L'energia ci circonda, una quantità fisica che segue precise leggi naturali.
Il nostro universo ne possiede una quantità finita; non si crea né si distrugge ma può assumere forme differenti, come energia cinetica o potenziale, ognuna con diverse proprietà e diverse formule da ricordare.
Per esempio, il bulbo di una lampada da scrivania al LED da 6 Watt trasferisce 6 Joule al secondo di energia luminosa.
Ma facciamo un salto indietro nello spazio per guardare il nostro pianeta, i suoi sistemi e flussi energetici.
I sistemi fisici della terra includono:
- l'atmosfera,
- l'idrosfera,
- la litosfera
- e la biosfera.
L'energia entra ed esce da questi sistemi, e, in ogni scambio di energia, una parte si disperde nell'ambiente circostante, come calore, luce, suono, vibrazioni o movimenti.
L'energia del nostro pianeta proviene da fonti esterne e interne; l'energia geotermica dagli isotopi radioattivi e l'energia rotazionale dalla rotazione terrestre sono fonti di energia interne, mentre il Sole è la principale fonte esterna che controlla determinati sistemi, come il nostro clima.
La luce del sole riscalda la superficie e l'atmosfera in quantità variabili, e ciò causa moti convettivi che generano i venti e influenzano le correnti oceaniche.
La radiazione infrarossa emessa dalla superficie riscaldata della Terra, rimane intrappolata dai gas prodotti per effetto serra e influenza ulteriormente il flusso di energia.
Il Sole è anche la principale fonte di energia per gli organismi.
Le piante, le alghe e i cianobatteri usano la luce del sole per produrre materia organica a partire da diossido di carbonio e acqua, potenziando la catena alimentare della biosfera.
Noi rilasciamo quest'energia alimentare attraverso reazioni chimiche come combustione e respirazione.
A ogni livello della catena alimentare, una parte dell'energia è immagazzinata nelle strutture chimiche che si formano, ma molta viene dispersa nell'ambiente, come il calore, la temperatura corporea rilasciata dalla digestione del cibo.
Ora, siccome le piante sono mangiate dai consumatori primari, solo un 10% della loro energia totale è trasferita al livello successivo.
Dal momento che l'energia può fluire solo in una direzione all'interno di una catena alimentare, dai produttori ai consumatori e ai decompositoi, un organismo che si trova più in basso nella catena è più efficiente di uno che si trova più in alto.
Quindi mangiare i produttori è il modo più efficiente con cui un animale può procurarsi la propria energia, ma senza un input costante di energia a questi produttori, principalmente per mezzo della luce solare, la vita sulla Terra come la conosciamo cesserebbe di esistere.
Noi esseri umani, ovviamente, consumiamo la nostra energia in molti altri modi, a parte mangiare.
Viaggiamo, costruiamo, diamo vita a ogni sorta di tecnologia.
Per farlo, usiamo risorse come i combustibili fossili:
carbone,
petrolio e gas naturale,
che contengono l'energia che le piante hanno catturato dalla luce solare tanto tempo fa e immagazzinato sotto forma di carbonio.
Quando bruciamo i combustibili fossili nelle centrali elettriche, rilasciamo quest'energia per generare elettricità.
Per generare elettricità, il calore che si produce bruciando i combustibili fossili è usato per azionare turbine che mettono in rotazione dei magneti che, a loro volta, generano variazioni di campo magnetico in una bobina, inducendo il moto degli elettroni lungo il filo.
La civiltà moderna dipende dalla nostra abilità di continuare a mantenere quel flusso degli elettroni.
Per fortuna, non siamo limitati alla combustione di fonti fossili non rinnovabili per produrre elettricità.
Il moto degli elettroni può anche essere indotto dall'interazione diretta con le particelle luminose, che è il modo in cui funziona una cella fotovoltaica.
Esistono anche altre fonti rinnovabili, come il vento, l'acqua, l'energia geotermica e i biocombustibili, che possono essere usate per generare elettricità.
La domanda globale di energia sta aumentando, ma il pianeta ha risorse energetiche limitate, accessibili attraverso una complessa infrastruttura energetica.
Con l'aumento della popolazione, insieme a quello dei tassi di sviluppo e industrializzazione, le nostre decisioni in materia energetica diventano sempre più importanti.
L'accesso all'energia ha conseguenze sulla salute, sulll'educazione, sul potere politico e sullo status socioeconomico.
Se miglioriamo l'efficienza energetica, potremmo usare le risorse naturali a nostra disposizione più responsabilmente e migliorare la qualità della vita per tutti.
Traduttore: Flavia Bonelli
Revisore: Alessandra Tadiotto