Test negativi sulle Scoperte di Energie Rivoluzionarie

Di Scott R. Little (American Institute of Aeronautics and Astronautics)
Da Earthtech International.Traduzione di Massimiliano Rupalti


La razza umana ha un disperato bisogno di una migliore fonte di energia sia per il viaggio spaziale, sia per l'uso terrestre. Questo bisogno genera numerose invenzioni e scoperte di nuovi dispositivi energetici. Alcuni di questi dispositivi sono stati valutati, con una singolare mancanza di successo. Presentiamo le storie dei casi interessanti con l'obbiettivo di promuovere una migliore comprensione dei problemi incontrati nella valutazione di quei dispositivi energetici.

I. Introduzione

Non c'è alcun dubbio sul fatto che il nostro sistema basato sugli idrocarburi stia lentamente crollando. La fornitura di combustibili fossili è limitata e i prodotti della combustione stanno costantemente inquinando il nostro ambiente. L'energia nucleare convenzionale è a sua volta problematica: il combustibile è in quantità limitate, vengono prodotte scorie indesiderate e c'è una significativa preoccupazione delle gente sulla sicurezza degli impianti nucleari.

Ma questi problemi terrestri impallidiscono di fronte alle probabili necessità energetiche per il viaggio interstellare. Per esempio, consideriamo un'ipotetica missione per Alpha Centauri in una nave delle dimensioni di un boeing 747. Acceleriamo a 1g fino a metà strada per poi decelerare da 1g finché non arriviamo alla destinazione finale, 4,3 anni luce dalla Terra. A metà strada, la nave si muove a 0,95c. Per i passeggeri, il viaggio dura solo 3,6 anni, mentre passano 5,9 anni per coloro che rimangono sulla Terra. Un motore ancora da sviluppare, che converte per intero il suo combustibile in energia e lo invia fino allo scarico, guida la nostra nave con la massima efficienza del combustibile. Nonostante questa efficienza, il viaggio richiede una quantità impressionante, 3,8 x 106 kg, di combustibile, 38 volte il peso della nave.

L'energia richiesta per questo viaggio ideale di sola andata per Alpha Centauri è circa 800 volte l'attuale consumo di energia annuale del mondo. Di fronte a problemi così monumentali, gli esseri umani escogitano dei piani per risolverli. Spesso, il piano comprende un dispositivo che si presume produca più energia di quanta ne serva per farli funzionare. A volte l'inventore pensa ingenuamente che il suo dispositivo stia semplicemente creando un'energia extra. Più spesso l'inventore crede che il suo dispositivo stia attingendo ad una nuova fonte di energia. Le 'scoperte' di energie rivoluzionarie non sono nulla di nuovo. La storia del flusso continuo di tali scoperte inizia nel tredicesimo secolo con un semplice dispositivo meccanico attribuito a Wilars de Honecort (1). Leonardo da Vinci giocava con l'idea di una macchina del moto perpetuo idraulica durante la sua gioventù (2). Nel 700, Johann Bessler (detto Orffyreus) ha sviluppato una macchina del moto perpetuo che è stata ampiamente testimoniata ma che rimane, ad oggi, avvolta nel mistero. Ci sono numerosi altri dispositivi, principalmente inventati da individui carismatici senza alcuna preparazione scientifica. Mentre la scienza progrediva in direzione del riconoscimento formale delle leggi della termodinamica, a metà del 800, le scoperte sul moto perpetuo diventavano considerevolmente meno accettabili, ma difficilmente meno frequenti. Nel 1870, Henry Dircks descriveva in modo eloquente coloro che dichiaravano la scoperta del moto perpetuo in questo modo: “Una classe della comunità più ostinata, soddisfatta di sé o delusa di sé che allo stesso tempo si vanti di una maggior conoscenza, è difficile da immaginare. Essi sperano contro ogni speranza, disprezzando tutta ciò che vi si oppone con ridicola veemenza, anche se i secoli non li hanno fatti avanzare di un passo sulla via del progresso” (3).

Fortunatamente, le cose sono cambiate. Nella nostra era di scienza e tecnologia, quasi tutti accettano le leggi della termodinamica. La maggior parte delle scoperte di una nuova energia sono quindi basate sull'idea di sfruttare nuove fonti di energia. Sono queste scoperte che meritano la nostra attenzione e sono l'obbiettivo principale di questo rapporto.

II. La Verifica delle Scoperte sull'Energia

La verifica dei dispositivi energetici è concettualmente lineare. Viene misurata l'energia in uscita dal dispositivo, l'ingresso apparente di energia viene misurato e le due quantità vengono paragonate. Se il dispositivo funziona come dichiarato, per esempio estraendo l'energia da una fonte inusuale e portandola in uscita, l'energia in uscita supererà quella misurata in entrata. Se il dispositivo non funziona come dichiarato, la prima legge della termodinamica richiede che l'energia in uscita, compresa ogni perdita tipo il calore, debba essere esattamente uguale a quella in ingresso.

Nel caso di input elettrico, la misurazione dell'ingresso di energia è relativamente diretta, particolarmente se l'ingresso è una corrente continua costante. Se l'ingresso ha variazioni temporali, potrebbe essere utile un sofisticato analizzatore di potenza per ottenere misurazioni più soddisfacenti. In caso di input meccanico, come un albero rotante, serve un dinamometro per misurare la coppia e la velocità angolare per misurare direttamente l'energia meccanica in ingresso.

Misurare l'energia in uscita è spesso più impegnativo. I dispositivi che producono un' uscita elettrica diretta possono essere gestiti coi metodi descritti sopra per le misure di energia in ingresso. I dispositivi che producono energia sotto forma di calore richiedono una qualche forma calorimetrica. La calorimetria è concettualmente semplice, ma in pratica serve un grande sforzo per ridurre gli errori, principalmente sistematici, a livelli accettabili. E' particolarmente difficile ottenere un livello di precisione migliore del 1% relativo. In confronto a un calorimetro con la precisione relativa del 1%, serve almeno uno sforzo di un ordine di grandezza in più per ottenere una precisione del 0.1% (5).

Quando indaghi le scoperte energetiche, sorge una situazione frustrante. Un singolo test negativo della scoperta non prova quasi niente. A prescindere dalle circostanze si può sempre dire che il test non è stato condotto in modo appropriato, per esempio non sono stati usati i giusti materiali, l'apparecchio non è stato assemblato correttamente o i pianeti non erano allineati in modo giusto. In senso stretto, sono richiesti un numero infinito di test per confutare una scoperta, mentre un unico e robusto test è sufficiente per provarla. Con questo chiaro in mente, la condizione ideale sotto la quale verificare una scoperta energetica è con la piena collaborazione del dichiarante e usando il suo apparato originale. Il test procede rapidamente e, in caso di risultato negativo, lo scopritore può assicurarsi, per quanto possibile, che le prove siano state eseguite correttamente. Se l'apparato originale non è disponibile, ne deve essere costruito uno nuovo. In questo caso, anche con la piena collaborazione del dichiarante, ci sarebbe più spazio per scuse, se il test dovesse risultare negativo. Se lo scopritore non collabora e l'apparato deve essere costruito sulla base di documenti e registrazioni, può essere provato ben poco se i test sono negativi.

III. Alcuni test su Scoperte di Energie Rivoluzionarie

Questa parte contiene il racconto di alcuni dei nostri test su scoperte energetiche rivoluzionarie. Come osservato sopra, il fatto che il risultato dei nostri test sia negativo non confuta queste dichiarazioni. Presentiamo questi casi principalmente per promuovere una miglior comprensione dei problemi che implicano simili test.

A. Dispositivi energetici del punto zero

La fisica quantistica prevede l'esistenza di un punto zero di campo elettromagnetico la cui densità energetica è così grande che molti fisici, incapaci di accettarla come fisicamente reale, indicano come virtuale. Altri accettano il campo di punto zero come una energia reale che circonda e pervade tutto quanto, lasciando la materia ordinaria come una schiuma trascurabile che galleggia in questo vasto mare di energia. Secondo  John A. Wheeler, “le particelle elementari rappresentano una saggia percentuale quasi ininfluente nelle locali condizioni violente che caratterizzano il vuoto” (6). Questo punto di vista ha portato a speculazioni molto forti sulla possibilità di utilizzare l'energia del punto zero. C'è una forza reale che può essere attribuita al campo del punto zero: la Forza di Casimir (7).

Confermata sperimentalmente (8), questa forza si manifesta quando vengo messe superfici conduttive molto ravvicinate, creando così una cavità che elimina certe modalità elettromagnetiche fra le lamine. Il risultato è uno squilibrio nella pressione di radiazione sui due lati (9), che produce una forza che spinge le lamine una contro l'altra. Alcuni fisici, compreso Robert Forward (10), hanno suggerito che la forza di Casimir fornisca uno strumento per estrarre energia dal campo di punto zero.

Julian Schwinger (11) ha fornito uno stimolo ulteriore suggerendo che l'energia rilasciata in sonoluminescenza fosse dovuta alle forze di Casimir che agiscono nella bolla che collassa. La nostra prima e più estesa campagna per estrarre energia dai campi del punto zero, è stato un sforzo di replicare le scoperte sull'energia dei cluster di carico di Ken Shoulder, o EV, come sono più comunemente conosciuti. Shoulder crede che almeno un EV si forma in ogni scintilla di scarico. Si suppone che gli EV contengano 109 elettroni ed esistano solo durante il transito fra catodo e anodo. Catodi molto appuntiti ed un tempo di viaggio molto rapido per la pulsazione di voltaggio applicata, favoriscono la formazione degli EV. Il collegamento con l'energia del punto zero viene dall'ipotesi che la compressione degli elettroni in un cluster di carico sia dovuto alle forze d'attrazione di Casimir che sovraccaricano quelle repulsive di Coulomb a distanza molto breve. Shoulder ha fatto un gran numero di sperimentazioni con gli EV, dichiarando, nel brevetto statunitense  5,018,180 (21 maggio 1991) di aver osservato più energia rilasciata da un EV di quella richiesta per produrre un EV. Abbiamo perseguito questa scoperta per anni e non siamo mai stati in grado di riprodurre i risultati di Shoulder.

Abbiamo sperimentato con numerosi allestimenti nel tentativo di osservare l'uscita di energia elettrica diretta che dichiarava Shoulder nel suo brevetto. Fallito quel tentativo, abbiamo tentato misure calorimetriche che sono state composte con difficoltà, a causa dei bassi livelli di energia coinvolti, la difficoltà di misurare precisamente l'ingresso di energia fornita da una scarica elettrica e la generale difficoltà di fare misure sensibili in un tale ambiente elettricamente disturbato. Nonostante questi problemi, alla fine siamo riusciti ad ottenere una precisione ed una affidabilità ragionevoli nelle nostre misurazioni calorimetriche degli EV, ed il risultato è stato negativo in modo deludente. L'ipotesi di Schwinger ci porta a dare una seria considerazione a diverse dichiarazioni riguardo all'energia basata sulla cavitazione. Il dispositivo Potapov, inventato da Yuri Potapov in Moldavia ne è un esempio. Il dispositivo Potapov consiste semplicemente in una camera di turbolenza attraverso la quale veniva vigorosamente pompata l'acqua per creare un vortice ed una cavitazione. Popatov dichiarava che il suo dispositivo impartiva all'acqua fino a 3 volte più energia termica di quella meccanica necessaria a pompare l'acqua al suo interno. In questo caso siamo stati in grado di avere un dispositivo di Potapov originale per i test ed abbiamo avuto una limitata collaborazione da Potapov stesso. Abbiamo costruito un lotto di sistemi di calorimetri nel quale il dispositivi avrebbe operato per un certo periodo di tempo per riscaldare l'acqua contenuta in una grande cisterna isolata. L'acqua veniva pompata dalla cisterna, attraverso il dispositivo, e tornava alla cisterna. La pompa era alimentata da un motore elettrico.

