Ing. Roberto Farnetari

Possiamo immaginare un mondo senza energia e privo di tutte le cose che ogni giorno utilizziamo? Niente benzina, riscaldamento, energia elettrica. I mezzi di trasporto, le caldaie e gli elettrodomestici diverrebbero ingombranti scatole metalliche, solo curiosità, oggetti di antiquariato per pochi nostalgici.
I mezzi di comunicazione (telefono, televisione, computer, internet) cesserebbero di funzionare e le industrie non potrebbero più produrre.
Del resto nessuno potrebbe più acquistare prodotti o azioni societarie poiché i circuiti finanziari, la borsa, le banche andrebbero in tilt;
Milioni di conti correnti scomparirebbero mentre l'inflazione diverrebbe altissima e incontrollabile, rendendo comunque senza alcun valore le attuali valute. Si tenderebbe insomma a ritornare ad un medio evo basato su una economia di sussistenza con un’aggravante però, non dimentichiamolo: nel medio evo la terra era abitata da un decimo della popolazione attuale.

E’ questo uno scenario forse estremo ma non del tutto impossibile. Ognuno di noi è così abituato a vivere in simbiosi
con oggetti azionabili con un semplice gesto della mano che spesso dimentichiamo cosa renda tutto questo possibile e diamo per scontata l'energia che è necessaria.
L'Unione Europea ha un consumo di circa 1.800 milioni di tonnellate equivalenti di petrolio (MTEP) per una spesa
annua che si aggira attorno ai 500 miliardi di Euro (approssimativamente 1.000 euro a testa). Se mantenessimo i ritmi di consumo attuale (cosa che non è solo dato, è che a livello mondiale le economie di molti paesi "emergenti" stanno aumentando enormemente i loro consumi) le riserve di petrolio, gas e carbone ad oggi note durerebbero per pochi decenni, al massimo un paio di secoli (ipotizzando un miglioramento delle tecniche e delle tecnologie estrattive e utilizzando gas e carbone in sostituzione del petrolio ove possibile).
Ma i problemi e le tensioni sociali, politiche ed economiche si stanno presentando ben prima della fine delle scorte
di idrocarburi (lo possiamo vedere ogni giorno) poiché il prezzo, come sappiamo, è creato dall'incontro tra l'offerta
(che già ora è vicina al picco di massima produzione dei giacimenti di idrocarburi) e la domanda (sempre crescente;
basti pensare che negli ultimi 15 anni abbiamo globalmente consumato più idrocarburi che negli ultimi cento anni). E ciò senza contare che il costo da pagare in termini ambientali sarà sempre più alto. Non dimentichiamo che nel novembre 2004 un braccio della Corrente del Golfo si è fermato per una decina di giorni, all'improvviso e senza spiegazioni.

Cosa fare?

