Materie prime e le fonti di energia

Le materie prime e le fonti di energia

Il possesso delle materie prime è sempre stato un elemento importante per le società umane. Il loro utilizzo su larga scala si è avuto però solo con l’affermazione della Rivoluzione industriale, quando l’intensità dello sviluppo delle manifatture richiese un impiego massiccio di minerali e fonti di energia. Essi divennero indispensabili per sostenere il ciclo di espansione del processo produttivo nelle aree più avanzate, dove l’allargamento delle dimensioni dei mercati consentiva e richiedeva un numero sempre più elevato e diversificato di beni finali. Così dal 1650 al 1900 il consumo mondiale di minerali è aumentato di 10 volte.
Da allora il ritmo è cresciuto ancora più rapidamente. Nel ventesimo secolo il consumo è aumentato di altre 12 volte.

• Le materia prime: definizioni e problemi.

 

Prima di affrontare le problematiche relative a questo comparto è necessario precisare il significato, talvolta complesso, dei termini che vengono solitamente impiegati.

• Per materie prime o stock si intende il complesso della materia biologica e inerte presente sulla terra.
• Con il termine risorsa si indica quella parte delle materie prime che l’uomo può effettivamente utilizzare e valorizzare per soddisfare le proprie necessità. La capacità di un sistema produttivo di impiegare proficuamente un dato materiale dipende dal suo grado di sviluppo, dalla domanda dei mercati, dal tipo di evoluzione che esso sta vivendo.
• Infine, le riserve sono quella parte delle risorse effettivamente sfruttabile in un determinato periodo storico. Esse devono perciò poter essere estratte, trasportate, utilizzate in modo semplice e conveniente.

Le riserve si presentano concentrate sotto di forma di giacimenti, cioè porzioni di crosta terrestre costituita da un’unica materia prima, localizzata con precisione e sfruttabile economicamente.

• La consistenza e l’uso delle riserve.

Sull’ammontare globale e sulle modalità di sfruttamento dei giacimenti presenti sua terra incidono svariati fattori. Vediamone alcuni.

• Le tecniche di prospezione utilizzate variano a seconda delle tecnologie disponibili, dei materiali che si vogliono cercare, degli ambienti che si stanno sondando.
• Dopo l’individuazione e l’analisi della consistenza di un giacimento, occorre prendere in considerazione vari elementi:
• la qualità del minerale deve essere elevata, priva di impurità che accrescano in modo significativo i costi di lavorazione;
• la dimensione del giacimento deve essere abbastanza grande da giustificare l’investimento necessario al suo sfruttamento;
• il sito deve essere accessibile, cioè localizzato vicino ai mercati di consumo o connesso ad essi da mezzi di trasporto veloci ed economici.
• Le fasi operative che caratterizzano il funzionamento di un giacimento sono fortemente influenzate dalle considerazioni di mercato, e particolarmente dal rapporto costi-benefici.

• La globalizzazione delle materie prime.

 

L’organizzazione delle attività di ricerca, estrazione, trasporto e commercializzazione dei minerali richiede tempi lunghi e investimenti ingenti, e può essere condotta in modo scientifico e sistematico solo da grandi gruppi multinazionali, provvisti di enormi capitali e dotati di personale specializzato, che operano su scala globale.
Negli ultimi anni, queste grandi compagnie hanno perseguito una strategia di alleanze, compartecipazioni e/o fusioni, dando vita a gruppi capaci di controllare interi settori.
Questa strategia ha avuto forti ripercussioni sul funzionamento del comparto minerario e, in parte, dell’intero sistema economico mondiale.

• L’andamento del mercato dei minerali.

 

• La geografia delle risorse minerarie

I giacimenti minerari non sono distribuiti in modo uniforme sulla superbie terrestre: essi si addensano in alcune zone, mentre altre ne sono sprovviste. Questa articolazione nella geografia distributiva alimenta consistenti flussi commerciali, poiché il fabbisogno dei sistemi industriali della maggior parte dei Paesi dipende dalla disponibilità di svariate materie prime. Gli interscambi sono favoriti anche dalla non corrispondenza tra le zone di maggior consumo e quelle di maggior produzione.
La geografia regionale delle materie prime vede perciò l’articolazione del sistema mondo in un mosaico di tessere statali caratterizzate da situazioni diverse.
Alcuni Paesi, come USA, Russia, Australia, Canada, ecc., sono grani produttori e consumatori i minerali. Essi sono dotati di imponenti giacimenti, che alimentano lo sviluppo di un sistema industriale produttivo e moderno.
La maggior parte dei Paesi ricchi del Primo Mondo (Europa occidentale, Giappone, parte del Sud-est asiatico) sono scarsamente dotati di materie prime, e i loro alti livelli di consumo rendono ampiamente insufficiente la scarsa produzione locale.
Numerosi Paesi in Africa, Asia, e America Latina riescono a produrre forti correnti di esportazioni dei minerali. Lo sfruttamento di queste risorse, sia nelle lavorazioni industriali, sia, soprattutto, nella vendita diretta ad altri Paesi, costituisce una delle voci attive più cospicue della loro bilancia commerciale.