Per l'energia in ingresso abbiamo semplicemente misurato l'energia elettrica richiesta per alimentare il motore, usando un wattmetro trifase. Per l'energia in uscita abbiamo misurato l'aumento della temperatura dell'acqua ed usato il peso totale dell'acqua nella cisterna per calcolare l'energia termica rilasciata all'acqua. Al posto dell'efficienza del ~300% dichiarata da Potapov, abbiamo osservato solo un 80% come massimo. Come controllo, abbiamo anche misurato l'efficienza termica di una singola saracinesca inserita nel flusso al posto del dispositivo di Potapov. Il test è andato avanti per mesi mentre faticavamo a comunicare con Potatov. Pensava che stessimo utilizzando il suo dispositivo in modo inappropriato ed abbiamo fatto molte modifiche su sua richiesta. I risultati dei test sono rimasti negativi in modo uniforme.

Un altro dispositivo (che deve rimanere segreto a causa di un accordo di non divulgazione con lo sviluppatore) includeva un rotore motorizzato in una custodia stretta. L'acqua veniva forzata nelle aperture intorno al rotore, dove si supponeva si verificasse un'intensa cavitazione. Di questo dispositivo veniva dichiarato che impartisse il 50% in più di energia termica all'acqua che gli scorreva dentro rispetto all'energia meccanica richiesta per attivarlo. Abbiamo testato questo dispositivo usando una versione più grande dello stesso lotto di calorimetri descritti prima. In questo caso abbiamo costruito un dinamometro di supporto per misurare direttamente l'energia meccanica in entrata. Con un motore elettrico di 30 cavalli e la copiosa generazione di vapore dal dispositivo, questo è stato un esperimento davvero eccitante e a volte pericoloso. Tuttavia, le nostre misurazioni non hanno mai misurato nessun segno di eccesso di energia. Inoltre, paragonando l'energia meccanica in ingresso all'energia termica in uscita siamo stati in grado di ottenere un bilancio quasi perfetto nelle nostre misurazioni, tipicamente 99% +/- 1%. Siamo stati fortunati ad avere la collaborazione dello sviluppatore di questo dispositivo e, durante una visita alla nostra attrezzatura, abbiamo scoperto accidentalmente la fonte di gran parte delle sue letture anomale: un uso improprio del suo tester elettrico.

Una scoperta relativa è quella della sonofusione fatta principalmente da Roger Stringham (12). All'inizio, abbiamo investigato questa scoperta costruendo il nostro apparato senza nessuna operazione da parte di Stringham. L'apparato consiste in un trasduttore ultrasonico immerso in acqua pesante con un obbiettivo PD in prossimità. Secondo Stringham, nell'apparato viene prodotta più energia termica dell'energia acustica immessa nel trasduttore. Abbiamo usato un calorimetro a flusso d'acqua per misurare il l'energia termica in uscita ed abbiamo fatto un grande sforzo per imparare come misurare correttamente l'alta tensione, 20 kHz, e il fattore di bassa potenza elettrica in ingresso portata al trasduttore. Con nostra sorpresa, un oscilloscopio digitale che poteva moltiplicare voltaggio e corrente fra loro in tempo reale ed integrare la traccia di potenza, era in errore di almeno il 10% relativo. Un analizzatore di potenza di media qualità, le cui specifiche indicavano che avrebbe dovuto avere una precisione del 2%, è stato scoperto avere un errore del 20% relativo.

Infine, abbiamo scoperto che l'analizzatore Clacke-Hess 2330 sembra effettivamente avere la precisione specificata di +/- 0,2%. Abbiamo fatto un totale di 48 prove con i nostri apparati, 12 dei quali utilizzavano degli obbiettivi PD. Non abbiamo mai visto alcun segno di eccesso di calore. Dopo aver comunicato i nostri risultati a Stringham, siamo riusciti a visitare il suo laboratorio con una versione portatile del nostro calorimetro ed il nostro Clarke-Hess 2330. In altre parole, stavamo dando una possibilità di testare la sua dichiarazione usando il suo apparato e con la sua piena collaborazione. Siamo soltanto riusciti a dimostrare che le sue misurazioni della potenza di ingresso erano sbagliate e sottostimate rispetto alla reale potenza in ingresso. Era quella la causa dell'apparente eccesso di calore quel giorno del 1999. Oggi, Stringham sta studiando il fenomeno con apparati rivisti considerevolmente e sta dichiarando un eccesso di produzione ancora più alto. Non vediamo l'ora di esaminare ancora la sue scoperte.

Il collega della EarthTech Hal Puthoff (13) ha mostrato che lo stato fondamentale dell'atomo di idrogeno può essere spiegato come un equilibrio dinamico fra energia persa dall'elettrone a causa della radiazione di accelerazione e l'energia assorbita dal campo di punto zero. Il fatto che lo spazio fra le lamine di Casimir è una regione dove il campo di punto zero è ridotto in densità di energia ha portato alla speculazione che l'idrogeno potrebbe perdere un po' della sua energia di stato fondamentale se messo in tale cavità. Se fosse così, quel rilascio di energia significherebbe che la conversione e la circolazione dell'energia del punto zero dell'idrogeno in ingresso e in uscita di una cavità di Casimir potrebbe produrre una estrazione continua di energia dal campo di energia di punto zero. Abbiamo progettato e costruito diversi esperimenti per indagare questa ipotesi, ma ancora senza successo. Gran parte di essi erano tentativi di individuare energia termica rilasciata dall'idrogeno che scorre attraverso una qualche forma di cavità di Casimir. Abbiamo per prima cosa cercato di costruire cavità da piani ottici di precisione. Per lo stato fondamentale dell'idrogeno molecolare, lo spazio ottimale della cavità è di circa un micrometro. Abbiamo monitorato con cura la temperatura del gas in ingresso e in uscita della cavità cercando segni di riscaldamento dovuti al rilascio di energia di stato fondamentale. Abbiamo effettivamente osservato un piccolo aumento di temperatura in questo esperimento, ma che è poi risultato essere dovuto solo all'effetto Joule-Thompson che, per l'idrogeno, si manifesta con un riscaldamento del gas nel momento in cui scorre nel restringimento.

Abbiamo anche provato ad usare metalli finemente polverizzati come Platino e Palladio per creare un fitto labirinto di passaggi di scala di Casimir. Questi esperimenti tendevano a produrre un'eccitante esplosione iniziale di calore quando il flusso di H2 veniva innescato. Ma l'esplosione svaniva sempre dopo un minuto o due e non poteva essere prontamente ripetuta. Finalmente abbiamo fatto risalire questo alla combustione di H2 + O2 catalizzata dal metallo finemente polverizzato. Non era prontamente ripetibile perché l'apparato si era quasi sigillato. Solo dopo che l'apparato è stato lasciato a riposo durante la notte o è stato smontato, c'era sufficiente O2 presente per un'altra esplosione di calore. In un diverso approccio nel testare questa ipotesi, abbiamo messo molecole di idrogeno in una cavità di Casimir ed usato uno spettroscopio di assorbimento per cercare uno spostamento nell'energia di stato fondamentale. Abbiamo fatto questo esperimento al Synchrotron Radiation Center dell'Università del Wisconsin-Madison. Seguendo i passi del pioniere della spettroscopia molecolare Gerhard Herzberg (14), abbiamo usato una radiazione ultravioletta estrema per sondare l'energia di dissociazione delle molecole di H2 in una cavita di Casimir appropriata. Abbiamo presupposto che una depressione dello stato fondamentale dell'energia producesse un corrispondente aumento nell'energia di dissociazione.

E' stato messo molto impegno nell'apparato per questo esperimento ed abbiamo incontrato grossi problemi che ci hanno costretto a ricostruire parte dell'esperimento mentre eravamo al laboratorio della Sychrotron. Sfortunatamente, non abbiamo trovato prove dello spostamente di stato fondamentale, risultato che abbiamo presentato alla
International Conference on Squeezed States and Uncertainty Relations (ICSSUR 2001), all'Università di Boston. Come sempre, la possibilità che tale spostamento dello stato fondamentale possa accadere rimane, ma questo particolare esperimento non lo ha rilevato. Un ulteriore sforzo su questa linea è stato pianificato da un consorzio di ricercatori (15).

B. Dispositivi Elettromagnetici

Diverse scoperte energetiche sono state dichiarate negli ultimi 150 anni. Alcune di queste non sono altro che la continuazione delle ricerca del moto perpetuo, ma con magneti e sinusoidi al posto dei pesi e delle leve dei vecchi dispositivi. Altri, in particolare le scoperte più recenti, non sono così facili da respingere e meritano di essere studiate. Un dispositivo relativamente semplice chiamato Motionless Electromagnetic Generator – MEG – (Generatore Elettromagnetico senza Moto) (brevetto statunitense #6,362,718 del 26 marzo 2002) è stato largamente pubblicizzato su Internet. Abbiamo costruito un nostro MEG usando i dettagliati schemi di costruzione di un laboratorio indipendente che ha riportato di aver replicato con successo i risultati di eccesso di potenza. Anche i risultati iniziali con il nostro MEG mostravano apparentemente un eccesso di potenza, ma ci siamo resi conto ben presto del perché. Il MEG opera ad alte frequenza audio e produce diverse centinaia di volt e pochi milliampere ad una resistenza di carico.

Questa corrente è stata misurata usando un resistore 'current-viewing' di 10 ohm in serie con il resistore di carico. Con soli pochi milliampere di corrente che passa in questo resistore, il voltaggio sviluppato è di sole poche decine di millivolt. A queste frequenze è quasi impossibile misurare con precisione questo basso voltaggio in intima prossimità col voltaggio di uscita, che è di 4 ordini di grandezza superiore. L'accoppiamento capacitivo fra il voltmetro o portata innalza significativamente i voltaggi osservati attraverso il resistore current-viewing, risultando in una sovrastima della potenza in uscita. A sostenere questa conclusione c'era la mancanza di calore nel resistore di carico che avrebbe dovuto esserci, essendo stata corretta l'apparente potenza in uscita. Quando regolavamo il resistore curren-viewing a 1000 ohm, che non influiva significativamente sull'impedenza di carico, l'apparente eccesso di potenza scompariva.

L'essenza di un altro caso, ancora coperto da un accordo di non divulgazione, può essere presentato come un buon esempio di un assioma che stiamo arrivando ad abbracciare: il fatto che i tuoi strumenti costino un sacco di soldi non garantisce che i loro risultati siano precisi. A semplice dispositivo è stato alimentato da una corrente alternata a 60Hz. L'uscita di quel dispositivo era sempre in corrente alternata a 60Hz ma ad un voltaggio diverso. Abbiamo impiegato il nostro analizzatore di potenza Clarke-Hess 2330 per le misurazioni di potenza ingresso e in uscita ed abbiamo ottenuto una normalissima efficienza del ~90% del dispositivo. Tuttavia, lo scopritore usava un oscilloscopio a banda larga di grande qualità con estese capacità matematiche in forma di onda (inclòuo il calcolo della potenza) ed un sofisticato sonda a serraggio di corrente AC/DC. Sorprendentemente, questa moderna collezione di equipaggiamenti da 30.000 dollari, mentre era capace di una precisa analisi della potenza in una grande varietà di forme d'onda e su un'impressionante gamma di frequenze, ha commesso significativi errori nella misurazione della potenza in quei segnali a 60Hz.

C. Fusione Fredda

Nel marzo del 1989, Martin Fleischmann e Stanley Pons dell'Università dello Utah, hanno annunciato che erano riuscito a realizzare una fusione D-D in una cella elettrochimica prossima alla temperatura ambiente.

In confronto alle condizioni normali richieste per questa reazione, questa scoperta è stata giustamente chiamata “fusione fredda”. L'annuncio della fusione fredda ha generati un forte interesse, perché prometteva di risolvere gran parte dei nostri problemi energetici, se non tutti, qui sulla Terra. Il combustibile è abbondante e i prodotti di scarto relativamente benigni. Tuttavia, fallimenti diffusi nel replicare l'esperimento hanno presto dato il risultato di rifiutare la fusione fredda da parte comunità scientifica tradizionale. Nonostante questo rifiuto, numerosi scienziati continuano a studiare la fusione fredda. Centinaia di saggi che riportano risultati positivi sono stati pubblicati ed ogni due anni vengono tenute conferenze internazionali, Tuttavia, ad oggi, non esiste nessun esperimento dimostrativo della fusione fredda. Questo perché i fenomeni della fusione fredda sono estremamente difficili da riprodurre. Questa situazione ostacola grandemente la ricerca sulla fusione fredda, perché rende la normale ricerca empirica quasi impossibile. L'elemento principale della fusione fredda è l'eccesso di calore, che significa che le cellule elettrochimiche producono più potenza termica di quella elettrica usata per stimolarla. Quindi, per testare gli esperimenti di fusione fredda, spesso serve un calorimetro.