Non esiste una soluzione univoca. Può aiutarci però tenere sempre a mente che gli idrocarburi e tutte le fonti energetiche in generale non sono risorse o ricchezze bensì tecnologie, che hanno un valore in quanto inserite in un sistema di ingranaggi studiato apposta per funzionare con loro.
Per fare un esempio basta pensare ai cellulari: se non esistesse la rete di telefonia in grado di trasmettere le nostre
conversazioni sarebbero oggetti inutili.
Sotto questa ottica gli idrocarburi non sono più risorse indispensabili, ma solo un mezzo di trasporto transitorio
dell'evoluzione umana. Sicuramente questa visione presuppone che si trovino alternative per la produzione dell'energia che ci serve per vivere come e meglio di ora e, fino a che queste non saranno trovate e rese applicabili, è
nostro dovere usare in modo sempre più intelligente le attuali tecnologie in modo da poter passare in modo indolore
a nuove forme di energia.Nell'industria e nella produzione di energia in questi anni molte azioni sono state mirate alla riduzione dei consumi ed al miglioramento dell'efficienza dei processi energetici attraverso anche la cogenerazione e gli impianti combinati (basti pensare che dai primi modelli di macchina a vapore ad oggi il rendimento è aumentato di più di 100 volte). Sempre sul fronte produttivo molti paesi hanno puntato a una differenziazione del mix produttivo nazionale con fonti energetiche alternative agli idrocarburi. Una di queste alternative è il controverso nucleare: soluzione oggi vista come più accettabile visti anche gli odierni standard di sicurezza ma comunque relegata alla produzione centralizzata di energia, in siti localizzati. Sicuramente i ragionamenti sul nucleare sono stati aiutati dalle evoluzioni incerte dei comportamenti e degli umori di alcuni fornitori di petrolio e gas. Certo però le scorte più accessibili, in termini di fissione nucleare dell'Uranio 235, ammontano poi a solo poco più di mezzo secolo e rimane comunque il problema delle scorie radioattive (una centrale da 1000 MW produce ogni anno circa l'equivalete di scorie altamente radioattive di sei bagagliai di una berlina).
Proposte magari più apprezzate dall'opinione pubblica riguardano le cosiddette "fonti rinnovabili" (geotermico, idroelettrico, eolico, solare termico, fotovoltaico, biomasse, etc.). Alcune di esse sono però già state sfruttate quasi
ovunque fosse possibile (geotermico e idroelettrico), altre hanno sicuramente il pregio di poter crescere ancora,
magari distribuite sul territorio e negli edifici che ne abbisognano ma, nonostante ciò, presentano dei limiti che
oggettivamente non possono che impedirne un utilizzo in completa sostituzione a fonti energetiche più tradizionali.
Primo limite tra tutti è la incostanza e la discontinuità della produzione di energia. Per capirci: il fotovoltaico, il
solare termico o l'eolico non possono produrre energia elettrica o termica se non ci sono le adeguate condizioni
meteorologiche o di insolazione. Negli istanti in cui, quindi, si necessita comunque di quella energia che tali
impianti non possono fornire bisogna poter accedere ad altre fonti che possano soddisfarci efficacemente e istantaneamente (da qui l'importanza della interconnessione con le reti elettriche tra fonti di energia differenziate e distribuite).
Se questo equilibrio tra le fonti produttive non è mantenuto si creano instabilità sulla rete di produzione e, nel caso dell'energia elettrica, relativi black out.
I black out sono eventi ultimi dello stato di una rete, i più evidenti e "teatrali" di cui anche recentemente abbiamo
avuto esperienza. Se fortunatamente non sono così frequenti come potrebbero essere lo dobbiamo al sistema di
impianti, controlli e di interconnessioni che operano ogni secondo sulla rete elettrica Europea. Per scongiurare il
black out in Italia disponiamo anche di una categoria particolare di utenze cosiddette interrompibili che, come dice
il nome, si prestano ad essere disalimentate per ridurre il carico della rete nazionale ogni qualvolta se ne presenti la
necessità.

Energia nel settore edilizio

Costruire e abitare un edificio si traduce in risorse e materiali utilizzati e interazioni con l’ambiente in cui è inserito.
Per esempio in termini di emissioni di CO2 (che non sono collegate solo alle industrie od ai processi di produzione di
energia mediante l'utilizzo di idrocarburi). Così come un auto può emettere dai 100 ai 300 gr di CO2 al km o la fabbricazione di una bottiglia di vetro può creare 500 gr di CO2, (la produzione di un vestito arriva addirittura a generare 10 kg di CO2), anche una qualsiasi opera edile provoca emissioni di CO2. Già nella fase della sua realizzazione 1 Kg di cemento produce circa 1 Kg di CO2.
In Europa circa il 40 % delle necessità energetiche sono imputabili agli edifici. Le quote relative all'industria ed ai
trasporti ammontano rispettivamente "solo" a circa il 60% del totale. In Italia, dove c'è un fabbisogno nazionale
di circa 190 MTEP, questo vuol dire un fabbisogno per la sola edilizia di circa 80 MTEP anno (e tale valore cresce ogni anno a un ritmo doppio rispetto al resto dei fabbisogni energetici nazionali). Può sembrare strano ma il riscaldamento, i consumi di energia elettrica, il condizionamento hanno un ruolo di primo piano. In effetti, se ci pensiamo, ognuno di noi passa all'interno degli edifici quasi il 90 % delle ore del giorno.
Ecco quindi perchè intervenire nel settore dell'edilizia (terreno vergine per il risparmio energetico). Fondamentale è
l'impiego delle migliori e più efficaci tecnologie assieme ad una oculata progettazione, sempre in funzione della tipologia di edificio a cui ci si rivolge, sia in caso di costruzione che di ristrutturazione. Infine dobbiamo però renderci
conto che la tecnologia e la progettazione non servono a molto se ognuno di noi, come utilizzatore finale, non si
responsabilizza e fa la sua parte attuando una corretta gestione del sistema edificio, giorno per giorno.

