Giacomo Ciamician
"In futuro l'energia solare sostituirà il carbone (1912)"

GLI AUTORI CI PRESENTANO UN PERSONAGGIO
DI INDUBBIO PRESTIGIO E DI GRANDE FASCINO.
UNO SCIENZIATO CHE HA SAPUTO CONIUGARE
- SITUAZIONE NON FREQUENTE -
LA SCIENZA CON LA FILOSOFIA E CON LA POLITICA, PARTENDO DALL'ARTE.
UN UOMO DOTATO DI NOTEVOLE SENSIBILITÀ UMANISTICA,
MERITEVOLE DI ESSERE CONOSCIUTO,
UN PRECURSORE NON VISIONARIO MA REALISTICO.
LA SUA VOCE È RIMASTA INASCOLTATA.
DALLA LETTURA DELL'ARTICOLO SI CAPISCE IL PERCHÉ

Agli inizi del '900 il problema energetico e dell'esauribilità delle fonti fossili si era già posto all'attenzione degli scienziati più lungimiranti.
In quegli anni presso l'Università di Bologna insegnava un chimico di fama internazionale, Giacomo Ciamician, che, triestino di nascita, si era formato presso i più prestigiosi atenei stranieri. All'età di soli 19 anni aveva proposto una teoria scientifica talmente ardita da suscitare la dura critica del famoso D.I. Mendeleev e che invece era destinata a essere poi confermata dagli studi di N. Bohr. Il giovane Ciamician ben presto si rese conto che per espandere le conoscenze scientifiche non bastava cibarsi di scienza. Scopre così un'altra sorgente, apparentemente incongrua: la cultura umanistica. Mentre cresce scientificamente, si appassiona di letteratura, filosofia, musica e teatro. Grande cultore di J.W. Goethe, sostiene che nel processo della scoperta l'arte precede la scienza. Il solo pensiero razionale e analitico non basta. Dichiarerà che le sue più potenti intuizioni gli vennero in sogno. È nella dimensione onirica che agisce il linguaggio dell'arte - sintetico per eccellenza - con il quale vediamo e colleghiamo in modo nuovo gli oggetti della realtà. L'ateneo viennese cercò, con allettanti offerte, di accaparrarsi il brillante docente. La fuga all'estero del prezioso cervello" fu scongiurata dall'intervento diretto del ministro Baccelli, che provvide a raddoppiargli lo stipendio, a destinare fondi per le sue ricerche e a conferirgli un'onorificenza.

Grande lettore di pubblicazioni scientifiche, costantemente aggiornato sugli orientamenti del panorama mondiale, nel 1900 Ciamician elesse la luce solare quale suo nuovo filone di studi. Oggi egli è riconosciuto come uno dei padri fondatori della fotochimica, lo scienziato che propose l'utilizzo dell'energia solare in sostituzione del carbone.

Un primato invidiabile, un'occasione favolosa per lo sviluppo della ricerca. Ma la politica italiana rimase pressoché indifferente alle parole profetiche di uno dei suoi uomini migliori. I tempi erano certo precoci per lo sviluppo delle applicazioni industriali, ma se si fosse iniziato a investire nella ricerca l'Italia sarebbe oggi sicuramente più vicina all'autosufficienza energetica.

Il pensiero di Ciamician appare quello di una persona dei nostri giorni, mentre visse un secolo fa. Le tematiche che tratta, incentrate sull'ambiente, sull'inquinamento, sulle fonti di energia, affrontano i problemi che ancora oggi assillano i governi dei paesi industrializzati:
l'assuefazione delle civiltà moderne all'uso dei combustibili fossili;
l'inquinamento dovuto all'uso del carbone, che anneriva le città e l'umore degli uomini;
l'esauribilità delle riserve fossili;
l'inarrestabile incremento del costo dei combustibili;
l'aumento dei consumi di energia a livello mondiale. Le proposte di Ciamician sono scientificamente e filosoficamente indirizzate verso un fine chiaro e sicuro: l'uomo può apprendere dalla natura per imparare a fare, senza causare danni all'ambiente.