Nel nostro laboratorio abbiamo fatto un grande sforzo nello sviluppo di calorimetri adatti per esperimenti di fusione fredda. Durante gli anni, abbiamo avuto l'opportunità di verificare un numero relativamente piccolo di celle a fusione fredda, alcune costruite da noi stessi ed alcune portate al nostro laboratorio da altri ricercatori che avevano visto positi segni di eccesso di calore nei propri laboratori. Nessuno di questi esperimenti di fusione fredda ha mostrato una prova convincente di eccesso di calore nei nostri calorimetri. Non possiamo dire di non aver mai visto nessun eccesso di calore nel nostro laboratorio, perché tutti i calorimetri sbagliano di qualcosa e, inevitabilmente, quello sbaglio a volte va in una direzione positiva e sembra proprio una vero eccesso di calore di basso livello. Quando ciò accade, ci sforziamo di verificare la calibrazione del calorimetro più rapidamente e più a fondo possibile. Questo comportamento stuzzicante significa o che la cella produce bassi livelli di eccesso di calore o che il calorimetro sta semplicemente vagando su e giù in una sfortunata sincronia con le nostre osservazioni.

Nel nostro laboratorio, non siamo nuovi nel fare misurazioni. Abbiamo circa 70 anni complessivi di esperienza nel progettare, costruire e far funzionare sitemi di misura, manometri e strumenti analitici. In aggiunta, abbiamo costruito almeno una dozzina di sistemi calorimetrici durante gli ultimi 15 anni nello nostro tentativo di identificare nuove fonti energetiche. Da questa ampia prospettiva sembra sicuro dire che la calorimetria eccelle nel fornire buoni mezzi per riprodurre e alimetare sottili errori sistematici. Inoltre, abbiamo trovato quasi impossibile anticipare le cause di questi errori. La loro chiarificazione di solito avviene solo dopo aver costruito lo strumento, dopo averlo testato a lungo e lottato per giorni per comprendere in cattivo funzionamento. Il culmine dei nostri sforzi per costruire un calorimetro affidabile per la sperimentazione sulla fusione fredda è uno strumento che chiamiamo MOAC – Mother Of All Calorimeters (Madre Di Tutti i Calorimetri). Questo strumento opera su un principio semplice e fondamentale. L'acqua corrente viene usata per estrarre calore dalla cella. Viene misurata la portata e l'aumento di temperatura.

Il prodotto dell'aumento della temperatura, della portata e del calore specifico dell'acqua dà la potenza termica estratta dalla cella. Nonostante il suo semplice concetto, MOAC non è uno strumento semplice. Due diversi sistemi di acquisizione dei dati computerizzati, monitorizzano 45 parametri, comprese 22 temperature. 14 uscite analogiche, guidate da algoritmi di retroazione proporzionali derivativi, controllano vari parametri cruciali. La cella e lo scambiatore di calore sono posizionati in un ambiente le cui pareti sono rese quasi perfettamente isolate con un sistema che riscalda la superficie esterna di ognuno dei sei pannelli, di modo che le sue temperature corrispondano quelle della superficie interna. Questo isolamento attivo assicura che virtualmente tutto il calore dissipato dalla cella lascia la camera attraverso l'acqua che scorre. Tre regolatori Peltier a cascata controllano la temperatura dell'acqua in entrata nello scambiatore con sensibilità +/- o,ooo3°. Una pompa volumetrica spinta da un motore sincrono alimentato da un oscillatore a cristallo produce un flusso estremamente stabile di circa 2,5 gm/s. Un misuratore di portata costituito dal un lotto di sistemi di pesatura automatica, misura il tasso di flusso periodicamente e riporta normalmente una deviazione standard di soli +/- 0.0002 gm/s (per esempio 0,01 relativo). Un grande involucro ben isolato alloggia l'intero sistema. L'aria circola sull'apparato del calorimetro e quindi viene canalizzata verso un condizionatore d'aria Peltier, dove la sua temperatura viene regolata a +/- 0,001° C prima di rientrare nell'alloggiamento.

Il MOAC è stato progettato per ottenere +/- 0,1% di precisione relativa. Alla di potenza di ingresso di 10 watt, equivale a +/- 0,01 watt. In una giornata buona, se ben calibrato, quel livello di precisione viene effettivamente raggiunto. Un mese dopo la calibrazione, il sistema tipicamente sbaglia di un valore fino a 0,03 watt. Crediamo che questo errore abbia origine principalmente dai termistori usati per misurare la temperatura dell'acqua in ingresso ed in uscita. Nonostante questo piccolo problema, crediamo che il MOAC è uno dei migliori calorimetri disponibili oggi per la ricerca sulla fusione fredda. Lo spazio disponibile per la cella è relativamente ampio (circa 10 cm x 25 cm x 25 cm). La cella è alloggiata in un ambiente di aria mescolata dove non è termicamente agganciata ad una temperatura specifica. Il MOAC esibisce un eccellente modello di versatilità, producendo esattamente le stesse misure a prescindere da grandezza, forma o posizionamento della sorgente di calore. Siamo continuamente impegnati a mantenere il MOAC nelle migliori condizioni operative. Nell'interesse del progresso scientifico, abbiamo fatto un'offerta permanente di test gratuito delle celle di fusione fredda promettenti col MOAC.

IV. Conclusione

Analizzare le scoperte rivoluzionarie energetiche è semplice come concetto ma spesso difficile in pratica. Si fa in maniera più efficace con la piena cooperazione dello scopritore. Gli errori sistematici sono comuni. E' richiesta una considerevole diligenza per assicurarsi che le tecniche di misurazione impiegate siano accettabilmente libere da tali problemi. Speriamo che questo breve resoconto delle nostre esperienze sarà di una qualche utilità ad altri ricercatori.

Riferimenti

1 Dircks, Henry, Perpetuum Mobile, E. & F.N. Spon, 1870, p.1.

2 Heaton, Mrs. Charles W., Leonardo Da Vinci e il suo lavoro, Kessinger Publishing, 2004, pp. 154-155.

3 Dircks, Henry, Perpetuum Mobile, E. & F.N. Spon, 1870, p.354.

4 Un tipico analazzatore di potenza elettrica campiona il voltaggio e la corrente immessa in un dispositivo rapidamente e simultaneamente. Ogni coppia di campioni è moltiplicata insieme per ottenere una misura della potenza istantanea che passa nel dispositivo. Questi valori vengono poi integrati per ottenere l'energia elettrica consumati dal dispositivo.

5 McCullough & Scott, “Experimental Thermodynamics, Calorimetry of non-reacting systems”, p.9, Vol. 1, 1968,

6 Wheeler, John A., “Geometrodynamics”, Academic Press (1962).

7 H. B. G. Casimir, “On the attraction between two perfectly conducting plates,” Proc. Kon. Ned. Akad. Wetensch. 51, 793-796
(1948)

8 Harris, B.W., Chen, F., Mohideen, U., “Precision measurement of the Casimir force using gold surfaces,” Physical Review A,
vol 62 (2000). P.052109/1-5.

9 Milonni, P. W., Cook, R. J., and Goggin, M. E., "Radiation pressure from the vacuum: Physical interpretation of the Casimir
force," Physical Review A, vol. 38, p. 1621 (1988)

10 Forward, Robert L., “Extracting electrical energy form the vacuum by cohesion of charged foliated conductors,” Physical
Review B, vol 30, numero 4, 15AUG1984, p.1700.

11 Schwinger, Julian, “Casimir light: The souce”, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Vol 90, pp.2105-2106, marzo 1993

12 R. S. Stringham, D. R. George, F. L. Tanzella, M.Williams, “Cavitation-Induced Heat in Deuterated Metals,” EPRI Report TR-
108474, marzo 1998.

13 Puthoff, H.E.,“Ground State of Hydrogen as a Zero-Point-Fluctuation-Determined State,” Physical Review D, vol. 35, p.3266
(1987)

14 Herzberg, G., “The dissociation energy of the hydrogen molecule”, Journal of Molecular Spectroscopy, vol 33, pp. 147-168
(1970).

15 E. W. Davis, et al. (2006), "Review of experimental concepts for studying the quantum vacuum field," Proc. of the STAIF-
2006: 3rd Symposium on New Frontiers and Future Concepts, AIP Conf. Proc., vol. 813, ed. M. S. El-Genk, AIP Press, pp.
1390-1401.

La Parabola del Lago

Da “The Oil Crash”. Traduzione di Massimiliano Rupalti

Immagine del Lago delle Meraviglie, Denali, tratta da Wikipedia: http://es.wikipedia.org

Di Antonio Turiel


Cari lettori,

nel mio ultimo post parlavo del ruolo della corruzione e dello spreco (entrambi molto collegati) e la mia conclusione è stata che non sono la causa della crisi (se vi interessano le argomentazioni, leggete il post). Nonostante abbia ripetuto tre volte che la corruzione è immorale ed ingiusta, e che è ovviamente un problema, il mio post ha provocato reazioni furiose, le più moderate delle quali sono visibili nella sezione dei commenti del blog (se volte vederne altri più blandi potete dare un'occhiata ai commenti su Manéame). E' curioso verificare come molta gente abbia una tale reazione emotiva e viscerale e che non sia in grado di capire ciò che c'è scritto se non si ripete più volte che la corruzione è sconveniente e cattiva, per non parlare del fatto che lo scritto è di taglio tecnico e si adatta meglio ad una discussione non ripetitiva. Peggio ancora, credo che se anche si ripetesse mille volte “la corruzione è sbagliata ed è un problema”, nel momento in cui si dicesse che non è l'origine di tutti i mali si verrebbe vilipesi. Soprattutto ora che molti gruppi agitano lo spauracchio della corruzione per ottenere un cambiamento non nel sistema economico (necessario, visto che quello attuale è impraticabile) ma soltanto di quello politico. E il cambiamento politico è probabilmente necessario, ma solo se accompagnato dal cambiamento economico, visto che senza quello qualsiasi proposta fallirà. Il mio timore è che, in realtà, nell'ansia di cambiare si cambi unicamente ciò che è subordinato al sistema economico e nel processo si arrivi a un sistema inefficiente e corrotto più o meno allo stesso modo, ma più autoritario.

Ma, è vero, lo sto facendo di nuovo: parlo troppo tecnico. E giustamente quello che voglio è avere un altro approccio per spiegare la relazione fra la corruzione e la crisi e del perché la prima, nonostante sia un grave problema, non è la causa della seconda. Userò una parabola; se in quel di Galilea ha avuto un buon effetto, chissà che non aiuti anche me. Andiamoci.

La Parabola del Lago

C'era una volta un piccolo villaggio in riva ad un bel lago, un grande lago di acqua cristallina che dava vita e sostentamento alle persone del luogo. Con le acque del lago si annaffiavano gli orti, si dava da bere agli animali e si dissetavano loro stessi. Le acque del lago servivano per lavare i panni e le stoviglie. Servivano anche a raffreddare il ferro del fabbro, scioglievano i colori del tintore, plasmavano l'impasto del pane e, insomma, venivano impiegate in molti altri modi nella piccola economia locale. Grazie alla qualità ed al facile accesso alle acque del lago, la comunità aveva prosperato dal giorno in cui si era insediata su quella riva. 