Dove e come intervenire

Ogni soluzione costruttiva e di gestione dei consumi si correla strettamente alla tipologia abitativa dell'edificio.
Gli edifici possono essere individuali o collettivi, a schiera o su più piani. Anche l'anno di costruzione è importante
poiché più l'edificio è "datato" più costoso e difficile può essere intervenire. La maggior parte degli edifici in Europa
è stata costruita prima degli anni '70, quando l'energia aveva costi molto bassi e quindi difficilmente si pensava
ad una progettazione attenta agli aspetti energetici. Con queste premesse oggi, con costi dell'energia decine di
volte superiori, ci troviamo di fronte ad una situazione difficile, con edifici caratterizzati da impianti vecchi, bassi
livelli di isolamento, con alti consumi energetici specifici (200 - 300 kWh/m2 l’anno).
Per vincere la guerra degli sprechi e del risparmio energetico ci vuole quindi un buon piano d'azione. Si può cominciare
individuando i principali elementi su cui provare a intervenire, comuni a nuove costruzioni e a edifici già esistenti
magari da ristrutturare:
- il livello di isolamento dell'involucro edificio (tetto, pareti, serramenti);
- il tipo di impianti di servizio all'edificio (riscaldamento, raffrescamento, acqua calda, illuminazione ed elettrodomestici);
- la ventilazione ed il ricambio d'aria controllati.
Intervenendo su questi aspetti si possono creare i presupposti per una gestione dell'edificio virtuosa, in grado di
ridurre i consumi mantenendo inalterato il grado di comfort degli impianti da parte di tutti noi.
Il miglior modo di ridurre i consumi energetici degli impianti è di avvantaggiarsi utilizzando l'energia e le protezioni
al freddo ed al caldo disponibili naturalmente.
L'esempio più semplice è quello della presenza sulla facciata sud degli edifici (esposta all'irraggiamento solare
circa cinque volte di più che la zona nord dell'edificio) di superfici vetrate in grado di far penetrare all'interno i raggi
solari invernali schermando invece, con adeguati dispositivi protettivi, il calore del sole estivo. Con una buona progettazione, l'inserimento od il mantenimento di protezioni alla facciata nord, di alberi a foglie caduche sul fonte sud
ed un orientamento ottimale, si può arrivare già in questo modo a risparmiare più del 25 % dei consumi per il riscaldamento e per il raffrescamento.
Il bilancio energetico di un edificio quindi ha una stretta relazione col contesto in cui è inserito. Per questo è importante valutare anche la capacità riflettente di luce e calore e l'inerzia termica delle superfici e delle masse presenti attorno all'edificio. Per fare un esempio chiarificatore: l'asfalto ha un grado di riflessione molto basso della luce e del calore incidenti (attorno al 7 - 10 %) e un assorbimento e un'emissività molto elevati (90 - 93 %). Ecco
perché in generale nelle zone cittadine la temperatura ambientale è in media più alta che nelle zone rurali.
E' chiaro che poco si potrà fare nei casi in cui la situazione contingente non permetta azioni su larga scala, è però
importante porsi nell'ordine di idee di applicare la filosofia dello sfruttamento intelligente del territorio in cui è inserito
l'edificio ogni qualvolta possibile.