• La geografia dei consumi.

Il livello di consumo dei minerali è cresciuto, nel corso del secolo scorso, di circa 12-13 volte, attestandosi su valori molto alti. La geografia del consumo dei minerali è in stretta correlazione con il tasso e il tipo di sviluppo economico di una regione: infatti, i Paesi industrializzati contano per l’80% di tutte le risorse impiegate, anche se la loro quota è in leggera diminuzione. I PVS arrivano solo al 20%, ma a causa del loro sviluppo impetuoso e del loro peso demografico stanno recuperando rapidamente terreno.
Complessivamente, comunque, la domanda di minerali sta attraversando una fase di crescita debole, inoltre per alcuni materiali si è registrato addirittura un decremento della richiesta e dell’impiego nell’industria.Le radici di questo andamento si possono rinvenire in una pluralità di cause:

• Rallentamento della congiuntura economica;
• Progressi della tecnologia, che hanno consentito di sviluppare nuovi materiali. Ciò ha portato a una riduzione della domanda dei principali minerali.
• Processo di risparmio energetico;
• Tendenza a riciclare gli oggetti gia utilizzati.

  

• I minerali: classificazione e impiego.

L’importanza e il peso che i singoli minerali rivestono nel contesto globale, sia per le quantità estratte e lavorate sia per il loro ruolo nell’ambito della produzione industriale, è molto differente. Procedendo quindi ad una loro classificazione e analisi, ci soffermeremo più diffusamente su quelli indispensabili al funzionamento dell’apparato economico del mondo moderno.

• I minerali metallici ( ferro, alluminio, rame, zinco, stagno, ecc.), relativamente abbondanti in natura sono indispensabili per le lavorazioni industriali, di cui costituiscono la base primaria
•  I minerali non metallici.(fosfati e sali potassici, sale, zolfo, silicio) , indispensabili per le attività di trasformazione sono, talora, basilari per il funzionamento di alcuni comparti. Infatti, essi rivestono un ruolo fondamentale nella gestione dei processi di lavorazione chimica e, debitamente trasformati, costituiscono beni utilizzati in diversi campi.
• I minerali preziosi (argento, oro, platino, diamanti, rubini, ecc.), i minerali appartenenti a questa categoria, nonostante le quantità esigue in cui vengono estratti, rivestono un’importanza notevole. Essi infatti vengono in alcune lavorazioni industriali, nell’oreficeria e per il conio di monete.
• I materiali per l’edilizia, le materie prime impiegate dal settore delle costruzioni rivestono un’importanza economica considerevole, dato il ruolo che quest’attività ricopre in tutti i contesti nazionali. L’industria edilizia è una delle più grandi e produttive, e consuma per la sua stessa natura, una ingente quantità di risorse.

• Le fonti d’energia: dal carbone agli idrocarburi

 

L’energia è un elemento fondamentale per il funzionamento del sistema produttivo e organizzativo della società attuale. La sua disponibilità è indispensabile per la maggior parte delle attività, e il suo consumo costituisce uno degli indici utilizzati come mezzo per misurare il grado di modernità e ricchezza di una regione.
Le fonti energetiche possono essere suddivise in 3 gruppi:

• Fonti primarie, ovvero quelle fonti che forniscono energia direttamente (carbone, petrolio, gas naturale, uranio);
• Fonti rinnovabili, che a rigor di termini costituiscono un sottogruppo delle fonti primarie, ma che, per i loro caratteri peculiari, meritano una trattazione autonoma;
• Fonti secondarie, che sono vettori di energia ottenuta dalla trasformazione delle fonti primarie, come l’elettricità.