Lo scienziato ebbe l'occasione di trattare tutti questi temi all'8° Congresso Internazionale di Chimica Applicata, che si svolse negli Stati Uniti nel 1912.
Il Congresso fu un evento di rilevanza storica per l'imponenza dell'organizzazione e il prestigio della sede. Oltre alla parte puramente convegnistica, furono organizzate delle visite presso stabilimenti industriali e laboratori di ricerca all'avanguardia.
Poiché i suoi studi erano ancora allo stadio di ricerca pura, quindi ben lontani da sviluppi applicativi, Ciamician pensò bene di dare al discorso un taglio più filosofico e prospettico. Partendo dal problema dell'esaurimento delle miniere di carbone, prospettò la possibilità di utilizzare l'energia solare. Immaginò quale contributo la fotochimica avrebbe potuto dare all'industria, al fine di catturare l'energia proveniente dal Sole. Ciamician inizia il discorso ponendo la seguente domanda: 'L'energia solare fossile è la sola che possa giovare alla vita e alla civiltà moderna?". Premettendo una serie di dati, quali la densità energetica media della radiazione solare incidente sulla superficie terrestre, le quantità di carbone e di lignite prodotte insieme da Europa e America (nel 1909 ammontavano a 1 miliardo di tonnellate), arriva a stimare che la quantità di energia solare annua, ricevuta da un territorio pari a 10.000 km2 , equivale al calore prodotto dalla combustione di circa 3 miliardi di tonnellate di carbone. Ciamician osserva che ai Tropici l'energia solare ricevuta da un territorio non più grande del Lazio equi-varrebbe all'intera produzione mondiale di carbon fossile. E per rendere ancora più evidente l'enorme quantità di energia che il Sole ci rende disponibile rileva che il solo deserto del Sahara riceve giornalmente 6 miliardi di tonnellate equivalenti di carbone. Una così enorme quantità di energia, peraltro gratuita e quotidiana, rende quasi trascurabile quella di origine fossile immagazzinata in migliaia di anni.

Ciamician passa poi a esaminare anche altre fonti energetiche quali: il carbone bianco, ovvero lo sfruttamento dell'energia meccanica prodotta dalle acque, il cui potenziale mondiale fu stimato dal professor Engler in 70 miliardi di tonnellate equivalenti di carbone; la sostanza organica secca delle piante, che noi oggi chiamiamo biomassa, stimata in 18 miliardi di tonnellate equivalenti di carbone. Ciamician affermava: -È poco, ma tuttavia questo poco è già ora 17 volte superiore all'attuale produzione mondiale di carbon fossile e lignite in un anno".

Con la seconda domanda, Ciamician si chiede se sia possibile far aumentare, artificialmente, l'attuale produzione di materia vegetale. La sua risposta è un sì netto, cui però fa seguire una considerazione più moderata: 'Non si pretende di sostituire al carbon fossile la materia organica prodotta dalle piante, ma ...". Molto probabilmente lo scienziato mirava a "tranquillizzare" i potenti industriali del petrolio e del carbone; ma ai più, presenti al congresso, fu evidente la convenienza economica di sviluppare e diffondere su larga scala [idea proposta da Ciamician: accelerare la crescita delle piante attraverso moderne tecniche agronomiche. In pratica, si trattava di selezionare il tipo di piante più adatte a essere catalizzate nel loro accrescimento, per poi coltivarle nelle regioni climaticamente più favorevoli del pianeta e risolvere definitivamente i problemi delle industrie cartarie, energetiche, tessili, alimentari e chissà quant'altre.

Ciamician suggerisce anche il tipo di processo industriale più razionale per massimizzare la conversione in energia: essiccazione dei raccolti, processo di gassificazione, contestuale recupero dell'ammoniaca prodotta, combustione in loco del gas ottenuto con recupero dell'anidride carbonica, e infine la conversione in energia meccanica ed elettrica. Inoltre, i prodotti di scarto (ammoniaca e anidride carbonica), invece di essere dispersi nell'ambiente, sono recuperati e reimmessi in nuovi processi produttivi: l’ammoniaca nella produzione di concime azotato; l’anidride carbonica, opportunamente convogliata nelle serre botaniche, quale concime atmosferico".

