi, che pure erano i più avanzati tecnicamente. Proviamo ad immaginare se i Romani avessero saputo sviluppare fin da allora una macchina a vapore da utilizzare come forza motrice, visto che la tecnica del vapore era di uso comune nelle terme.
Dopo la caduta dell’Impero Romano d’Occidente e fino all’epoca di Carlo Magno le popolazioni europee, specialmente del Centro-Nord Europa dovettero soffrire i rigori di inverni particolarmente freddi. Fortunatamente tra il IX ed il XIV le temperature furono generalmente più miti e questo periodo è noto come Mediaeval Warm Period, MWP.
Il grafico seguente illustra l’andamento delle temperature a partire dall’anno 900 e fino al 2000, riparametrando i dati alla temperatura media del 20° secolo.

Poiché nel frattempo nessuna nuova soluzione tecnica era stata adottata, continuavano ad essere in uso i camini, dove era possibile averli, ed i grossi bracieri posti nel mezzo della stanza principale. Solo verso il 1400, di fronte ad un accentuato ritorno di stagioni piuttosto fredde, come mostrato dal grafico, i monaci cistercensi re-introdussero nei loro conventi l’uso dell’impianto di riscaldamento centralizzato greco-romano (ipocausto) facendo passare l’aria calda in canali sotto il pavimento. Dopo più di millecinquecento anni il calore era prodotto ancora scaldando l’acqua in fornaci a legna, esattamente come avevano fatto i Greci ed i Romani e tuttavia non era una soluzione per tutte le abitazioni e per tutte le tasche. In tanti secoli l’uomo non aveva prodotto nessuna innovazione ed applicazione tecnologica che riguardasse l’utilizzo delle risorse energetiche in fatto di benessere umano.
Fino quasi alla fine del 1700 le uniche fonti energetiche sono state la legna, l’acqua delle cascate, il vento e la forza degli animali, oltre quella dell’uomo, fino a quando non si costruì la prima macchina a vapore messa a punto da James Watt, che diede la vera spinta per tumultuose innovazioni tecniche immensamente utili agli uomini.
Deve essere stato un gran giorno quando l’uomo è stato capace di far fare un lavoro duro e massacrante ad una macchina, che al massimo poteva rompersi, ma mai lamentarsi o soffrire.
Tra il 1600 ed il 1700 il carbone fossile ha cominciato gradualmente a sostituirsi al legname, diventando in breve tempo la vera alternativa come fonte energetica, utilizzabile anche nelle macchine a vapore che andavano rapidamente evolvendosi e trovavano applicazioni concrete ed utili all’uomo, sollevandolo da molte fatiche.  
E’ da questo momento che ha inizio l’Era del Carbone.
Il carbone fossile era presente abbondantemente in molti paesi dell'Europa Centrale, particolarmente in Inghilterra e nella seconda metà del 1700 il suo uso non ha potuto fare a meno di rimescolare le regole dell’intero sistema sociale ed economico inglese, determinando sconvolgimenti inarrestabili anche negli altri paesi europei ed arrivando fino agli Stati Uniti d’America.  E’ l’uso del carbone fossile a determinare la nascita della rivoluzione industriale ed a creare i fermenti sociali che strada facendo hanno gettato i semi di un progresso scientifico-industriale sempre più vorticoso in tutti i Paesi che ne sono rimasti contagiati e coinvolti. L’era del carbone è durata oltre due secoli ed è terminata nel secondo dopoguerra, verso il 1960, restando fino a tale data la risorsa energetica più utilizzata e soccombendo al petrolio, più facile da estrarre e trasportare.

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