Visto che l'acqua del lago era la vita ed il sostentamento di quel popolo, erano state imposte delle regole molto ristrette per preservarne la qualità. Non era permesso riversare acque di scarico dell'attività domestica o artigianale direttamente nel lago, ma dovevano passare attraverso delle fosse settiche o essere usate per l'irrigazione, a seconda dei casi. Questa era la regola generale, ma di tanto in tanto alcuni la ignoravano e gettavano i loro rifiuti nel lago in maniera più o meno dissimulata. Non c'è bisogno di dire che quando si prendevano i contravventori le multe che venivano imposte erano molto consistenti, anche se non tutti erano uguali di fronte a questa legge. Era noto e conosciuto che il mercante di bestiame (il più grande della regione) ed il tessitore (che commerciava anche con altri paesi) avevano installato scarichi separati sotto ai loro stabilimenti, che portavano i loro scarichi lungo il letto del lago, proprio in mezzo alle sue acque. Ma, siccome davano lavoro a metà paese, nessuno aveva troppa voglia di agitare le acque. Si sospettava anche che il sindaco ed altri uomini importanti ne approfittavano per scaricare parte delle proprie acque domestiche direttamente nel lago. Nessuno li aveva visti farlo, ma si aveva l'impressione che per loro l'onere di interrare e aver cura delle fosse settiche di casa propria fosse considerevolmente minore che per gli altri. Il sindaco si è sempre vantato di praticare una migliore gestione dei rifiuti a casa sua ed era solito rimarcarlo, in assenza di donne, con commenti escatologici sullo sfruttamento degli alimenti che gli altri uomini di solito accoglievano con risate virili e una segreta invidia - “Questo si che se ne intende”, si davano gomitate facendo l'occhiolino, visto che nessuno credeva nella sua “migliore gestione dei rifiuti” e a tutti sarebbe piaciuto fare quello che faceva il sindaco, ma nessuno osava. A volte per quello, in cerca di questi privilegi, i più sfrontati del paese optavano di tanto in tanto a presentarsi come sindaci, anche se il sindaco aveva una tale trama di amicizie e favori dovuti (specialmente dal commerciante di bestiame e dal tessitore) che era impossibile batterlo. 

Un'estate, le acque del lago si abbassarono più del solito. Questo cominciò a creare problemi alla gran parte degli ortolani e degli allevatori. Il venditore di bestiame ed il tessitore se la accaparrarono perché non venisse loro a mancare. Il sindaco fece una legge che dava loro la precedenza alle acque perché, alla fine dei conti, essi davano lavoro alla maggior parte della gente in paese e, se necessario, l'acqua si poteva prendere negli altri paesi. Solo che era talmente caro e lento, che nella pratica i contadini non se lo potevano permettere e cominciarono a fare la fame. I vecchi del posto dicevano di sopportare, che c'erano già state siccità simili in passato e che le acque sarebbero tornate a salire. Ma arrivò l'autunno, l'inverno e la primavera e le acque del lago non avevano recuperato granché. Così passò un anno, poi un altro e fra gli abitanti di quel paese (che aveva perso alcuni abitanti) si cominciava a diffondere lo scoraggiamento. 

Un giorno d'estate, successe che si cominciò a sentire puzza nel paese. Una puzza insopportabile, davvero. Una puzza fetida ed umida. Subito qualcuno si accorse di cosa si trattava. Gli scarichi delle industrie del paese ora erano visibili ed il loro miasmi erano insopportabili. Tutti erano d'accordo in paese che questo non andava bene e il sindaco impose multe severe agli industriali. Tuttavia, con la scusa che queste imprese erano vitali per il paese, il comune finanziò le opere per prolungare l'estensione delle tubazioni. Si disse che le imprese non si potevano permettere i costi per la depurazione delle proprie acque di scarico a terra e che alla fine dei conti il lago era grande ed era meglio, date le circostanze, continuare a scaricare nel lago, solo un po' più lontano. Molta gente rimase insoddisfatta da questa spiegazione e ancora di più dalla soluzione proposta, ma nessuno osava contraddire gli ordini del sindaco, quindi si fece come diceva lui. 

Ma l'acqua del lago continuava a scendere anno dopo anno ed il problema degli scarichi si fece sempre più urgente. Per quanto si allungassero le tubazioni, non era mai abbastanza e più che altro quelle opere erano costose, impiegavano molti uomini per molti giorni e legname (che cominciava a scarseggiare per la mancanza d'acqua). E poi, fare manutenzione ai molti metri di condutture era sempre più gravoso. Anche se la cosa peggiore fu quando si trovarono altre piccole tubazioni, molto ben camuffate, che portavano senza dubbio alle case di alcuni dei consiglieri. Il sindaco licenziò i suoi consiglieri con vergogna, anche se c'era chi cominciava a sospettare che una di queste tubazioni giungeva in realtà dalla casa del sindaco. Ad alimentare questa sensazione si aggiunse il fatto che gli operai che il comune mandò per chiudere quegli scarichi fossero tutti lavoratori della fabbrica di tessuti, e che tardarono molti giorni a terminare l'opera che durò molto di più quanto, secondo logica, avrebbe dovuto. Di fatto la gente cominciò a rendersi conto che a volte il sindaco ordinava di fare opere che non avevano molto senso: un secondo porto a pochi metri dal primo, un nuovo granaio quando il primo non veniva riempito... La gente cominciava a mormorare. C'era chi diceva che il sindaco si riempiva il portafogli chiedendo la tangente al falegname, al mercante di bestiame, al tessitore...

Quando si manifestarono i primi casi di dissenteria, nel popolo crebbe l'ira. Non era solo il fatto che mancasse l'acqua, ma che era di qualità sempre peggiore. La gente che era rimasta ancora in paese era arrivata al limite. Uno degli eterni aspiranti a sindaco intravide la sua occasione e cavalcò il malessere a proprio beneficio. Fece un suo programma di cambiamenti basato sull'osservazione di quello che era ovvio che non funzionasse: sempre meno acqua e di peggiore qualità, sempre meno cibo... e dava la responsabilità al sindaco di tutti i mali. Ci fu un'esplosione di rivolta rapidamente soffocata, poi un'altra e infine si forzarono nuove elezioni che l'eterno aspirante, alla fine, vinse.  Il nuovo sindaco prese immediatamente una serie di misure per contrastare la “gestione pessima e corrotta” del precedente sindaco, e cominciò giustiziando il suo predecessore e giustiziando o incarcerando (in modo un po' arbitrario) i precedenti consiglieri, le loro famiglie , i loro amici e i loro parenti. Alla fine, in un modo o nell'altro, metà del paese finì al campo santo o costretta a lavorare per il nuovo sindaco. E diciamo sindaco e non comune, perché nella serie di misure anticorruzione c'era quella di non nominare più consiglieri, tutto il potere veniva gestito da lui. 

Con il nuovo sindaco le cose non andavano meglio riguardo all'acqua, ma furono di molto peggiori  sotto un altro aspetto: la paura. Un giorno un vicino disse che dall'abitazione del sindaco (che era la stessa di quello precedente, visto che egli si trasferì immediatamente lì) continuava ad uscire acqua sporca verso il lago. Di conseguenza il sindaco lo fece frustare e lo condannò ai lavori forzati a vita per diffamazione. Un altro vicino denunciò che il sindaco avesse preso accordi col commerciante di bestiame e col tessitore prima ancora delle prime rivolte, in modo tale che egli avrebbe rispettato i loro affari in cambio della loro neutralità, se non del loro appoggio. Questo vicino scomparve una notte e non si seppe più nulla di lui. Ma è certo che, mentre il resto della gente stava sempre peggio, il commerciante di bestiame ed il tessitore stavano come sempre... finché passarono alcuni anni ed i loro affari cominciarono ad essere gravemente colpiti dalla scarsità di acqua e dalla sua scarsa qualità. Il lago si era quasi seccato e la popolazione del paese era ormai solo la decima parte di quello che era stata. E non c'è da meravigliarsi: in assenza d'acqua, in modo meno dissimulato, il commerciante di bestiame ed il tessitore stavano schiavizzando la gente, con la collaborazione del sindaco, che continuava ad accusare i suoi paesani di delitti sempre più surreali per costringerli ai lavori forzati a vita, se non fossero già scappati da quell'incubo.  

Un giorno arrivò in paese un geografo, un uomo studioso e molto navigato. Aveva sentito della prosperità di un tempo di quel paese e si sorprese di vedere il paesaccio sporco, sordido e decadente dove era riuscito a trovare solo una locanda per alloggiare. Erano passati solo 10 anni dal momento di maggior prosperità, ma il paese ricco di quei tempi sembrava un villaggio miserabile. Il lago, la cui riva si trovava a pochi metri dal paese, era retrocesso ora di quasi un chilometro. Il geografo chiese insistentemente al locandiere, uno dei pochi uomini liberi che rimanevano grazie al fatto che poteva pagare le onerose tasse che aveva istituito il sindaco, ma questi aveva paura delle rappresaglie. Solo l'ultimo giorno, quando il geografo stava già partendo, il locandiere si aprì un po' con lui.

- “Alla fine” - disse il locandiere - “non so dove andremo a finire. L'inquinamento dell'acqua non è concluso e finirà per ammazzarci tutti”

Il geografo si affrettò a bere la sua birra – il locandiere gli aveva raccomandato di non bere l'acqua locale (“le farà male se non vi è abituato”) - e guardò il locandiere negli occhi.

- “In realtà il vero problema è un altro. Non è che l'inquinamento dell'acqua non sia un problema, avrebbero dovuto rispettare sempre la qualità dell'acqua come un bene prezioso” - disse il geografo guardando con severità il locandiere, finché questi non abbassò la testa dalla vergogna - “ma non è per questo che siete giunti a questa situazione di degenerazione. Se si fossero mantenuti i livelli di inquinamento e l'acqua non si fosse abbassata, il lago avrebbe potuto assimilare tutta la sporcizia, come ha sempre fatto. Signore, se i suoi livelli di inquinamento fossero cresciuti senza controllo, naturalmente questo avrebbe causato una crisi come quella attuale, ma risulta che non sia questo il caso. No. Il suo vero problema è che il livello dell'acqua è sceso in continuazione senza controllo”.

- “Ma, questo è qualcosa che è venuto da sé, senza che noi facessimo niente. Che potevamo fare per evitarlo? Come possiamo far cambiare parere alla Natura testarda se non vuol piovere abbastanza?” rispose il locandiere. 

- “Non è vero. Conosco bene la pluviometria di questa zona ed è stata costante durante l'ultimo secolo. Temperature simili, stessi regimi di vento... No, la natura non c'entra niente qui” disse il geografo, e continuò.

- “Guardi, non è vero che voi non avete fatto niente. Voi avete preso l'acqua dal lago” - il locandiere lo guardava incredulo - “ o meglio avete lasciato che la prendessero. Quando avevate piccoli prelievi e interravate l'acqua sporca nei pozzi neri, questa veniva filtrata dal suolo e tornava alla falda freatica – l'acqua che si trova nel sottosuolo, voglio dire – e da lì al lago. Anche se veniva sversata acqua sporca nel lago, le alghe degradavano questi rifiuti e l'acqua tornava ad integrarsi nel lago. Ma voi avete lasciato andare l'acqua, con tutti quei grandi prelievi che si alimentavano dell'acqua di qui: tutte queste vacche che portate ad uccidere lontano, queste colture che vengono vendute a città lontane, il legno che commerciate, i tessuti che vendete... Quando siete passati allo sfruttamento massivo che comportavano i prodotti scambiati lontano da qui, l'acqua contenuta in tutte queste materie non è tornata nel lago e questo si è progressivamente asciugato...” 

- “E adesso?” - disse il locandiere.

- “E adesso” - disse il geografo alzandosi e prendendo il suo cappello - “tutto dipende da quello che decidete. Come sempre”.  

Se qualcuno non lo avesse ancora capito: il livello dell'acqua del lago rappresenta la nostra disponibilità di risorse e la merda sul fondo rappresenta la corruzione. E vediamo se adesso...

