L'energia

Possiamo immaginare l'energia in un ecosistema chiuso a partire da 4 fonti:

FONTE TIPO
Vento
Energia meccanica
Acqua
Energia meccanica
Legna
Energia termica
Sole
Energia termica


L'energia termica e quella meccanica sono due forme primarie di energia immediatamente utilizzabili in quanto tali:

Energia termica Acqua calda
Cottura cibi
Riscaldamento casa
Energia meccanica
Generatori elettrici
Macina
Frantoio
Pompa per il pozzo.


L'energia elettrica infine e' da considerarsi una forma di energia secondaria:

Energia elettrica Attrezzature e dispositivi elettrici


Questa suddivisione non e' univoca; ad esempio si potrebbe utilizzare l'energia elettrica per produrre calore ma, a parte i pessimi rendimenti notoriamente insiti nella presenza di un livello di trasformazione in piu', non bisogna trascurare il fatto che l'elettricita' implica sempre una tecnologia ben difficilmente gestibile localmente. Si pensi ad esmpio a quel "semplice" materiale di consumo che e' la lampadina. E' bene dunque che a un tale tipo di energia sia destinato un ruolo quanto piu' possibile marginale e limitato alle sole attivita' per cui essa non e' altrimenti sostituibile, e comunque attivita' non primariamente legate al sostentamento. Ad esempio un musicofilo desidererebbe verosimilmente poter continuare ad ascoltare i suoi dischi su un impianto stereofonico piuttosto che ripescare dalla soffitta il grammofono meccanico. Ma se si mira all'indipendenza non si puo' pensare di far dipendere dall'elettricita' attivita' di primaria importanza quali il movimento delle macine.

In effetti le varie forme sotto cui e' presente l'energia non vanno pensate come indipendenti ma possono essere organizzate in un sistema complesso. Una ipotesi per ora puramente qualitativa di integrazione fra irrigazione e produzione di energia meccanica da acqua e vento, e' quella in figura





in cui acqua e vento cooperano a svolgere le due funzioni suddette all'interno di una struttura situata lungo un pendio.
Piu' esattamente il meccanismo ipotizzato e' il seguente:
A) A monte di tutto sta una zona di pascolo-bosco la cui funzione dal punto di vista che si sta qui considerando e' quella di fungere da collettore di raccolta dell'acqua piovana, eventualmente grazie anche a un sistema di canalizzazioni.
B) Tali acque possono essere raccolte in un bacino per essere successivamente utilizzate.
C) L'acqua viene da qui convogliata, per caduta, agli edifici, e al loro interno genera energia meccanica (mulini ad acqua).
D) L'acqua in uscita dagli edifici viene convogliata in un secondo invaso in previsione di due ulteriori possibili usi.
E) Irrigazione della zona a valle, che ospitera' appunto le colture irrigue (la dislocazione di quelle non irrigue e' svincolata da questo schema).
F) Ritorno al bacino B) tramite pompaggio e suo nuovo uso per produzione di energia meccanica in un secondo momento. Per tale pompaggio si userebbe l'energia del vento G). L'acqua in altre parole fungerebbe da volano energetico tramite il quale sarebbero immagazzinati gli eccessi energetici momentanei del vento, di cui consentirebbe un uso distribuito nel tempo e soprattutto continuativo.
Naturalmente questo schema presuppone una zona con piovosita' sufficiente a fornire (tenendo conto anche dell'evaporazione, che nei mesi estivi e' notevole) la quantita' d'acqua necessaria. La presenza di un pozzo (la cui pompa sia anch'essa azionata dal vento) o di sorgenti locali puo' essere di aiuto in caso contrario.
In caso di carenza idrica inoltre si puo' pensare di utilizzare il vento direttamente come forza motrice, rinunciando pero' con cio' al requisito della continuita'.

Naturalmente questa e', come gia' detto, soltanto una ipotesi qualitativa la cui realizzabilita' dipende ovviamente da un attento approfondimento quantitativo. L'esito di un tale approfondimento a sua volta e' altrettanto ovviamente subordinato, fra l'altro, a parametri dipendenti dal luogo. Si puo' dire comunque che la sequenza dei dati da determinare per un progetto dettagliato di una tale struttura e' la seguente:
A) Quantita' di risorse alimentari e materie prime non alimentari da produrre.
B) Quantita' di terreno necessaria, con particolare riferimento alla componente irrigua.
C) Quantita' di acqua necessaria per l'irrigazione in un anno.

D) Portata d'acqua necessaria all'azionamento dei dispositivi meccanici.
F) Tempo medio di utilizzo di tali dispositivi in un anno.
G) Quantita' di acqua necessaria alla produzione di energia meccanica in un anno.

H) Energia mediamente ricavabile dal vento in un anno.
I) Piovosita'.
L) Acqua persa per evaporazione in un anno.
M) Eventuali altre fonti di acqua.