• La geografia dell’energia

 

La centralità delle fonti di energia per il funzionamento delle fonti di energia per il funzionamento dell’apparato industriale e infrastrutturale dei Paesi più avanzati rende la loro distribuzione e loro disponibilità un fattore strategico per lo sviluppo.
Da questo punto di vista, la geografia regionale delle tessere statali può essere suddivisa in quattro categorie.

• I Paesi grandi consumatori e grandi produttori di energia, come USA, ex URSS, ma anche alcuni Paesi a forte crescita e a popolamento denso, come India e Cina.
• I Paesi grandi consumatori ma scarsi produttori, come Italia o Giappone; essi hanno una struttura industriale molto solida, ma sono privi di risorse capaci di soddisfare il fabbisogno energetico.
• I Paesi grandi produttori ma scarsi consumatori, come quelli petroliferi del Medio Oriente o dell’America meridionale. Esso sono ricchi di materie prime, dalla cui esportazione ricavano ingenti capitali, mo non possiedono gli impianti e le tecnologie per fruttarli.
• I Paesi scarsi produttori e consumatori, che si identificano per lo più con le aree del Quarto Mondo. La loro marginalità economica è complessa, poiché alla mancanza di strutture si aggiunge la povertà delle risorse naturali.

• La transizione energetica

Per transizione energetica si intende un processo di evoluzione tecnologica e produttiva che consente il passaggio da lavorazioni ad alta intensità energetica a lavorazioni a bassa intensità energetica. Nel corso degli anni Settanta i Paesi sviluppati hanno percorso questa via, riducendo il consumo riducendo il consumo di energia per unità di prodotto interno lordo. Ciò si spiega da un lato con le crisi petrolifere e dall’altro con la necessità di abbattere i costi e di ridurre il livello di inquinamento delle produzioni industriali..
Nei PVS invece lo sviluppo tumultuoso e caotico, che si è verificato nel corso degli ultimi decenni, ha implicato un impiego massiccio e generalizzato di tecnologie ad alta intensità energetica e spesso fortemente inquinanti.

• Il carbone

Il carbone ha svolto un ruolo fondamentale nell’edificazione del sistema produttivo e industriale attuale: esso ha infatti costituito la principale fonte energetica durante il periodo di più intensa e massiccia industrializzazione, cioè tra il 1850 e il 1950.
In base alla sua origine il carbone può essere distinto in due categorie, abbiamo quindi:

• Carboni artificiali, fra cui il principale è il carbone di legna, ottenuto riscaldando legna da ardere a 400 °C in assenza di aria. Esso è un prodotto naturale, ma è sottoposto a una fase di lavorazione che ne modifica le proprietà, accrescendone il potere calorico.
• Carboni fossili (antracite, litantrace, lignite, torba) formatisi a partire dall’era paleozoica attraverso un naturale processo di perdita, per azione batterica, di idrogeno, ossigeno e azoto da parte di residui vegetali ricoperti da uno strato di sedimenti.

Il consumo del carbone, in continua e rapida ascesa fino alla metà del XX secolo, ha visto un sensibile ridimensionamento dei suoi campi di utilizzo dal 1960, quando è stato via via rimpiazzato dal petrolio. Infatti il carbone, più voluminoso e costoso da trasportare, e meno calorifico, è stato accantonato, anche per i vantaggi e la versatilità che il petrolio offriva.

• Gli idrocarburi

Per idrocarburi si intendono due sostanze una di natura liquida (petrolio) e una gassosa (gas naturale). Esse hanno acquistato nel corso degli ultimi 20 anni, un ruolo fondamentale per il funzionamento del sistema economico e produttivo mondiale.
Gli idrocarburi hanno origine organica, in quanto derivano dalla decomposizione in ambiente anaerobico (cioè senza ossigeno) di resti animali e vegetali.

• Il petrolio

La storia del petrolio è complessa, poiché si inserisce all’interno di un processo evolutivo politico ed economico articolato su scala mondiale.