Saluti.
AMT

Risucchiare l'Atmosfera

Di Albert Bates, da “The Great Change” del 27 luglio 2012. Traduzione di Massimiliano Rupalti

“La mia contestazione rispetto alle “soluzioni” totali viene dai miei viaggi per il paese durante i quali parlo nei campus dei college e cose simili. C'è un gran clamore per le “soluzioni”. L'idea è che se non sei abbastanza ottimista, dovresti tacere. Ma ci sono dei sottintesi a tutte queste cose. Il sottinteso a questo particolare meme è: “Dacci le soluzioni che ci permettano di continuare con le nostre cose come abbiamo fatto finora, solo con altri mezzi”. Non volgiono ascoltare altre modalità. Voglio continuare a guidare tutte le auto, solo in modo diverso. Sapete, tipo auto ibride elettriche, o auto elettriche o auto che vanno a secrezioni di alghe. Ma non afferrano il fatto che quello stile di vita è finito. I mandati della realtà ci dicono qualcosa di molto diverso. Ci dicono che dobbiamo abitare il paesaggio e muoverci su di esso in modo molto diverso in futuro”


                                            — James Howard Kunstler, su Rolling Stone del 12 luglio 2012

Di Albert Bates

Gli scienziati che si attaccano ai fili d'erba della Geo-ingegneria per conservare una tecnotopia quasi umana nel post-Antropocene hanno proposto un sacco di cattive idee, ma, occasionalmente, esce fuori qualcosa che potrebbe concettualmente funzionare. Quelle che si trovano nella seconda categoria dovrebbero essere messe alla prova. Daremo uno sguardo più ravvicinato ad una di queste, ma prima un breve e rapido retroterra.


Nel 1989, mentre stavamo correggendo le bozze e disegnando le illustrazioni per portare a termine la nostra pubblicazione pianificata per il gennaio 1990 di “Clima in Crisi: l'Effetto Serra e cosa possiamo fare noi”, due nuovi libri sono arrivati sulla nostra scrivania e sembravano confermare l'importanza di quello che stavamo scrivendo. Erano “La fine della Natura” di Bill McKibben e “Riscaldamento Globale” di Steven Schneider. Il primo lo abbiamo liquidato perché sembrava troppo prosaico e non eravamo d'accordo sulla premessa – la natura non sarebbe scomparsa, anche se gli esseri umani avrebbero potuto scomparire.

Il secondo ci ha dato più preoccupazione perché, come Clima in Crisi, esponeva la scienza in modo che la persona media potesse leggerla facilmente e comprenderla, e raccontava una storia di scoperte scientifiche, in una sequenza non dissimile dalla nostra, dalle carote di ghiaccio alle lampade a basso consumo.

Col sennò di poi, dopo 31 anni, dobbiamo dire che dobbiamo al Sig. McKibben delle scuse – aveva ragione, la natura sta davvero morendo. Gran parte di essa è già morta. Il nostro approccio, come quello di Schneider, era troppo cauto, troppo prudente e troppo timido. Proponevamo che i “Dividendi di Pace” della fine della Guerra Fredda fossero usati per rifare un motore economico pulito e verde dello sviluppo sostenibile, un futuro alimentato dal Sole. Riguardarlo ora sembra risibile: un'utopia tecno-feticista. Nel 1989 non potevamo in realtà affrontare il peggio – lo Scenario Venere – era troppo orribile. Lo abbiamo descritto, ma siamo passati rapidamente oltre alle lampade a basso consumo e alle applicazioni delle Stelle Energetiche.

Nel suo recente post su Rolling Stone, McKibben ha fatto a pezzi diverse scelte di gruppi ambientalisti del tardo ventesimo secolo, sebbene abbia riconosciuto che i tentativi debbano essere fatti per dimostrare che erano sbagliati:


“Questa ammissione di fallimento significa che sappiamo molto su quali strategie non funzionano. I gruppi verdi, per esempio, hanno passato molto tempo provando a cambiare gli stili di vita individuali: la proverbiale lampadina a basso consumo è stata installata da milioni di persone, ma così c'è una nuova generazione di televisori succhia energia a schermo piatto.

Molti di noi sono fondamentalmente ambivalenti nel diventare verdi: ci piacciono i voli economici per posti caldi e non vi rinunciamo certamente se qualcun altro li prende ancora. Siccome tutti noi siamo in qualche modo i beneficiari dei combustibili fossili a buon mercato, affrontare il cambiamento climatico è stato come provare a costruire un movimento contro sé stessi. E' come se il movimento per i diritti dei gay dovesse essere costruito completamente da dei predicatori evangelici, oppure il movimento contro la schiavitù dagli schiavisti.”

Ora siamo in completo accordo con lui su questo punto. Le soluzioni tecnologiche devono essere viste per quello che sono: desideri nostalgici di un futurismo disneyano estinto. Energia torica, aerolinee a biocombustibili, voli della Galaxy Virgin per la Luna e città nel deserto racchiuse in in bio-cupole, sono tutti miseri attaccamenti al sottile ramoscello di quello-che-poteva-essere, mentre precipitiamo dalla scogliera in un infernale post-Antropocene. 

Il nostro ultimo libro, La soluzione del Biochar: l'agricoltura al carbonio e il cambiamento climatico, proponeva un realistico ed ancora fattibile fine corsa ai politici ed ai banchieri andando diritti al lavoro dei contadini e dei proprietari di fattorie per fermare i deserti. La Soluzione del Biochar è geo-ingegneria mascherata da coltivazione biologica. Racchiude due bisogni umani fondamentali – cibo ed energia – e fornisce il primo in modo molto più affidabile nel panorama cangiante del ventunesimo secolo, estraendo il secondo in modo antico ed alchemico. Non serve niente da parte di metalli esotici, cristalli o di riserva frazionaria bancaria, e sappiamo che funziona perché Cristoforo Colombo e Gengis Khan lo hanno entrambi usato per riplasmare la nostra atmosfera  e il nostro clima almeno una volta in precedenza. Riforestando interi continenti (anche se non intenzionalmente, come effetto collaterale del genocidio e dello schiavismo di massa) entrambi hanno interrotto cicli di riscaldamento “naturale” e portato grandi cicli di raffreddamento – persino piccole ere glaciali – virtualmente nottetempo. 

Meno provata è più nel regno dei metalli esotici, cristalli e riserva frazionaria bancaria, è una strategia che è stata proposta da un gruppo di scienziati, diventati imprenditori, guidati da Peter Eisenberger e Graciela Chicilnisky dell'Università della Columbia (niente a che vedere col navigatore italiano). Essi propongono un'estrazione d'aria (depuratori al carbonio) a basso prezzo ed alta efficienza. Vogliono usare alberi artificiali per svuotare l'atmosfera, separare la CO2 e infilarla in qualche posto utile, tipo nelle lagune, dove può far crescere alghe per un biodiesel a 0,40 dollari al gallone, o in serra, dove può incrementare i rendimenti in vaso idroponici. 

Se ricordate Apollo 13 (il Film), potreste ricordare che la crisi che ha affrontato il personaggio di Tom Hanks era in misura inferiore la perdita di ossigeno rispetto alla saturazione di CO2 , che presentava un problema di minaccia alla vita. Gli ingegneri a terra hanno improvvisato un modo per congiungere contenitori dell modulo di comando a forma di cubo con le prese a cilindro dei contenitori del modulo di atterraggio cannibalizzando una tuta spaziale. 

Più tardi, gli shuttle hanno avuto un sistema di rimozione dell'anidride carbonica che rigenerava la sua sostanza assorbente, senza lasciare rifiuti. L'ossido di metallo assorbente veniva pulito pompando aria riscaldata a circa 200°centigradi (400° F) a 7,5 scfm (standard cubic feet per minute) attraverso il suo contenitore per 10 ore. 

Il carbonio attivato, prodotto dalla biomassa pirolizzata, può anche essere usato come assorbente di anidride carbonica a basso costo. Una volta che il carbonio attivato si satura, la CO2 può essere rimossa soffiando aria calda dal fondo, ma questo creerebbe uno scarico di sporcizia, quindi un metodo migliore è quello di immergere il biochar in reagenti come calce sodata, idrossido di sodio, idrossido di potassio o idrossido di litio che sono in grado di reagire chimicamente e di trasportare la CO2. Ciò è simile al processo che usiamo quando mescoliamo la segatura o la fibra di paglia tagliata con grassello di calce per fare intonaci e stucchi in bioedilizia. Nel tempo, il carbonio viene incorporato nella calce idrata, lasciando una superficie dura proprio come il calcare. L'aria viene spinta attraverso dei filtri e l'ammina assorbe quantità apprezzabili di CO2 a temperatura ambiente e di conseguenza rilascia la Co2 quando le temperature vengono aumentate a 70-120° centigradi (170-250°F). L'energia per alimentare le ventole ed il calore per il processo di desorbimento possono essere da combustibili fossili, da solare termico, da geotermico o da biomasse (comprese unità a Calore Combinato e Biochar – CHAB). Usare combustibili fossili sembra fallire lo scopo, ma i filtri possono anche essere istallati su una centrale diesel o a carbone ed usati per rendere l'aria delle ciminiere più pulita dell'aria che entra nella fornace dal cielo. 

Gli agenti reagenti specifici sono un segreto di mercato e il gruppo ha costruito i propri affari sotto il nome di “Global Thermostat LLC” di New York. All'evento delle Nazioni Unite a Rio, Eisenberger e la Chicilnisky hanno affermato che il loro processo estrarrebbe CO2 al ritmo di 2kg per ogni Kw/h consumato. “Una dislocazione operativa aggressiva si presume che inizi intorno al 2015, una data ritenuta fattibile, visto lo stato dell'arte della tecnologia”, dicono. Essi prevedono che dal 2040, con la metà delle nuove centrali del mondo che adottano questa tecnologia, potrebbero estrarre 34 gigatonnellate di anidride carbonica all'anno (GtCO2/a) per il resto del secolo. Il suolo richiesto per questo livello di estrazione è fissato come <300km2, circa la dimensione di Malta. La loro stima sul sequestro netto per il 2100, se va tutto secondo i piani, è di 2400 GtCO2. 

La “Terrificante Nuova Matematica”, come ha titolato Bill McKibben il suo pezzo su Rolling Stone, ora ha rilevanza nella discussione. McKibben dice: “Gli scienziati stimano che gli esseri umani possono riversare approssimativamente 565 ulteriori gigatonnellate di anidride carbonica in atmosfera entro metà del secolo ed avere ancora una speranza ragionevole di rimanere al di sotto dei 2 gradi. (“Ragionevole”, in questo caso, significa 4 opportunità su 5 o qualche probabilità in meno che giocare alla roulette russa con una pistola a sei colpi)”. Poi indica che le riserve accertate di carbone, petrolio e gas delle compagnie di combustibili fossili, e dei paesi che agiscono come compagnie di combustibili fossili, è un numero molto più ampio: 2795 Gt. 

Se tutte le riserve accertate di carbone, petrolio e gas venissero bruciate entro il 2100 (2795 Gt) ed allo stesso tempo si introducesse l'esperimento dell'estrazione d'aria del Termostato Globale (che sequestra 2400 Gt), allora l'atmosfera terrestre avrebbe ancora posto per 170 Gt prima di raggiungere il limite di riscaldamento di 2° centigragradi stabilito a Kyoto  (2795-2400 = 395; 565-395 = 170).

Ma ci sono diverse ragioni per cui questo conto è ancora sfocato. Primo, non c'è ancora una risposta giusta. La concentrazione interglaciale normale di CO2 è 280 ppmv (parti per milione in volume), non 350 – l'obbiettivo di MvKibben – o 390 e più, al quale ci troviamo ora. Il metano dovrebbe essere a 650 ppb (parti per miliardo) ma invece è a 1756 ppb, 2,5 volte più alto di quanto non sia stato per milioni di anni. Puntare a 350ppm, o anche restare al livello attuale, probabilmente non è abbastanza buono.

Alle 9 il cucu femmina (A)esce fuori e bacia il cucu maschio vivo (B) – Il cucu maschio, per paura di una proposta nell'anno bisestile, vola via e la corda (C ) tira il gancio (D) liberando la mano (E) – la quale lancia il cappello di ricambio (F) sull'attaccapanni (H) – il peso del cappello solleva la copertura (I) dalla macchina da scrivere (J) cosicché il capo pensi che siate da qualche parte vicino all'ufficio!

