La Rivoluzione Energetica

1. La Rivoluzione Energetica Roberto Brunetti Alice Ferrario Francesca Caputo Andrea Cristiano

2. INDICE • Prima rivoluzione industriale • Seconda rivoluzione industriale • Wordsworth e la natura • Rousseau contro lo sviluppo • Nuove prospettive: pannelli fotovoltaici ibrido organici a colorante • Building integration

3. La Rivoluzione Industriale La rivoluzione industriale consiste in un processo di evoluzione economica che porta, da un sistema agricolo-artigianale-commerciale, ad un sistema industriale moderno caratterizzato dall'utilizzo intensivo di macchine azionate da energia meccanica e dall'uso di nuove fonti energetiche (come i combustibili fossili). Convenzionalmente riconosciamo una prima e una seconda rivoluzione industriale. La prima riguarda soprattutto il settore tessile-metallurgico e comporta l'introduzione della spoletta volante e della macchina a vapore; si fa coincidere questo momento di sviluppo in un arco di tempo compreso tra il 1760-1780 al 1830. La seconda rivoluzione industriale viene fatta partire dal 1870-1880, con l'introduzione dell'elettricità, dei prodotti chimici e del petrolio . Infine ci si riferisce agli effetti dell'introduzione massiva dell'elettronica e dell'informatica nell'industria come alla terza rivoluzione industriale, che viene fatta partire dal 1970.

4. La prima rivoluzione industriale Invenzione della spoletta volante Creazione del filatoio meccanico Introduzione della macchina a vapore Trasformazione del carbon fossile grezzo in coke Lavorazione del ferro e della ghisa Realizzazione delle prime reti ferroviarie Miglioramento dei trasporti urbani

5. La Seconda Rivoluzione Industriale Ulteriore sviluppo siderurgico e meccanico Utilizzo intensivo dei combustibili fossili (petrolio) Costruzione della prima centrale elettrica (Thomas A. Edison) Invenzione del telegrafo (Samuel F.B. Morse) Invenzione del telefono (Antonio Meucci) Istituzione delle prime catene di montaggio Invenzione dell’automobile (Henry Ford)

6. Come si pone la poesia nel rapporto con lo sviluppo tecnologico? Alcuni poeti e filosofi hanno trattato questo tema nelle loro opere principali, analizzando accuratamente l’ argomento in relazione alla natura e all’ambiente. Jean Jacques Rousseau William Wordsworth

7. Wordsworth e il rapporto con la natura Wordsworth condivide la fede di Rousseau nella bontà della natura e ha la stessa fiducia nel bene che l’uomo può ottenere dalla coltivazione dei suoi sensi e sentimenti. Egli è interessato nelle relazioni tra mondo naturale e coscienza umana, la sua poesia offre un resoconto dettagliato delle complesse interazioni tra uomo e natura, delle influenze, emozioni e sensazioni che si sviluppano da questo contatto piuttosto che l’osservazione precisa ed obbiettiva dei fenomeni naturali. Wordsworth crede che uomo e natura siano inseparabili: l’uomo non esiste fuori dal mondo ma come un suo attivo partecipante. La natura conforta l’ uomo nel dolore, è una fonte di piacere e di gioia; insegna agli uomini ad amare e a seguire una giusta morale: è la sede dell’energico spirito dell’ universo.

8. Composedupon Westminster Bridge Earth hath not anything to show more fair:Dull would he be of soul who could pass byA sight so touching in its majesty:This City now doth, like a garment, wearThe beauty of the morning; silent, bare,Ships, towers, domes, theatres and temples lieOpen unto the fields, and to the sky;All bright and glittering in the smokeless air.Never did sun more beautifully steepIn his first splendor, valley, rock, or hill;Ne'er saw I, never felt, a calm so deep!The river glideth at his own sweet will:Dear God! The very houses seem asleep;And all that mighty heart is lying still! La terra non ha niente di così bello da mostrare: sarebbe insensibile l'animo di chi passerebbe senza notare una vista così toccante nella sua maestà La città, adesso, come un vestito indossa la bellezza del mattino; silenziose e spoglie le navi,le torri,le cupole, i teatri, i templi si aprono sui campi, e al cielo; Tutto brillante e splendente nell'aria senza fumo. Il sole non ha mai inondato una bellezza così nel suo primo splendore valli, rocce e colline; Non ho mai visto ,non ho mai provato una calma così profonda! Il fiume scorre dolcemente secondo la sua volontà: caro Dio! Le case stesse sembrano svegliarsi e tutto il cuore forte si trova immobile.

