Fino a non molto tempo fa gli alchimisti sognavano di trasformare in oro pezzi insignificanti di un qualche metallo poco costoso. Senza che noi se ne sia pienamente consapevoli, le centrali elettriche compiono concretamente un miracolo di quel tipo: trasformano pezzi di carbone, gocce di petrolio o un po’ di gas naturale in fiotti di corrente elettrica in grado di cuocere la nostra cena o ricaricare il nostro cellulare. Se non esistessero le centrali elettriche persino queste quattro righe non potrebbero essere scritte!
Questa alchimia energetica è un ‘trucco’ piuttosto sorprendente, frutto della genialità di Thomas Edison. In un momento storico nel quale è giustamente alta la preoccupazione per la salvaguardia ambientale, è ‘naturale’ guardare alle attuali centrali elettriche come preoccupanti sorgenti di inquinamento atmosferico: tuttavia fino a quando non avremo sufficienti fonti di energia rinnovabile, molte di quelle centrali rimarranno essenziali per ospedali, scuole, case ed uffici.
Ma in cosa consiste l’alchimia energetica nei tradizionali impianti per la produzione di elettricità? Negli impianti in sé non c’è molto di magico: la sorpresa quasi irreale è nella enorme quantità di energia condensata nei combustibili fossili. Un chilo di carbone o un litro di petrolio contengono circa 30 MJ di energia, equivalente a quella contenuta in qualche migliaio di batterie da 1.5 Volt! Il calore ottenuto bruciando i combustibili fossili è usato per produrre vapore acqueo ad alta pressione in grado di far girare delle turbine. Il loro moto rotatorio è connesso tramite un asse ad un generatore (il primo dei quali fu realizzato nel 1883 proprio da Edison), che permette di trasformare (altra magia!) l’energia cinetica delle turbine in energia elettrica. Anche le centrali nucleari funzionano in un modo simile ma, invece di bruciare carbone o petrolio o gas, per ottenere calore spaccano nuclei atomici. Ma nel novero delle centrali più ‘datate’ non tutte usano il calore per produrre elettricità. Nelle centrali idroelettriche non è il vapore a far girare le pale delle turbine ma grandi quantità d’acqua che, incanalate, si spostano ad alta velocità per la spinta generata da significative differenze di pressione.
Oggi questi modi di produrre energia elettrica sono al centro di motivate preoccupazioni per la salvaguardia ambientale ed in molti Paesi si sta procedendo alla chiusura sia delle centrali elettriche alimentate da combustibili fossili sia di quelle nucleari. Tuttavia anche quando si riuscirà a produrre energia elettrica utilizzando solo fonti rinnovabili, rimarrà aperto un problema troppo spesso trascurato: l’elettricità continuerà a dover essere trasportata su lunghe distanze e questo comporta uno spreco importante di energia anche se per il trasporto della corrente elettrica si utilizzano i migliori cavi possibili. Infatti tutti i metalli conduttori (i migliori sono l’oro, poi l’argento e solo in terza posizione c’è il rame) ostacolano il flusso a causa di quella loro intrinseca caratteristica che viene chiamata ‘resistenza’. Più lungo è il cavo e maggiore è la resistenza e maggiore è l’energia che viene sprecata. Purtroppo non si può e non si potrà avere una centrale elettrica, anche se ‘pulita, in ogni città: quindi lo spreco è e sarà inevitabile?
In realtà una soluzione c’è e consiste nel far passare dai cavi meno corrente possibile, ma per continuare ‘ad accendere gli stessi lampioni’ occorrerà aumentare quanto possibile il voltaggio elettrico (tensione elettrica). In Italia durante la fase di trasmissione vengono utilizzate linee ad alta e altissima tensione (tra i 60 e i 400 kV): ovviamente non è possibile né sicuro far entrare nelle case una tensione così alta perché si rischierebbe la folgorazione e poi la fusione di tutti gli elettrodomestici! Per abbassare il livello di tensione durante la fase di distribuzione si usano impianti di trasformazione, dai quali escono linee elettriche a media (tra i 10 e i 30 kV) e bassa tensione (inferiore a un kV) … e poi ancora fino ai 220 Volt che permettono di accendere le nostre lampadine. Il mondo intero avrà sempre più bisogno di energia e di molta elettricità e la loro produzione ‘pulita’ e la loro utilizzazione ‘efficiente’ sono tra le grandi sfide del nostro futuro.