Nessuno ha realmente mai visto i depuratori del Termostato Globale in azione e probabilmente non li vedrà, finché non ci sarà qualche tipo di limitazione nelle emissioni o una tassa assegnata al carbonio che forzi le centrali a carbone ad installarli. Il siluramento da parte di Obama del trattato di Kyoto a Copenhagen e in seguito a Cancun e Durban assicura che non ci sono limitazioni del genere nell'aria. Nè Mitt Romney, né il successore probabile di Obama, Hillary Clinton, sembrano intenzionati a percorrere quella strada, finché i loro finanziatori rimangono negazionisti climatici. Senza incentivi finanziari, né i compratori, né i venditori avrebbero un mercato per i depuratori di carbonio. Infatti, questa era la spinta centrale nella presentazione della Chicilnisky a Rio. Voleva che il “Green Climate Fund” di Hillary (più recentemente ribattezzato “Green Energy Fund”) fosse destinato quasi esclusivamente alla tecnologia dell'estrazione dell'aria (aka “clean coal”, carbone pulito). 300 miliardi di dollari sono un incentivo sufficientemente adatto col quale lanciare la sua piccola New York LCC. Non sappiamo realmente quanto costerebbe la tecnologia degli alberi ceramici del Termostato Globale, perché non sappiamo cosa serve per fare l'Elisir dell'Ammina Immobilizzata brevettato dal Dr. Magia o quanto il Dr. Magia voglia come diritti per l'uso del suo brevetto. 

Tuttavia, la portata della dispensa del serpente petrolifero del Dr. Magia è stata superata dal furfante principale del pezzo di McKibben, Padre Tempo. McKibben conclude il suo saggio con queste parole: 

“Questo mese, gli scienziati hanno pubblicato un nuovo studio che conclude che il riscaldamento globale ha aumentato drammaticamente la probabilità di gravi ondate di calore e siccità. Pochi giorni dopo un'ondata di calore sugli altipiani del Midwest ha superato i record che resistevano dai tempi del Dust Bowl, minacciando il raccolto di annuale. Volete un numero? Nel corso di questo mese, un quadrilione (10 alla ventiquattresima) di semi di mais hanno bisogno di essere impollinati lungo la 'fascia del grano', cosa che non può essere fatta se le temperature rimangono fuori scala. Proprio come noi, i nostri raccolti sono adattati all'Olocene, il periodo di 11.000 anni di stabilità climatica che stiamo per lasciare... nella polvere”.

Se siamo fortunati, possiamo atterrare su qualcosa che somigli al Massimo Termico del Paleocene-Eocene nel quale hanno vissuto in nostri antenati (rettili) 55 milioni di anni fa, che è durato 200.000 anni, ma perché accada questo, la curva di accelerazione degli anelli di retroazione positivi delle forzanti climatiche dovranno invertirsi, e anche molto presto, e dato l'attuale stato dei clatrati di metano che gorgogliano, il Permafrost che rilascia gas, la perdita estiva di ghiaccio, il ritardo dell'Atlantic Conveyor ed altro, anche questo sconfortante scenario da Eocene di 5 gradi sembra eccessivamente e poco plausibilmente ottimista.

Il giocatore di golf tira il grilletto (A), sparando il sostegno della palla da golf alla fine della pistola – la detonazione della pistola causa la corsa della marmotta (B) nel buco (C ) - la palla di cannone (D) cade sulla pompetta (E) facendo spruzzare il dispenser (F) sulla maglietta (G) – la maglietta si restringe leggermente aprendo le pinze del ghiaccio (H) e permettendo la palla da golf (I) di cadere sul sostegno!

Come abbiamo detto ai nostri lettori 32 anni fa, c'è un ritardo di 25-50 anni fra quando raggiungiamo le emissioni zero e quando il pianeta smette di riscaldarsi. Detto in altro modo, le siccità, gli incendi, le tempeste estreme e tutte le altre manifestazioni del cambiamento climatico che stiamo vivendo oggi, nel 2012, sono il risultato diretto dlla cultura del macchinone e del motore truccato del 1962. Nel 1962, c'erano 50 milioni di automobili e il viaggio aereo commerciale viveva ancora la sua infanzia. Portare un uomo sulla Luna era lo slogan elettorale di Kennedy. Quale tipo di impronta abbiamo oggi, invece, e che tipo di segno sta lasciando nel mondo dei nostri nipoti?

Piuttosto che abbracciare o respingere il processo del Termostato Globale diamo cautamente il benvenuto all'estrazione d'aria come una tecnologia in più probabilmente utile, auspicabilmente innocua, che potrebbe tagliare di qualche grado la nostra sentenza. 

L'estrazione dell'aria in nessun modo da la licenza di continuare con la festa, come qualcuno all'incontro delle Nazioni Unite potrebbe aver pensato, o di bruciare tutte quelle riserve effettive. McKibben ha mortalmente ragione su questo; quelle riserve di carbonio devono rimanere nel sottosuolo se vogliamo avere qualche possibilità.

Il Professor Butts beve un bicchiere di uno strano gin e sviluppa una invenzione per aprire la porta del garage senza uscire dalla macchina. Va col paraurti (A) contro la mazza (B) spingendolo giù facendo esplodere il coperchio (C) spaventando il coniglio (D) che corre verso la sua tana (E) tirando la corda (F) che scarica la pistola (G). La pallottola penetra il barattolo (H) dal quale goccia l'acqua nell'acquario (I). Mentre il livello sale nell'acquario, esso solleva il sughero in posizione verticale (J) che spinge l'altalena (K) a fine corsa, provocando la perdita di equilibrio della pulce (L) e facendola cadere sulla coda del segugio addormentato (M), il quale si sveglia e fa girare la coda in continuazione, facendo girare la piattaforma (N) e aprendo la valvola (O). L'acqua scorre in un tubo (P) che comincia a riavvolgere l'irrigatore (Q) sul quale la corda (R) si avvolge aprendo la porta del garage. Naturalmente, se volete, potete andare dritti contro la porta, così non ci saranno più ostacoli a disturbarvi in futuro.

L'estrazione dell'aria, se e quando raggiungerà la dimensione di fattorie di filtraggio delle dimensioni di Malta nel 2040, potrebbe anche cominciare a tirare fuori radionuclidi, che sarebbe una cosa buona e che ci riporterebbe al pre-Fukushima, anche all'era pre-Trinità , circa 1943, quando il fallout ha provocato la perdita dei capelli. Ma siccome nessun legislatore ha mai trovato un modo per stanziare abbastanza soldi per spostare le scorie nucleari da serbatoi che perdono nei depositi, in piscine stipate presso reattori costruiti sulle coste o su faglie sismiche o qualsiasi altra trappola mortale per adescare le generazioni future, è difficile immaginare di spendere i soldi dei contribuenti in rimozione estrattiva dei radionuclidi (lasciate perdere l'anidride carbonica). Le imprese private reggeranno questo fardello? Fateci vedere i soldi.   

Dovremmo ricordare che il biochar ed altre tecniche di agricoltura col carbonio, non hanno bisogno di un mercato della CO2 o di un Green Climate Fund. Esse aumentano le rendite agricole e la resistenza alle siccità indipendentemente dal prezzo speculativo del carbonio. Possono essere guidate dal mercato senza incentivi da adesso.

La nostra strategia più pratica, come abbiamo sottolineato nel 2006 nella Manuale di Sopravvivenza alla fine del Petrolio, resta quella di aumentare l'adattabilità e la resilienza climatica ed economica – personale, del quartiere, della comunità e della zona – mentre lavoriamo per facilitare una transizione ad una organizzazione sociale più sana che promuova la guarigione planetaria. Questa potrebbe e dovrebbe includere l'estrazione dell'aria e non solo per il carbonio. Noi usiamo proprio alberi. Quelli veri. 

Abbiamo bisogno di lasciar fare a Gaia quello che fa meglio. Se potessimo semplicemente smettere di ferirla ulteriormente, essa potrebbe ancora recuparare. Ha la volontà di farlo anche se, al momento, succede che abbia una febbre seria e molto spiacevole. Ci sono voluti a noi, i bipedi, centinaia di migliaia di anni di vita compassionevole, nel complesso, per un periodo stabile nell'Olocene per emergere dai regimi climatici caotici di tutti i tempi precedenti. Abbiamo fatto pressione sui confini di questa stabilità con le nostre città, i fiumi deviati, deserti ed agricoltura fatti dall'uomo, ma l'abbiamo anche aiutata a recuperare, aggirando e persino proteggendo enormi estensioni di foresta pluviale e montagne sacre ed intoccate. 

L'equilibrio che i nostri predecessori avevano con nostra madre era delicato e in soli 150 anni lo abbiamo distrutto. Ma quel controbilanciamento potrebbe non essere ancora al di là della redenzione. Dobbiamo solo rimettere le foreste e smettere di sporcare il nostro nido. 

Punti di leva nell'accumulo di energia

Da Cassandra's Legacy. Traduzione di Massimiliano Rupalti

Questa è una versione scritta di una lezione che ho tenuto ai miei studenti del corso di “Tecnologia Avanzata dei Materiali”. In questo caso il tema della lezione, l'accumulo di energia, mi ha portato a sviluppare alcune considerazioni che hanno a che fare con il tipico modo umano di prendere così spesso la decisione sbagliata. Non sono sicuro se c'è una ragione termodinamica alla base di questa tendenza, ma questo post fornisce alcuni suggerimenti sul fatto che potrebbe essere così. L'immagine della cascata sopra è usata per indicare il flusso che risulta da un potenziale energetico. 

Salve a tutti e benvenuti. Oggi vorrei cominciare raccontandovi una cosa che mi è capitata ieri. Stavo facendo una presentazione sull'energia a un incontro pubblico e c'erano diverse persone politicamente schierate che assistevano. Durante il dibattito, qualcuno ha detto qualcosa tipo: “Vede, Professore, penso che se lei si candidasse alle prossime elezione prenderebbe zero voti”.

Lasciatemi dire che non era da intendersi come un'offesa. No, era la constatazione di un fatto ed era corretta. Ma cosa ho detto da rendermi totalmente ineleggibile? Be', ho detto che le risorse naturali sono limitate e che dovremmo sforzarci di consumarne di meno, non di più. Ma, naturalmente, non puoi presentarti alle elezioni con un programma del genere! C'è qualcosa, credo, che impedisce la connessione della realtà fisica con la politica ed è per questo che a volte ho l'impressione che la politica si possa definire come l'arte di prendere le decisioni sbagliate.

Naturalmente, la politica non è il tema della lezione di oggi, ma ho pensato di citarvi il dibattito di ieri perché penso che sia importante inquadrare il problema in modo ampio, altrimenti ci potremmo ritrovare in una situazione in cui spendiamo un sacco di energia e soldi per sviluppare tecnologie sofisticate per risolvere il problema sbagliato. Penso sia una situazione molto comune, molto più comune di quanto vorrei che fosse. E potrebbe anche essere così per l'accumulo di energia. Si spendono molti soldi ed energia per trovare soluzioni tecnologiche per accumulare l'energia prodotta dalle rinnovabili, ma molto poche per capire quale sia il vero problema. Di quanto accumulo di energia abbiamo veramente bisogno? Ed è vero che se non abbiamo il 100% dell'accumulo di energia allora le rinnovabili sono inutili, come dice qualcuno?

Su questo tema, vorrei partire citando una cosa detta qualche decennio fa da Jay Forrester, lo sviluppatore della dinamica dei sistemi. Lui diceva che i sistemi complessi hanno qualcosa che lui chiamava “punti di leva”, cioè, punti in cui si può agire per controllare il sistema facendo un piccolissimo sforzo. E aggiungeva un altro concetto: in genere la gente capisce molto chiaramente dove siano le “leve” del sistema, ma spesso tendono a tirarle dalla parte sbagliata, peggiorando il problema anziché risolverlo. L'idea di Forrester è stata resa popolare da un saggio piuttosto famoso di Donella Meadows intitolato "Leverage Points" (Punti di Leva). E' un saggio molto interessante, ve ne raccomando caldamente la lettura. Ma, oggi, concentreremo la nostra discussione sull'accumulo di energia.

Ricorderete sicuramente, dalle lezioni precedenti, che la dinamica dei sistemi è un modo curioso di disegnare rettangoli e piccole frecce. Così, quando disegniamo un rettangolo lo intendiamo come “stock” (riserva); una quantità di qualcosa. Quindi, fatemene disegnare uno sulla lavagna.

Questo riquadro rappresenta uno stock di risorse e l'ho contrassegnato con una “R”. Ora, con “risorse” possiamo intendere qualsiasi cosa, dai soldi nelle nostre tasche al grano in un granaio. La cosa interessante, tuttavia, è quando intendiamo queste risorse come energia. Quindi possiamo chiamare questo riquadro energia accumulata.

