Curiosità energetiche

Forse non tutti sanno che...

Quanta “elettricità” produce l’essere umano?
Cominciamo a prendere dimestichezza con i consumi che ci riguardano di più: il nostro organismo. Vedremo come il nostro consumo corporeo sia facilmente confrontabile al consumo energetico della nostra casa, della nostra macchina ecc.
Un essere umano, adulto, del peso di ca. 80 kg, che svolga un lavoro manuale (ad es. un idraulico, un falegname), consuma in un giorno (24 ore) circa 3000 kcal (kilocalorie) che corrispondono ad un lavoro giornaliero di 3,5 kWh (chilowattora).
Se la stessa persone svolgesse lavoro d’ufficio, il consumo totale giornaliero scenderebbe a ca. 2000 kcal. Se a svolgere attività di ufficio fosse una donna, il consumo, soprattutto in funzione della minor massa corporea, scenderebbe a 1800 kcal, pari a 9.218 kJ oppure a 2,56 kWh.

Quanto consumiamo per dormire?
Una persona del peso di 70kg che dormisse per 8 ore consumerebbe comunque ca. 560 kcal, pari a 0,65 kWh. Niente male per essere il momento di massimo riposo quotidiano.

Gita in montagna… o facciamo funzionare la radio?
Se lo stesso signore che poco fa svolgeva un lavoro d’ufficio, decidesse di fare una gita in montagna, con un dislivello di ca. 700m, egli consumerebbe ca. 1300 kcal per il solo sforzo di superare il dislivello di 700m, cui va aggiunto il suo consumo basale di ca. 2000 kcal. Nel corso delle 24 ore egli produce 3,52 kWh di lavoro (o energia). L’equivalente quantità di energia in forma di elettricità sarebbe costata (o gli avrebbe reso, se l’avesse venduta) circa 50 centesimi di Euro. Con la stessa energia impiegata per fare la gita avrebbe potuto fare funzionare una radio o un registratore con 10W di uscita per diverse ore.

Scaldiamo una stanza con il nostro corpo
Dato che la maggior parte dell’energia che assumiamo in forma di cibo viene convertita in calore (riusciamo a convertire in energia meccanica muscolare solo ca. il 10%), si può facilmente calcolare che una persona seduta in una stanza, ad esempio uno studente in un aula o qualcuno che guardi la televisione, sviluppa una potenza calorica di ca. 100 Watt. In un ora quindi l’apporto di calore all’ambiente circostante (l’aula o la stanza) è pari a 100Wh. Se si considera che l’impianto di riscaldamento domestico sviluppa ca. 20 kW per un appartamento di ca. 100 metri quadri, è necessario riempire una stanza di 25 metri quadri con 25-30 persone per scaldare l’ambiente con la stessa potenza con la quale scaldano i caloriferi. Chi non ama stare stretto tra consimili, dovrebbe decisamente preferire la compagnia del calorifero.

Consumo umano e consumo domestico
La prima cosa curiosa che ci salta all’occhio, è che il consumo energetico giornaliero del nostro organismo (sonno incluso) è molto simile al fabbisogno energetico elettrico della nostra casa (riscaldamento escluso!).

Grafico 1 : Consumi a confronto. Clicca sull'immagine per ingrandirla

Se potessimo bere benzina…
Se fossimo in grado di digerire la benzina, basterebbe berne ca. 350 g, diciamo una lattina, che a prezzi correnti (Feb 2006) costa ca. 0,32 €. Oppure possiamo rimpiazzare l’energia che ci serve mangiando 450 grammi di pasta asciutta condita al pomodoro con soffritto di cipolla.
Se vendessimo questi 3,5 kWh giornalieri all’azienda energetica di Bolzano, allo stesso prezzo al quale essa fa pagare l’energia elettrica al cittadino (in media), 140 Euro/kWh più le imposte), in un mese ci frutterebbero 26,85 Euro (imposte incluse).

