Nicholas Georgescu-Roegen, Bioeconomia, 2003 - contra-versus

'40
CAPITOLO SESTO
I1 secondo motivo consiste nel fatto che, per curioso che possa sem-
brare, il fondamento della termodinamica - come intui Rankine -
è energetico, dato che la termodinamica si occupa solo di ciò che
succede all'energia. Naturalmente anche la materia entra nel qua-
dro teorico, ma solo come supporto delle reazioni chimiche (che
implicano sempre trasformazioni energetiche) e in problemi di mi-
scele pure (non chimiche), perché la separazione delle miscele ri-
chiede lavoro. Entrambi questi aspetti sono stati introdotti nella
teoria termodinamica da J. Willard Gibbs, che viene così conside-
rato il fondatore dell'«energetica chimica» (Seeger 1974).
Si prenda la comunissima apparecchiatura consistente in un pi-
stone e un cilindro contenente qualche gas, con la quale abitual-
mente si descrivono e giustificano le leggi fondamentali della ter-
modinamica e si dimostra la tesi essenziale di Carnot, secondo cui
l'efficienza massima si ottiene solo con una macchina perfettamen-
te revevsibile. Per ovviare al fatto innegabile che, a causa dell'attrito,
nessun movimento può essere reversibile, la teoria termodinamica
parte dal presupposto che qualunque movimento sia reversibile se
la sua velocità è infinitesimamente piccola.15 Tale velocità elimina
l'attrito, ma introduce un ostacolo ancor più essenziale: a una velo-
cità infinitesimamente piccola, un pistone impiega un tempo infi-
nito per percorrere qualsiasi distanza finita. Ancora una volta, in-
terviene l'infinito a porre le cose al di là della portata umana.16
Poiché quindi una macchina reversibile esiste solo sulla carta, nes-
suna macchina effettiva può operare a efficienza massima.
Alla fine la termodinamica ha dovuto riconoscere l'esistenza dell'at-
trito e di alcuni fattori a esso collegati, che non solo spiegano l'ir-
reversibilità in natura, ma anche il fatto che l'energia disponibile
non può essere trasformata completamente in lavoro utile: parte di
questa energia viene sempre trasformata in calore irrecuperabile.
L'attrito compare dunque come un fantasma, per cosi dire, sullo
sfondo della scena termodinamica, un fantasma che ci deruba di
energia disponibile. La termodinamica non è però andatzi oltre, a
'' Pnb essere opportiino spiegare che, in termodinamica, reversibilità significa che ogni movi-
mento e tutto quello che è nell'intomu in cui ilmovimento SI verifica può essere riportato aile con-
dizioni originarie (Planck 1906; Zemansky 1968).
'('Si ricordi il già menzionato pistone infinito di Planck, che costituisce il motivo per cui non
si può navigare sfruttando l'energia termica deli'acqua di mare.
ANALISI ENERGETICA E VALUTAZIONE ECOhOMICA '41
riconoscere e analizzare il fatto elementare che l'attrito ci deruba
anche di materia disponibile; non ha nemmeno affrontato i1 pro-
blema delle leggi specifiche dell'energia degradata dall'attrito,
lasciandolo agli ingegneri, che si sono limitati a costruire tabelle
per le forze di attrito dei materiali più frequentemente usati. Tra-
mite le tabelle è possibile stabilire il lavoro da compiere per vincere
l'attrito W/, e da inserire nella formula (ancora incompleta) di tra-
sformazione:
Q,=\%+ W, i31
dove Q, è l'energia disponibile e W, il lavoro utile (con l'ipotesi che
l'energia interna del sistema rimanga costante).17
Ancora non sappiamo praticamente niente della dissipazione della
materia per attrito. Una possibile giustificazione di questa cospicua
lacuna è la difficoltà di spiegare il fenomeno dell'attrito: le leggi mec-
caniche applicate alle particelle materiali non sono in grado di farlo,
dato che hanno una base puramente empirica e, a un esame sem-
pre più attento, si rivelano di solito sempre più «false» (Feynman,
Leighton e Sands 1966). Uno specialista del problema conclude che
la questione dell'attrito «rimane molto controversa, e le certezze in
materia sono assai poche» (Rabinowicz 1965).
Ma l'attrito non è la sola «imperfezione» della materia agglome-
rata che ci derubi sia dell'energia che della materia: non esistono
né materiali perfettamente rigidi né perfettamente elastici; non ci
sono né isolanti né conduttori perfetti; né esistono materiali per i
quali la forza di attrito sia infinita (il caso opposto dei materiali
privi di attrito). Ed è per queste numerose imperfezioni (l'elenco
non è completo) che il ladro, il solo ladro, di energia e materia è
proprio la materia.
In tutto il mondo materiale c'è levigazione per attrito, si hanno
incrinature e rotture per cambiamenti di temperatura o evapora-
zione, si verificano occlusioni di tubi e membrane, fatica metallica
e combustione spontanea: la materia è così continuamente sposta-
'' La formula tradizionale è Q = W, dato che in tcrmodinamica il iavoro vicne definito solo
in assenza di attrito (Denbigli 1971). Una formiila analoga alla I31 si ritrova in Silver (l971),
rna anch'egli non arriva a parlare dell'efletto materiale deli'attrito. Inoltre, per tenere conto di
tutti gli sprechi energetici, la formula dovrebbe essere Q, = W" + W, + Q,! dove (),è In perdita
in energia termica, cioè la quantità di energia termica che scende sempre di un gradiente di tem-
peratura, senza effcftuare iauoro, dato che non esistono materiali perfettamente isolanti.