Pensate a questa energia accumulata come, ad esempio, a un serbatoio di benzina. Finché quest'energia rimane chiusa dentro il serbatoio, non fa niente per noi. Per far sì che l'energia sia utile per qualcosa, dobbiamo usarla, e per usarla, dobbiamo fare in modo che questa energia scorra; per far andare un motore bisogna bruciare benzina. Questo ha un valore generale ed è qui che le leggi della Termodinamica entrano in gioco. Sappiamo che l'energia dev'essere conservata e anche che dev'essere degradata. Quindi modifichiamo il diagramma per fare in modo che mostri i flussi di energia. 

Lasciate che vi spieghi. Vedete che c'è una doppia freccia che va dal riquadro “risorse” ad una nuvoletta in basso. Assumiamo che il riquadro abbia un potenziale termodinamico più alto della nuvola (che è un altro “stock”, ma non ci preoccupiamo di misurarne la dimensione). Così, l'energia scorre dal riquadro alla nuvola e si degrada nel processo. Potrebbe essere benzina che viene bruciata, acqua che scorre verso il basso da un bacino o cose simili. 

Lo scorrimento verso il basso dell'energia è regolato da una valvola rappresentata da un simbolo simile a una farfalla. Potete aprire e chiudere la valvola. Questo viene rappresentato nel modello dai valori variabili della costante “K1”. Questo regolerà il flusso, ma non è il solo fattore. Anche la dimensione del bacino avrà effetti sul potenziale e quindi sul flusso. Se fate uscire l'acqua dal fondo di una cisterna, la velocità del flusso dipenderà da quanta acqua c'è nella cisterna. Mentre fate uscire l'acqua, il flusso diminuirà gradualmente. Questo è un effetto comune anche ad altri tipi di sistemi, ma non sempre. Se pensassimo, invece, ad un serbatoio di benzina, il motore ovviamente non rallenterebbe quando la benzina diminuisce! 

Ho anche aggiunto un altro aspetto al modello: un modo per riempire il bacino. Qui abbiamo un altro tasso di flusso regolato da una valvola. L'energia scorre nel bacino da un altro stock ad un potenziale più alto. Anche questo stock è rappresentato da una piccola nuvola – il che sta a significare che non ci interessa la sua dimensione. Qui, assumo che non ci sia effetto da parte della dimensione dello stock sul tasso di flusso (pensate alla pioggia che riempie un bacino), che viene regolato semplicemente da una costante chiamata K0. Così abbiamo costruito un modello molto schematico di quello che intendiamo per accumulo di energia.  

Naturalmente, se scendiamo nei dettagli, vediamo che le reali caratteristiche fisiche dell'accumulo e della valvola varieranno a seconda del tipo di sistema con cui abbiamo a che fare. Immaginate di avere un carico immagazzinato in un condensatore (o in una batteria). E che possiate regolare il flusso di corrente attraverso una resistenza variabile. Se la resistenza obbedisce alle leggi di Ohm, allora il flusso (la corrente) è direttamente proporzionale al potenziale (voltaggio). Nel caso di batterie di automobile, viene fatto un grande sforzo per assicurarsi che il potenziale rimanga costante mentre la batteria si scarica. Questo fa sì che il sistema si comporti in modo molto diverso da una diga, ma assicura che la tua auto elettrica continui ad andare sempre con la stessa potenza a disposizione. Altrimenti sarebbe come una grande auto giocattolo che rallenta mentre si muove. 

Qualsiasi siano i dettagli del sistema, il punto è che il costo dell'energia in relazione al controllo delle valvole è spesso molto piccolo in confronto alla quantità di energia che può essere accumulata in un sistema. Quindi, avete il potere di controllare il potenziale del sistema. Naturalmente, avete bisogno di avere la giusta tecnologia, l'attrezzatura, l'ingegneria ed altro. Ma una volta che avete questa capacità – e spesso non è così difficile – allora controllare il flusso diventa una decisione che può essere presa indipendentemente dalla termodinamica. Penso che ora possiamo capire cosa avesse in mente Forrester con la sua idea dei “punti leva”. I parametri termodinamici del sistema non possono essere cambiati facilmente, ma grandi stock di energia possono essere controllati da una valvola relativamente minuscola, come un condotto di una diga o le barre di controllo di un reattore nucleare. E' un bel po' di potere che potete avere su quei sistemi.

Ma, allora, cosa significa quello che diceva Forrester, “tirare le leve nella direzione sbagliata”? Be', questa è la parte interessante. Torniamo al semplice modello di stock e flussi che abbiamo fatto prima. Pensiamo all'energia accumulata, stavolta, in termini di petrolio greggio accumulato nel sottosuolo, nei sui depositi naturali. Ora, sapete cosa dice la maggior parte dei politici su questo. Dicono che dovremmo investire sull'aumento della produzione di risorse petrolifere nazionali. Dicono che in questo modo creeremo lavoro, faremo ripartire la crescita economica e tutto il resto. Ma, nei termini del diagramma di stock e flusso, cosa significa esattamente? Ecco, qualcosa del genere:

“R” sta per giacimenti petroliferi. Ovviamente, non c'è il flusso in input, cioè non c'è petrolio che arriva nello stock, visto che il petrolio si è formato milioni di anni fa e nessuna attività politica può influenzare eventi che hanno avuto luogo nel Giurassico. Così, quello che è avvenuto è questo: mentre stavamo estraendo (o producendo, se volete) petrolio, la quantità dello stesso rimasta nel sottosuolo è scesa gradualmente. Questo ha cambiato il potenziale dei pozzi. La quantità di energia che potete ottenere da un barile di petrolio non è cambiata, ma l'energia totale che potete ottenere dal sistema è minore, visto che ci vuole più energia per estrarre la stessa quantità di petrolio. Questo cambiamento dei parametri termodinamici del sistema appare sotto forma di parametri economici. Ci vuole sempre più denaro per estrarre il petrolio e questo tende a ridurre il flusso segnato come “tasso 1” (rate1). Qui stiamo incrociando il concetto di “picco del petrolio”, ma non entriamo nei dettagli adesso.

Tornando a Jay Forrester, molta gente è perfettamente in grado di capire dove siano le “leve” e i nostri politici non fanno eccezione. Dicono che dovremmo agire sulla valvola del diagramma. Dovremmo aumentare il coefficiente K1 in modo da compensare la tendenza del sistema o rallentare il suo tasso di produzione. Questo è certamente possibile con investimenti, tecnologia ed altre cose. Ma capite che è un errore, vero? Aumentando il tasso di produzione finiremo il petrolio più rapidamente! E' quello che ho chiamato “Effetto Seneca”, in un post dove ho preso ispirazione dall'antico filosofo Romano, Seneca, quando diceva che la rovina è molto più rapida della fortuna. Spingendo per estrarre più petrolio dalle riserve rimaste, potremmo forse avere una breve abbondanza di petrolio,   ma poi lo vedremmo finire molto più velocemente del “normale” tasso di esaurimento delle riserve. Sfortunatamente, sembra che non molti politici leggano i miei post, ahimè... 

Quindi potete capire perché ieri all'incontro mi hanno detto che avrei preso zero voti come candidato alle prossime elezioni. Vedete? Proporre di produrre meno petrolio significa aumentare i prezzi della benzina, il che non è mai molto popolare in un contesto politico. Penso che non sarebbe impopolare quanto se proponessimo, diciamo, di abolire il calcio qui in Italia. Ma ci andrebbe sicuramente vicino. 

Questo illustra l'errore che viene dall'aprire troppo la valvola. Naturalmente, la gente può fare l'errore opposto, anche se questo caso è un po' più delicato. Torniamo al caso di una diga. Se non lasciate scorrere l'acqua, cioè se tenete chiusa la valvola, allora la diga strariperà.

Potete vedere questo caso come una valvola che si comporta in modo non lineare – che ha una soglia. Ancora peggio, se c'è troppo potenziale nel bacino, la diga potrebbe cedere. Questo è un altro tipo di soglia per la valvola; uno molto pericoloso, naturalmente. Ci sono altri esempi. Al tempo dei motori a vapore, la gente tendeva ad aumentare la pressione nei bollitori agendo sulle valvole di regolazione. Questo dava loro più potenza, certo, ma a volte il tutto esplodeva. Pensate al controllo di un reattore nucleare ed avete lo stesso problema. E' quello che è accaduto col disastro di Chernobyl. I tecnici del reattore avevano i mezzi per controllare il flusso di energia generata dal reattore ma hanno lasciato accumulare troppo potenziale. Quando si sono accorti di quello che succedeva, si sono affrettati a cercare di spegnere il reattore, ma era troppo tardi. Così, il punto è che ogni volta che hai un potenziale energetico, se lo lasci accumulare, esso cercherà di liberare o “sfogare” questo potenziale in modi che possono non avere niente a che fare con una leva (o valvola) che siete in grado di controllare. Molti incidenti accadono a causa di questo effetto. Purtroppo.

Un fenomeno tipico, qui, è che potreste pensare di avere tutto sotto controllo; cioè anche se la vostra “leva” lavora bene, non sarete in grado di gestire il sistema come vorreste. Se ci sono ritardi nel sistema, gli esseri umani dovranno faticare per capirli e il risultato sarebbero delle grandi oscillazioni; molto difficili da controllare e che possono causare un sacco di danni. Questo fenomeno è stato studiato da – indovinate da chi! - Jay Forrester che lo ha chiamato “effetto frusta”. Viene normalmente applicato ai sistemi aziendali, ma anche i sistemi aziendali devono obbedire alle leggi della termodinamica. I sistemi possono oscillare e collassare anche senza l'intervento umano. E' il caso della cosiddetta “criticità auto-organizzata”. Potreste averne sentito parlare come del “modello della pila di sabbia”. E' un modello di tipo diverso, ma le valanghe nel mucchio di sabbia sono, alla fine, causate dal potenziale gravitazionale che agisce sui granelli.

Così, penso che abbiamo afferrato il punto che volevo evidenziare in questa presentazione. Leve o valvole sono modi di creare potenziali e di lasciarli accumulare. E' cosa buona avere tali valvole, ma dobbiamo essere molto attenti con quello che facciamo. A volte sperperiamo il potenziale accumulato e a volte potremmo creare alti potenziali che poi non riusciamo a controllare. Il risultato potrebbero essere delle oscillazioni incontrollabili. 

Ora, torniamo al problema col quale eravamo partiti: accumulo di energia per le rinnovabili. Ciò che dice spesso la gente in questo - specialmente i politici – è che dovremmo costruire un grande sistema di accumulo di energia che ci permetterebbe di avere energia “su richiesta” quando ci serve. Ma, siccome sarebbe troppo costoso, il problema è spesso considerato come la ragione definitiva per la quale le rinnovabili non saranno mai utili. 

Ma analizziamo la questione più in profondità. Energia “a richiesta” significa che vogliamo prezzi stabili e piena disponibilità ad ogni momento. Ma l'accumulo, in sé, non è garanzia di stabilità. Considerate il petrolio greggio: non c'è problema nell'accumularlo; di sicuro non abbiamo il problema di doverlo usare prima che sparisca, come è invece per il vento o per la luce solare. Ma i prezzi del petrolio fluttuano parecchio, come sappiamo tutti. Noi attribuiamo ciò che chiamiamo “volatilità dei prezzi” a fattori di mercato. Ma possiamo anche vederli come manifestazione del “effetto frusta” che Forrester ha descritto molto tempo fa. Così, l'accumulo non garantisce in sé la stabilità dei prezzi, al contrario potrebbe aumentare la grandezza delle fluttuazioni!

Lasciatemi spiegare. Se c'è poco spazio di accumulo disponibile, i produttori devono ridurre i prezzi per vendere l'energia che producono prima di doverla buttar via. E' esattamente l'opposto quando i produttori hanno molto spazio di accumulo. Col petrolio al sicuro nei pozzi, i produttori potrebbero essere tentati a lasciarli lì e aspettare che i clienti diventino disperati e disposti a pagarlo qualsiasi prezzo. Temo che qualcosa del genere dev'essere successo più di una volta nel mercato mondiale del petrolio. E potrebbe diventare sempre più frequente quando i produttori capiranno che le loro risorse si stanno esaurendo gradualmente.

