«Per quanto complesse possano sembrare le questioni a livello globale, non dobbiamo dimenticare che siamo noi ad averle create. Dunque è impossibile che la loro soluzione sia al di là del nostro potere di esseri umani. Dobbiamo ripartire dalla nostra umanità, riformando e facendo emergere le nostre capacità: questo tipo di rivoluzione umana individuale può portare a un’effettiva riforma su scala globale» Daisaku Ikeda

lunedì 7 febbraio 2011

DFRU: La termodinamica come fondamento: l'avevamo dimenticata, parte 6/30


La termodinamica è quel ramo della fisica che descrive le trasformazioni di un sistema in termini di materia ed energia. Non voglio addentrarmi nei dettagli, ma ritengo che la termodinamica e in particolare i due principi siano basilari e che la loro conoscenza e approfondimento sia d’obbligo anche per campi diversi da quelli tecnici. I principi della termodinamica dovrebbero essere alla base della politica, dell’economia e persino della filosofia e della religione. Dovrebbero gettare le basi teoriche di ogni azione o progetto che riguarda lo sfruttamento delle risorse e dell’energia. Per di più dovrebbero essere insegnati fin dalla scuola elementare in forma semplificata, trasmettendo il loro significato profondo.
Il primo principio della termodinamica non dice altro che l’energia non può essere creata o distrutta, ma solo convertita da una forma ad un’altra. È chiamato anche principio della conservazione dell’energia. Tutti lo conosciamo, ma forse mai lo abbiamo utilizzato come principio fondamentale alla base delle nostre scelte.
Si tratta di un bilancio energetico che si deve mantenere invariato perché nulla può apparire o sparire d’incanto. Se questo principio fosse il fondamento del nostro progresso forse avremo meno sprechi e più attenzione per le nostre azioni. Se le nostre risorse (sia energetiche che materiali) non possono essere né create né distrutte questo significa che sono limitate, numerabili, finite. È un principio banale se vogliamo. Anche a un bambino di sette anni si può insegnare che se in un paniere ci sono 5 mele e la famiglia è composta di 5 persone non potrà mai spettare più di una mela a testa. Sarà logico, sarà scontato, ma è spesso ignorato.
Il secondo principio è forse meno logico e meno popolare. Tutti sanno che l’energia non può essere né creata né distrutta, ma pochi sanno che l’energia nelle sue trasformazioni si deteriora sempre più. Questo è quello che afferma il secondo principio della termodinamica, che introduce una nuova variabile fisica: l’entropia. L’entropia è una grandezza che valuta il disordine di un sistema macroscopico, più grande è l’entropia più grande è il disordine nel sistema. Il deterioramento dell’energia è proprio dovuto all’aumento dell’entropia del sistema (considerato isolato) e cioè all’aumento del disordine. Secondo l’enunciato di Kelvin-Planck, è “impossibile realizzare una trasformazione ciclica il cui unico risultato sia la trasformazione in lavoro di tutto il calore assorbito da una sorgente omogenea”. Questo significa che nel passaggio da energia sottoforma di calore (calore caldaia) a lavoro (energia meccanica) il bilancio non è paritario, ma una certa quantità di calore deve essere dispersa affinché il ciclo si possa ripetere. Inoltre a causa delle irreversibilità (attriti, viscosità, anelasticità) alla fine dei conti il sistema che ha subito la trasformazione ha un’entropia maggiore del primo, quindi l’entropia a differenza dell’energia non si conserva. La perdita di qualità dell’energia è inevitabile in caso di trasformazioni reali. Infatti, un altro modo di enunciare il secondo principio è quello di affermare che l’entropia di un sistema isolato non diminuisce mai. Nell’universo, visto come ambiente onnicomprensivo, l’entropia aumenta costantemente, il disordine cresce grazie alle trasformazioni che non sono reversibili.
I due principi della termodinamica pongono dei limiti fisici al nostro mondo, al nostro sviluppo, al nostro modo di pensare il futuro. L’energia che utilizziamo ogni giorno non solo è limitata ma si deteriora in continuazione. Ogni nostro movimento ha un impatto sul nostro ambiente, soltanto il
fatto di esistere ha di per sé un impatto con il nostro esterno. Per questo dobbiamo parlare di equilibrio e non di impatto zero. Allo stesso modo le cosiddette e celebri energie rinnovabili, pur non emettendo inquinanti nell’aria, possono avere un enorme impatto ambientale, si tratta solo di calcolarne gli effetti e i benefici e di trovare il giusto compromesso.
Il vero problema è che la nostra economia e politica ha completamente ignorato le leggi della termodinamica, fermandosi alla meccanica di Newton. Il primo passo per migliorare le nostre condizioni per il futuro sarà quello di riformare le fondamenta dell’economia riconoscendo come punto di partenza i principi di conservazione dell’energia e dell’aumento dell’entropia.
Guido Dalla Casa afferma: «Non si tratta di un problema di esaurimento di risorse, ma dell’impossibilità di persistenza di un sistema come quello economico di produrre-vendere-consumare all’interno della Biosfera, che è un sistema complesso che funziona in modo stazionario lontano dall’equilibrio termodinamico, cioè in sostanza si comporta come un singolo organismo vivente» [8].

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