Ma come fare per fissare l’energia solare mediante reazioni fotochimiche? Ciamician ipotizza che un primo modo potrebbe essere quello di imitare "semplicemente" il processo delle piante, che assorbono il carbonio presente nell'atmosfera e lo trasformano in Zuccheri con lo sviluppo di ossigeno.
Ma la vera soluzione sarebbe quella di riuscire a trasformare, mediante opportuni catalizzatori e sensibilizzatori, un miscuglio di acqua e anidride carbonica in ossigeno e metano o eseguire altri processi endoenergetici". Sarebbe poi conveniente realizzare questi processi nelle zone del pianeta dove la radiazione solare è massima, ovvero, nelle regioni desertiche e tropicali.
Lascia chiaramente intravedere lo sviluppo di un'industria fotochimica la quale, attraverso l'uso appropriato di sensibilizzatori chimici e di radiazioni solari, potrebbe sintetizzare azoto, anidride solforica, ammoniaca, ecc.
Ancora sollecita gli astanti a immaginare pile di nuova concezione, di tipo fotoelettrico o basate su processi fotochimici.
Propone un piano di portata planetaria per lo sfruttamento dell'energia solare. Dato che la densità luminosa solare non è uguale per tutte le regioni del mondo, ma è in funzione della latitudine, lo scienziato suddivide il mondo in due fasce. Quella dove la vegetazione è lussureggiante, come le regioni della fascia tropicale, e quelle aride, come gli altipiani e i deserti. Nelle prime, si potrà lasciare alle piante il compito di fissare l’energia solare, poiché là esse crescono rigogliose. Nelle seconde, dove il clima rende ogni coltivazione proibitiva, sarà la fotochimica artificiale a catturare l’energia solare. Così Ciamician conclude: "'Sull'arido suolo sorgeranno colonie industriali senza fuliggine e senza camini: selve di tubi di vetro e serre d'ogni dimensione - camere di vetro - s'innalzeranno al Sole e in questi apparecchi trasparenti si compiranno quei processi fotochimici di cui allora solo le piante avevano il segreto e il privilegio ma che l’industria umana avrà saputo carpire ...".

Se i paesi moderni sapranno compiere una simile transizione tecnologica, quando in futuro il carbone sarà esaurito, la civiltà non per questo dovrà cessare, "ché la vita e la civiltà dureranno finché splende il Sole". Per garantire il futuro alla civiltà, Ciamician sa che occorre un cambiamento radicale in campo energetico: un cambiamento di portata storica, paradigmatico. Perché il passaggio da una "civiltà del carbone, nera e nervosa ed esaurientemente frettolosa (a una) forse più tranquilla dell'energia solare avrebbe comportato vasti cambiamenti culturali, sociali, politici, economici. Da tutto questo "non ne verrebbe un gran male per il progresso e la felicità umana". Una società che soddisfa i propri bisogni con l’energia del Sole sarebbe alquanto diversa da una che usa il carbone: in gioco c'è la felicità umana, categoria tutta filosofica. La felicità è allora tutt'altro che indipendente dalla scelta politica e quindi tecnologica dell'uomo.

E se prima l’appello a intraprendere la via dell'innovazione era rivolto all'imprenditore, in chiusura, Ciamician si riserva di parlare al politico, perché "la fotochimica dell'avvenire non deve essere riserbata a sì lontana scadenza". Poi si fa più preciso, come in un discorso programmatico di governo: L'industria farà cosa assennata giovandosi anche presentemente di tutte le energie che la natura mette a sua disposizione". Infine c'è ancora una domanda, che stavolta è rivolta a tutti: "Finora la civiltà moderna ha camminato quasi esclusivamente con l’energia solare fossile, non sarà conveniente utilizzare meglio anche quella attuale?".

Ispirato dalla capacità che le piante hanno di usare l’energia solare, fu il primo scienziato a investigare le reazioni fotochimiche in un modo sistematico, così che oggi è considerato uno dei pionieri della fotochimica moderna.

Bibliografia e siti web
Ciamician G., La fotochimica dell'avvenire, Bologna, Zanichelli, 1913
Ciardi M. Linguerri S., Giacomo Ciamician, chimica, filosofia, energia, Bologna, Bonomia University Press, 2007
Giunta M., Giacomo Ciamician, scienziato e filosofo dell'energia solare, Bologna, tesi di laurea, 2006
Taccone D., Giacomo Ciamician, le passioni di uno scienziato: l'insegnante e il politico, Bologna, tesi di laurea, 2006
Gruppo di Storia dell'energia solare, http://www.gses.it

Bibliografia
Massimo Giunta (Consulente peril risparmio energetico) e Daniela Taccone (Università di Bologna)
Il Perito Industriale 02/2008)