9. La città di Londra, che “indossa come un abito la bellezza del mattino”, è vista alle prime luci dell’alba quando l’aria, tersa e limpida, non è ancora inquinata dai fumi e dagli scarichi delle fabbriche e delle ciminiere. Il Tamigi fluisce lieve e indisturbato dal frenetico scorrere delle imbarcazioni che increspano la sua superficie. Questa atmosfera silente e idilliaca sta per essere infranta dal caos giornaliero di una città che si avvia a divenire il centro propulsore dell’attività economica ed industriale.

10. La filosofia di Rousseau “Tutto è bene quando esce dalle mani dell’ Autore delle cose; tutto degenera fra le mani dell’uomo” (J. J. Rousseau) Rousseau vedeva un contrasto fondamentale tra la società e la natura umana; affermava che l'uomo fosse in origine buono, un "buon selvaggio", ma che fosse stato corrotto in seguito dalla società civile; guardava a questa come un prodotto artificiale nocivo per il benessere degli individui, portandoli alla degenerazione e al vizio. Nel Discorso sulle scienze e le arti, Rousseau sostenne che queste non avessero apportato benefici all'umanità, in quanto non erano state prodotte per rispondere alle necessità umane, bensì generate dall'orgoglio e dalla vanità. Inoltre le arti e le scienze creavano occasioni per l'ozio e il lusso, contribuendo così alla corruzione dell'uomo.

11. Ma lo sviluppo industriale è davvero così negativo? Sicuramente questo sviluppo incontrollato ha provocato gravi danni al nostro ecosistema, sebbene sia servito agli uomini per migliorare il proprio stile di vita ed espandere i confini impostici dalla natura: basti pensare alle innovazioni in campo medico o alle grandi scoperte geografiche. Tuttavia l’uomo, negli ultimi tempi, è riuscito a trovare una seconda via per conciliare l’aspetto ambientale con le proprie esigenze in campo tecnologico, energetico ed industriale: ricavare energia pulita sfruttando il sole tramite l’utilizzo di pannelli fotovoltaici, solari e termici. Un esempio è rappresentato dai pannelli di ultima generazione di natura ibrido-organica ed è proprio su questo aspetto che ci soffermeremo.

12. Come possiamo utilizzare l’energia solare? Solare termico Solare termo-dinamico Fotovoltaico

13. Come funziona una cella fotovolatica? Corrente continua Le celle solari si basano sull’effetto fotovoltaico: quando la luce incide su un materiale si crea una differenza di potenziale agli elettrodi che se chiusa su un carico esterno fa scorrere una corrente e genera quindi una potenza. Questo procedimento ci permette così di utilizzare l’energia solare senza danneggiare il pianeta!

14. Questo è possibile ma occorre ripensare tutto il processo, introdurre nuovi materiali e nuove tecniche di realizzazione CELLE FOTOVOLTAICHE IBRIDO-ORGANICHE A COLORANTE (DSC) Nuove prospettive I processi di fabbricazione delle celle “convenzionali” sono complessi e costosi. Il costo per l’istallazione di una fabbrica di produzione di celle fotovoltaiche è molto elevato È possibile realizzare celle fotovoltaiche riducendo sia i costi dei materiali che quelli di realizzazione ?

15. TiO2 Colorante Elettrolita Catodo Elettrone eccitato -0.5 E (V) 0.0 I- I-3 0.5 Elettrone a livello energetico fondamentale Schema DSC

16. PrIncipio di funzionamento La luce attraversa il vetro dal lato della Titania e viene assorbita dal colorante a cui cede l’energia per eccitare l’elettrone da un livello energetico fondamentale a un livello superiore. L’elettrone salta dal livello energetico eccitato del colorante alla Titania, che si trova ad un livello energetico più basso e quindi viene raccolto dall’anodo semitrasparente. Successivamente l’elettrone è immesso nel circuito esterno e fatto scorrere su un carico. Affinchè il colorante non subisca degradazioni è necessario che riacquisti l’elettrone perduto in fase di eccitazione ottica. Questo avviene grazie al processo di ossido riduzione che avviene nell’elettrolita (I-/I3-). La carica ceduta al colorante viene reintegrata dagli elettroni provenienti dal circuito esterno che attraverso il catodo forniscono la carica alla coppia redox.

17. Nuoviprocessidifabbricazione Pannelli convenzionali Pannelli organici Industria di semiconduttori convenzionali Metodi di stampa Alte temperature, drogaggio, sottovuoto Deposito di liquidi Piccole e medie imprese Produzione locale Imprese di grandi dimensioni

18. Questo tipo di pannelli viene utilizzato anche per la copertura delle facciate degli edifici (building integration).

19. Le celle fotovoltaiche organiche: • hanno costi molto bassi; • possono essere posizionate ovunque, con una qualsiasi angolazione rispetto la luce solare data la tridimensionalità del TiO2; • un’efficienza uguale ma anche maggiore rispetto alle celle fotovoltaiche al silicio; • rispettano l’ambiente e non inquinano. E quindi??? Il solare organico per un futuro più radioso.