Le centrali geotermiche

Queste centrali, di cui la prima è nata in Italia (come già detto nei post precedenti) il 4 luglio del 1904 in Toscana, consentono di ottenere dalle forze naturali una grande quantità di energia rinnovabile e pulita. Esse sfruttano i flussi di vapore provenienti dal sottosuolo liberamente oppure convogliati attraverso opportune perforazioni: questi flussi generano delle forze in grado di far muovere una turbina, che a sua volta produce energia meccanica, solitamente trasformata attraverso un alternatore in energia elettrica. 

La rivoluzione dei trasporti: l'energia protagonista anche se indirettamente

Distribuzione Walschaerts in azione

Proprio con lo sviluppo del vapore, con il successo del carbone, con la nascita di un'industria sempre più esigente le infrastrutture iniziarono a mutare nel corso dell'Ottocento. Una delle prime esigenze che portò a migliorare le strade e i mezzi di comunicazione fu quella di poter trasportare il carbone o le risorse necessarie al funzionamento di una fabbrica o di un centro industriale. Infatti le industrie non nascevano più vicino ai luoghi che potevano generare in qualche modo energia, ma nascevano dove il mercato era più florido e facevano arrivare lì i prodotti di cui avevano bisogno: primo fra tutti era il carbone perché produceva energia per mandare avanti la quasi totalità delle industrie. Così si svilupparono particolarmente le ferrovie e di conseguenze le locomotive a vapore che sfruttavano esse stesse il carbone: infatti è la combustione del carbone a fornire l'energia necessaria per il moto della locomotiva. In tutto il corso del secolo ci fu un grande miglioramento sia nei confronti delle "strade ferrate" che delle locomotive, sempre più veloci ed efficienti. La tecnica sviluppò dispositivi per aumentare il rendimento dei motori a vapore e per diminuire i costi ed i consumi: alcun innovazioni furono la doppia o anche tripla espansione, il vapore surriscaldato e preriscaldatori. Questi ultimi sfruttavano il calore dei gas di scarico per elevare la temperatura dell'acqua da immettere nella caldaia della locomotiva.

Locomotiva

L'Ottocento

Motore a vapore in azione

Si apre con l'800 il mondo moderno: il motore a vapore divenne il protagonista di questo periodo e soprattutto in Inghilterra si videro gli effetti di questa nuova tecnologia. Sorsero industrie che, sfruttando questo motore, erano in grado di produrre tessuti, altre macchine, oggetti d'arredamento, in generale i prodotti più vari. Tutto ciò porto ad un grande aumento della produzione, lasciando indietro le botteghe artigianali e i manufatti realizzati a mano. Ovviamente i prezzi scesero e più persone iniziarono a permettersi la merce in vendita, contribuendo ulteriormente alla crescita del mercato.
Finalmente l'energia diventava agibile in qualsiasi posto e in qualsiasi momento e le industrie non dovevano più contare sul'energia eolica ed idrica, ma avevano una fonte sicura e sempre presente. Il motore a vapore però non ha solo aiutato lo sviluppo delle industrie, esso è risultato fondamentale per molte altre scoperte successive e in generale l'energia ha iniziato a farsi strada nel mondo:

• 1804: la prima locomotiva a vapore
• 1807: la prima nave a vapore
• 1807: la prima illuminazione a gas da carbone (scoperto in quegli anni)
• metà '800: costruzione di dighe per la produzione di energia idroelettrica
• 1860: Augustin Mouchot, pioniere dell'energia alternativa, inventa il primo motore alimentato da energia solare
• 1880: un motore a vapore alimentato a carbone fu attaccato al primo generatore elettrico: la centrale elettrica di Thomas Alva Edison forniva così energia elettrica a  Wall Street e al New York Times

Ultima cosa da dire è che nel 1859 in Pennsylvania (USA) venne pompato per la prima volta il petrolio. Inizialmente venduto come medicina o per le lampade ad olio, successivamente utilizzato per illuminare e produrre calore, dopo breve impararono a raffinarlo per ottenere benzina e diesel, che verranno usati per una nuova invenzione: il motore a combustione interna.