Quanta elettricità producono i ciclisti del Giro d’Italia?
Se la stessa persona fosse uno sportivo a livello agonistico di punta (ad es. un ciclista del giro d’Italia), il fabbisogno energetico salirebbe a 14.000 kcal e il lavoro svolto in una giornata passata a pedalare e dormire, ammonterebbe a 16,15 kWh, che convertiti in energia elettrica frutterebbero 2,44 € al giorno.

E se dovessimo pedalare… pedalare veramente?
Chi si diletta a fare del ciclismo dilettantistico sa benissimo quanta fatica si faccia per superare 500 metri di dislivello in un’ora. L’energia (o la fatica) spesa basterebbe per far funzionare un frigorifero per poco meno di due ore. Per tenere in fresco i nostri cibi per 24 ore dovremmo quindi pedalare in salita per ca. 14-15 ore.

Quanta energia produciamo lavorando?

I pannelli solari in natura
Chi ritenesse che i pannelli solari, per quanto utili, siano esteticamente poco gradevoli sia sui tetti delle case che sui fianchi di una montagna, dovrebbe considerare che la natura stessa ricorre ad essi, sebbene in forme più gradevoli rispetto a quanto è riuscito a produrre la tecnologia umana. Perché cosa sono foreste, prati e rigogliose distese di arbusti spontanei se non un enorme pannello solare? Sebbene molti di noi abbiano sentito parlare della fotosintesi, magari come reminescenza scolastica, pochi riflettono sul fatto che essa funzioni in modo molto simile ad un pannello solare, capace di catturare l’energia solare per convertirla in E.chimica (quelli costruiti dall’uomo la convertono invece in E.elettrica o termica). Tutta l’energia chimica utilizzabile dall’uomo in forma di alimenti è riconducibile alla fotosintesi. E non solo, perché la fotosintesi mette a disposizione una quantità di energia molto superiore a quella che tutti gli organismi del pianeta sono in grado di “mangiare”. Naturalmente è molto difficile calcolare la quantità totale di energia che il processo fotosintetico è in grado di produrre in un anno su tutto il pianeta, perché nelle diverse regioni del mondo l’intensità del sole non è la stessa e oltretutto talvolta disturbata dalla nuvolosità e dalla temperatura, ma una stima sommaria dice che la somma mondiale annua di energia chimica prodotta dalla fotosintesi è pari 2x1011 tonnellate (200.000.000.000 t) di carbonio, equivalenti energeticamente a 70x109 tonnellate (70.000.000.000 t) di petrolio. In questo modo i “pannelli solari” della fotosintesi producono annualmente ca. 10 volte l’intero consumo energetico annuo di tutta la popolazione mondiale.

Una soluzione per scaldare l’intera Val d’Adige
Chi vive in Trentino Alto Adige conosce bene la magia dei meleti ricoperti da ghiaccioli di ghiaccio, quando in primavera viene azionata l’irrigazione antigelo. La maggior parte delle persone credono che lo scopo di questa irrigazione consista nel fare gelare l’acqua intorno alle infiorescenze del melo, creando uno strato isolante che protegga le piante dalla gelata notturna. In realtà non potrebbe mai essere così, dato che il ghiaccio è un buon conduttore termico ed esso non farebbe altro che aggravare la situazione, facendo fuoriuscire ancora più calore dalla pianta. Il funzionamento è basato invece su un meccanismo completamente diverso. L’acqua in forma liquida ha un contenuto di calore superiore al ghiaccio. Quando l’acqua ghiaccia, rilascia quindi una certa quantità di calore all’ambiente esterno. Continuando a spargere acqua sui meleti si continua a fare passare l’acqua stessa dallo stato liquido a quello solido con conseguente rilascio di calore. La quantità di acqua impiegata per tutta la Val d’Adige è tale da rilasciare un calore sufficiente ad alzare la temperatura dell’intera valle di 2-3°C.