Il livello di isolamento

Il passaggio del calore attraverso l'involucro dell'edificio è sempre somma di tre contributi, quello convettivo (il calore
è ceduto attraverso l'aria), quello conduttivo (la trasmissione termica avviene tramite "percorsi" a bassa resistenza termica presenti nella struttura che fungono da scorciatoie per le dispersioni di calore) e per irraggiamento.
In generale un buon isolamento si può ottenere solo se riusciamo a ridurre ogni scambio termico non voluto tra
l'interno e l'esterno dell'edificio utilizzando quindi materiali in grado di ridurre la trasmissione di calore come somma di questi tre contributi.
L'esperienza ci insegna che l'irraggiamento è la causa principale della trasmissione di calore da ed all'involucro edificio. Si parla, in inverno, di quote di trasmissione per irraggiamento fino al 80 % mentre d'estate si può arrivare a oltre il 90 %. Una soluzione possibile per determinare un aumento della resistenza termica al passaggio del calore è la progettazione e l'installazione di una tecnologia di isolamento a sandwich, che preveda magari tra gli strati di isolante di massa l'inserimento di un isolante riflettente (per esempio posto nel mezzo di un'intercapedine d'aria di una parete o di una copertura tipo cappotto).
Ogni tipologia di isolamento applicabile dovrà essere funzionale all'edificio da costruire o ristrutturare. Inoltre il suo
dimensionamento dovrà tenere conto di aspetti contingenti quali:
- le reali temperature di lavoro
- la presenza d'acqua nell'ambiente.
- il naturale invecchiamento a cui sono sottoposti tutti i materiali.
Quello che comunque è sempre importante cercare di raggiungere è una buona inerzia termica dell'edificio poiché
se gli spessori degli isolamenti e la massa delle pareti sono ben dimensionati si viene a creare nell'edificio un fenomeno di stabilizzazione della temperatura.
Immagazzinare il calore per poi "cederlo" lentamente nelle ore più fredde è un po' quello che accade per le località
sulle coste in cui l'acqua del mare e dei laghi, fungendo da volano termico, rende il clima più mite rispetto alle zone
lontane da specchi d'acqua. Agendo sull'involucro in termini di isolamento si ottiene inoltre un miglioramento del comfort abitativo (la correzione dei ponti termici, per esempio, elimina fenomeni responsabili anche di danni alla salute quali condensa, muffe e batteri) e una maggiore stabilità e durata del rivestimento nel tempo poichè scompaiono fenomeni negativi come crepe e lesioni dovute appunto per lo più agli sbalzi termici (le principali ragioni del degrado delle facciate).

Conclusioni

Recentemente l'Unione Europea ha aggiornato la sua posizione nella politica energetica ponendosi come obiettivi
entro il 2020:
- il miglioramento dell'efficienza energetica del 20 %,
- un incremento del 20% nell'uso delle fonti di energia rinnovabile,
- l'uso di carburanti biologici per il 10 % dei consumi,
- un incremento del 50% dei fondi destinati alla ricerca,
- il completamento del mercato interno dell'energia con relativa liberalizzazione per gas ed elettricità.
Viene inoltre consigliata ai singoli Stati membri una diversificazione delle fonti d'energia, "raccomandando" l'uso
dell'energia nucleare come alternativa energetica da non incrementare ma da mantenere. Riguardo le politiche
energetiche nazionali e i risultati ad oggi raggiunti l'Italia viene fortemente criticata poiché "molto lontana dal raggiungere gli obiettivi fissati sia a livello nazionale sia a livello europeo. Ci sono grandi elementi di incertezza
dovuti ai recenti cambi politici ed alle ambiguità dell'attuale disegno politico.
Ci sono restrizioni amministrative, come un sistema complesso per le procedure di autorizzazione a livello locale,
ed esistono barriere finanziarie che rendono molto elevati i costi di connessione delle reti".
Per quanto riguarda il resto del mondo, infine, la Commissione Europea lancia un appello a tutti i paesi industrializzati o in via di sviluppo: trovare un accordo per una riduzione delle emissioni clima-alteranti del 30 % entro il 2020 (precisando che in caso di accordo internazionale all'UE potrebbe bastare il 20 % dichiarato come impegno unilaterale).