Per la prima volta l'energia elettrica

Pila di Volta

Se il Seicento è stato il secolo in cui si è iniziato a scoprire i molteplici usi del carbone per riscaldare, il Settecento ha visto trionfare le macchine che sfruttavano il vapore (come detto in un post precedente), portando così, nell'Ottocento, ad un grande utilizzo del motore a vapore. Da ricordare, però, che il Settecento ha visto un'altra grande scoperta da parte di Alessandro Volta: nel 1799 venne realizzata la prima batteria che fornì al mondo energia elettrica continua e venne chiamata pila di Volta. Era un'invenzione molto importante, perché di fronte al grande sviluppo del vapore e del carbone, si stava aprendo un'altra porta per la produzione di energia.
In particolare, fu questo il punto di partenza per l'affermarsi della corrente elettrica come mezzo di trasporto dell'energia, trasformando l'elettricità nella "regina delle forme di energia", così definita da Carlo Rubbia.
Biografia di Carlo Rubbia

Il carbone ed il vapore

Nel corso del Medioevo e poi anche del Rinascimento ci fu una grande richiesta di legname, per costruire navi, per cucinare, per riscaldarsi e per le fonderie. Soprattutto in Inghilterra questa risorsa iniziò a scarseggiare e vaste aree vennero disboscate, perché c'era una una crescente richiesta di energia e di materiali da parte delle prime industrie e in più, la popolazione continuava ad aumentare e ad espandersi in territori prima disabitati. Così si ebbe la prima grande crisi energetica e si trovò una nuova fonte di energia nel carbone.

Proprio dall'esigenza di estrarre sempre nuovo carbon fossile e altre risorse minerarie, nacquero le prime macchine atte a prosciugare le miniere che spesso venivano allagate. Queste macchine sfruttavano proprio il vapore per produrre energia motrice; la prima fu inventata da un ingegnere, Thomas Savery, e funzionava grazie alla depressione del vapore. Tutto ciò aprì la strada a nuove invenzioni che, attraverso Thomas Newcomen e la sua macchina "atmosferica", porteranno alla macchina a vapore di James Watt. Ancora prima bisogna ricordare che Denis Papin inventò una specie di pentola a pressione, utilizzando appunto il carbone come fonte di calore, e da qui partiranno poi gli studi dei grandi personaggi prima citati.
Per saperne di più: le macchine a vapore, la storia della macchina a vapore. Nell'immagine viene rappresentato il classico meccanismo di funzionamento di una macchina a vapore.

Il mondo romano

Bisogna dire che ai tempi dell'antica Roma le tecniche per produrre energia si basavano principalmente su leve, carrucole, strumenti meccanici che potessero in qualche modo potenziare la forza muscolare degli schiavi e degli animali. Nonostante ciò gli ingegneri imperiali iniziarono ad avvicinarsi all'uso del vapore per riscaldare gli ambienti delle ville più lussuose, per le terme e costruirono veri e propri macchinari in grado di sfruttare la pressione del vapore e l'energia da esso prodotta. Qualche esempio: la pompa a stantuffo, ereditata dal mondo ellenistico ed inventata da Ctesibio, essa veniva utilizzata per sollevare l'acqua nelle miniere; un cannone azionato dal vapore ( rimase solo un'idea mai realizzata) proposto da Ctesibio e da Archimede; e addirittura un Anonimo del De Rebus Bellicis del IV secolo d.C. intuì che si potevano trasformare le pale di un mulino ad acqua in un motore per una nave. Quindi dai costruttori dei grandi acquedotti ci sono state diverse scoperte innovative, anche se poi non sono state portate pienamente a termine ( la macchina a vapore nascerà solo nel XVII secolo).