Così, l'idea di Forrester risulta essere corretta ancora una volta. Richiedendo sempre più accumulo di energie rinnovabili, stiamo tirando le leve nella direzione sbagliata. Se vogliamo ridurre la volatilità dei prezzi dovremmo fare esattamente l'opposto: dovremmo ridurre l'accumulo al posto di aumentarlo. Naturalmente, non fatemi dire che non abbiamo affatto bisogno di accumulo. Abbiamo bisogno di accumulo per servizi essenziali, per ospedali e cose simili. Abbiamo bisogno di essere in grado di accendere le luci anche in una notte senza vento. Ciò di cui non abbiamo affatto bisogno è un sistema che miri a fornire energia “su richiesta” ad ogni momento a prezzo costante. Sarebbe enormemente caro e avremmo grandi problemi nel mantenerlo stabile. 

Piuttosto, il miglior compromesso in termini di costi sarebbe un sistema con un accumulo limitato che usi i prezzi come un mezzo per gestire la domanda. Con un sistema simile potreste avere tanta energia quanta ne volete, in ogni momento, ma dovete anche essere disposti a pagare per averla. Questo potrebbe essere visto come un problema, ma anche come un'opportunità. Potreste dover pagare parecchio per l'energia in certi momenti, ma potreste anche averne di molto a buon mercato in altri momenti. Questa è un'opportunità se potete essere flessibili. E' un po' come col viaggio aereo. Se siete flessibili col vostro viaggio, potete viaggiare a prezzi bassi. Altrimenti dovete essere pronti a pagare molti soldi per il vostro biglietto. Incidentalmente,  queste tecniche di “gestione della domanda” usate dall'industria delle compagnie aeree danno la possibilità di viaggiare anche a persone che altrimenti non si sognerebbero nemmeno di permettersi un biglietto aereo. Qualcosa di simile potrebbe avvenire per l'energia in futuro – limitare la quantità di accumulo potrebbe rendere l'energia più abbordabile anche per i poveri.

Vorrei concludere questo discorso con considerazioni anche più generali sull'intero sistema economico. Possiamo vedere l'economia come una macchina che accumula energia in forma di “capitale” e gradualmente lo rilascia sotto forma di rifiuti (o “inquinamento” se preferite). Il punto interessante è che anche qui si applica la legge di Forrester, cioè che tendiamo a tirare le leve nella direzione sbagliata. Uno di questi modi sbagliati sarebbe quello di aprire troppo la valvola. E' ciò che chiamiamo “consumismo”. Naturalmente, consumare qualcosa significa distruggerla ed io ho la sensazione che forse lo stiamo facendo davvero troppo in fretta, non siete d'accordo con me? Questo è certamente un problema. L'altro modo possibile di operare sulla valvola nel modo sbagliato è che in qualche caso accumuliamo così tanto capitale – cioè, così tanto potenziale – che perdiamo il controllo su come viene dissipato. Potremmo superare qualche soglia che rende la dissipazione molto rapida, di fatto disastrosamente rapida. Chiamiamo questo tipo di fenomeno “guerra”, cioè, a proposito, un altro esempio di come la politica riesca  molto spesso a prendere la decisione sbagliata. 

Così, vedete che esiste qualcosa come il troppo accumulo e penso che vi stiate facendo qualche idea di come la dinamica dei sistemi, se accoppiata con la termodinamica, vi da una visione ampia di molti tipi di fenomeni. Molti sono parecchio rilevanti per la nostra vita. Ora, naturalmente questa lezione non è sull'economia e nella prossima entreremo ulteriormente nei dettagli della tecnologia dell'accumulo di energia; batterie, celle a combustibile e simili. Ma penso che questa introduzione potrebbe esservi utile e spero che abbia chiarito, almeno, che sapere di termodinamica non sarà molto utile alla vostra futura carriera politica, nel caso ne stiate programmando una!

Disimpara, torna selvaggio.

Da Club Orlov. Traduzione di Massimiliano Rupalti


Una delle ultime espressioni utili in Inglese sono le parole “natura selvaggia” (wilderness). Sono cresciuto vagando nei boschi e, per me, dove finiscono la strada e il sentiero e gli animali (e gli esseri umani) cominciano è un punto di transizione fondamentale: oltre quel punto c'è qualcos'altro, un vecchio, normale e perfettamente ordinario modo di essere per il quale siamo solo un altro animale fra gli altri. (E termine ancora più atroce è “terra edificabile”,che è come gli sviluppatori chiamano la terra che non hanno ancora avuto la possibilità di spianare col bulldozer; “terra non distrutta”, sembra essere più appropriato). Forse una prospettiva più ragionevole è quella di non chiamare niente “natura selvaggia” - è solo un altro pezzo di pianeta – ed al suo posto trovare una parola che si applichi al suo apposto: degrado umano, forse? Infestazione umana? Mi avete capito.

Quindi, come va la vita nella zona di degrado umano per voi? Non vi sembra che il modo di vivere “civilizzato” cominci a sembrare un po' problematico? Il raccolto di mais (che è da dove gli americani ottengono gran parte delle loro calorie) sta per essere dato alle fiamme da un'ondata di calore record, causata dal riscaldamento globale, a sua volta causato dal bruciare combustibili fossili che sono un elemento chiave della vita nella zona di degrado umano. I prezzi del mais sono più alti del 40%. Questi sono i soli termini nei quali noi possiamo percepire il fenomeno della perdita del raccolto. Non possiamo vedere, toccare o gustare il mais, esso è stato ridotto a mera statistica. E quando non ce ne sarà più abbastanza, anche voi sarte ridotti a mera statistica. Vi suona bene questa cosa?

A molta gente non piace affatto e reagisce, abbastanza stranamente, usando la parola “insostenibile”. Vedete, tutto sarebbe a posto se lo rendessimo sostenibile, riciclando, mettendo qualche pannello solare, guidando auto elettriche o quello che volete. Abbiamo seguito il progetto sbagliato, vedete – il piano di sterminare tutta la vita sulla terra – ma con un nuovo piano, che lasci fuori la parte sullo sterminio, tutto questo cambierebbe, giusto? Perché non viene in mente a nessuno che la monocultura industriale umana è, se non altro, un po' troppo insostenibile? Potrebbe sostenere sé stessa proprio fino al punto in cui uccide tutti. Un po' meno sostenibilità potrebbe essere una scelta saggia a questo punto. Quindi un piccolo gruppo di esseri umani bestiali (e un sacco di altri animali) potrebbe prosperare a tempo indeterminato fra le rovine, forse addirittura coltivare un po' di mais qua e là. 

Ci sono interi scaffali di libri pieni di parole sulla “preparazione”, la “sopravvivenza”, la “sostenibilità” e così via. Quasi tutti evitano il vero problema. Così sono stato molto contento di incrociarne uno che non lo fa: Disimpara, torna selvaggio (Unlearn, Rewild) di Miles Olson, che è in stampa mentre sto scrivendo. Miles non è un teorico ma un praticante: lui ed il suo gruppo di amici hanno vissuto fuori dalla terra come abusivi per molti anni. Egli non usa mezzi termini: noi esseri umani “civilizzati” viviamo in una prigione  di “monocultura umana”. Siamo caduti in una trappola tecnologica.

Come usciamo da questa trappola? Miles non usa mezzi termini: scappare è illegale. Se volete scapapre, dovete infrangere la legge. “Non appena cominciate ad agire al di fuori del sistema, state infrangendo le regole... manette rosse o manette blu. Ogni cosa troppo lontana dal mandato di questa cultura non è accettato. La non partecipazione non è un'opzione legittima... Davvero, se siamo tutti forzati a lavorare come parte di una macchina di morte, senza altre alternative praticabili, dov'è la possibilità di un futuro sostenibile? La risposta è ovvia: nell'infrangere le regole. O, per dirlo con più precisione, infrangere le regole ridicole e folli” [p. 48]. Vi serve un esempio di “regole ridicole e folli”? “In molti posti è illegale salvare animali investiti sulla strada, quindi imparate le vostre leggi locali ed agite in modo appropriato. Se questo significa seguirle, dipenda da voi” [p. 107].

Ciò significa che Miles è uno di quei tipi che si libera facilmente degli ideali di ritorno alla Terra? Giudicate voi stessi:

Se qualcuno disilluso da questa cultura decidesse di vagare nella natura selvaggia e solitaria non avrebbe assolutamente alcun effetto sul suo funzionamento. Le comunità di ritorno alla Terra degli anni 60 e 70 potrebbero dare un esempio: un movimento che era solido e forte nei centri urbani, si è sparpagliato nelle campagne ed è gentilmente scomparso in comunità disfunzionali e utopistiche.

Penso che il posto più strategico in cui essere sia ai margini di questa cultura, in aree rurali ad ai margini di paesi e città. Lì si può interagire sia con la civiltà sia con la natura selvaggia, danzando avanti e indietro fra entrambe, nutrendosi dell'energia della massa umana e di energia non umana. Per coloro che si sentono chiamati, c'è del lavoro importante da fare in queste città e nel blu selvaggio di laggiù.

Quello di cui abbiamo bisogno è di costruire spazi autonomi, di creare paradisi dove gli strumenti e le capacità di cui avremo bisogno possano essere sviluppati, e questo può accadere ovunque. Di fatto c'è bisogno che accada ovunque.

Con questo fuori percorso, Miles si muove verso strumenti ed abilità e ci sono pagine su pagine su questi argomenti. Ciò che viene trattato è completo, quasi utile universalmente e viene raramente presentato in modo così chiaro e memorabile. Il disimparare gioca un grande ruolo: gli standard del primo mondo nel quale la cultura circostante insiste sul bisogno di andare sul ciglio della strada. Una dieta di proteine animali e grasso saturo animale è buona per voi. Una dieta di soia, grano e mais causa difficoltà mentali e fisiche. Il veganismo viene ignorato come alternativa praticabile, perché si affida all'agricoltura industriale. “Non ci sono opzioni alimentari senza colpa per noi (eccezion fatta per banchieri, politici et similia, se vi occupate di questo) e non possono essercene” [p. 99]. La carne non ha bisogno di essere refrigerata (che è una buona notizia, visto che non ci sarà refrigerazione). Può essere  curata a temperatura ambiente (rendendola più appetitosa) e può essere affumicata per essere preservata più a lungo. I vermi sanno di ciò che hanno mangiato. Molte culture mangiano vermi (e altrattanto farà questa quando la gente sarà abbastanza affamata). Molti tipi di vegetali possono essere conservati  facendoli fermentare nei loro stessi succhi con un po' di sale.

Ci sono capitoli sulle piante medicinali, sulle trappole (mangiare carne non significa usare armi da fuoco), sulla concia e su come vestirsi di carcasse di animali. C'è un capitolo sul controllo delle nascite non industriale. C'è persino un capitolo sul mescolarsi e rimanere non identificati (prescrizione di base: agite da bianchi. In questa cultura la gente non bianca viene imprigionata e sterminata). Incredibili pezzi di informazione sono sparpagliati ovunque: avete bisogno di un succedaneo non industriale del viagra? Provate i testicoli dei cervo, sanno di hot dog. Se c'è un capitolo che manca, è quello sulla raccolta del cibo nella zona intermareale, che è mortalmente facile e fornisce un nutrimento buono. Cozze e dulse hanno un sapore buonissimo e sono facili da raccogliere. Ciò probabilmente perché nell'Isola di Vancouver, dove Miles vive, la costa è proprietà privata, densamente popolata e prevalentemente inaccessibile, Tuttavia, ho pensato che sia ben possibile andare e raccoglierle con la bassa marea (a costo che vestiate come turisti e vi muoviate e ridiate e che vi comportiate generalmente da bianchi). Inoltre non vengono menzionati a sufficienza i funghi selvatici.

In tutto credo che questo sia veramente un buon libro da tenersi a portata di mano. Non ho molto spazio per i libri (e per nient'altro, per quello che conta) e disperdo costantemente la mia biblioteca regalando libri, ma credo che questo me lo terrò. A proposito, la felce a spirale sulla copertina (non menzionata nel testo, quindi la menzionerò qui) è a sua volta commestibile, saltata, fritta e sottaceto. Gustatevela.