• La geografia dei consumi

Gli operatori del settore petrolifero sono per lo più enormi compagnie, che producono profitti molto consistenti.
La più importante area geografica produttrice di petrolio è il Medio Oriente .
Gli Stati Uniti sono il secondo produttore mondiale di petrolio; il sistema petrolifero nordamericano comprende anche il Messico ed il Canada.
La terza potenza petrolifera mondiale è la Federazione russa i cui bacini forniscono il 9% circa della produzione mondiale.
Nel continente africano, l’area principale è costituita dagli Stati mediterranei di Libia, Algeria, Egitto che estraggono complessivamente il 5% del prodotto mondiale.
L’America Latina è ricca di petrolio in Venezuela, Perù, Bolivia, Ecuador, Brasile e Argentina.
L’area asiatica-pacifica comprende: l’Indonesia, la Malaysia, il Brunei, le Filippine, la Cina e l’Australia.
L’Europa tradizionalmente costituisce l’area debole della produzione di petrolio ha dovuto, perciò, importare enormi quantità di greggio

• La geografia dei consumi

La geografia dei consumi e della distribuzione del petrolio si sviluppa su scala mondiale. Una fitta rete di  oleodotti e un intenso traffico di petroliere collegano le località di produzione con quelle di consumo.
La raffinazione veniva inizialmente svolta nelle aree prossime ai maggiori mercati, sistema che consentiva un contenimento dei costi di trasporto. Attualmente tuttavia tale modello è stato sostituito da una localizzazione diversa che ha privilegiato le aree costiere vicine ai grandi porti.

• Il gas naturale

I gas naturali sono costituiti principalmente da miscele di idrocarburi; componente fondamentale è il metano, cui sono associati, in varia misura, etano, propano, butano, pentano e altri idrocarburi.
Lo sfruttamento dei gas naturali, conosciuti fin dai tempi di Giulio Cesare, è iniziato solo dopo la metà del XIX secolo. I gas naturali vengono sottoposti a processi chimico-fisici che allontano i componenti indesiderati.
I progressi tecnologici hanno consentito di immagazzinare e trasportare ingenti quantità di gas naturale, che è diventato una preziosa risorsa.
Oltre all’impiego come combustibile, sia nell’industria, sia nel campo del riscaldamento domestico, i gas naturali trovano utilizzo anche nella sintesi chimica (ad esempio il metano viene usato nella produzione di ammoniaca e metanolo).
La produzione di gas naturali vede al primo posto la Russia, seguita dagli USA e dal Canada.
In Europa ne sono produttori i Paesi Bassi e il Regno Unito. In Asia Indonesia e Uzbekistan; in America Latina si segnalano Messico, Venezuela e Argentina. Buona la produzione in Australia.

• L’energia nucleare

 

Gli shock petroliferi del 1973 e 1979 hanno indotto molti Stati a sviluppare massicciamente la produzione di energia nucleare.
Essa si basa sull’utilizzo dell’energia che si sviluppa dal processo atomico di fissione (divisione del nucleo pesante dell’atomo di uranio).Concretamente si tratta di provocare artificialmente e in modo accelerato in un reattore ciò che avviene in natura e in tempi molto lenti: il decadimento dell’uranio con produzione di energia, di radioattività e di scorie nucleari.
L’energia nucleare è prevalentemente utilizzata per la produzione di energia elettrica, anche se non mancano altri impieghi, come quelli di natura bellica.

• L’energia elettrica

 

L’energia elettrica è la forma di energia più utilizzata nella sociètà contemporanea: può essere trasportata anche a grande distanza e alimenta macchinari, elettrodomestici, strumenti elettronici di ogni genere.
La produzione, la disponibilità e il consumo di energia elettrica sono quindi in rapporto di proporzionalità diretta con il livello di sviluppo di una determinata regione. Infatti tutti i Paesi avanzati impiegano grandi quantità di elettricità, e si impegnano in onerosi investimenti per produrne una quantità almeno sufficiente a coprirne il fabbisogno interno.
L’energia elettrica è un’energia secondaria, poiché viene prodotta utilizzando altre fonti energetiche. Il processo-base è teoricamente molto semplice, in quanto consiste nel trasformare, tramite un alternatore, un’energia meccanica di rotazione di rotazione in energia elettrica.
Tecnicamente vi sono vari sistemi per produrre energia elettrica, ed essa viene denominata in modo diverso a seconda della fonte primaria impiegata.
L’energia idroelettrica è generata utilizzando la forza sprigionata dall’acqua in caduta. Poiché raramente in natura si trovano le condizioni ideali per la produzione, l’uomo interviene con la costruzione di dighe, talvolta di dimensioni gigantesche, creando così degli immensi serbatoi che consentono l’accumulazione e il controllo del processo di caduta dell’acqua.
Attualmente circa ¼ dell’elettricità prodotta a livello mondiale ha origini dal potenziale idrico: ciò è dovuto al fatto che essa offre una serie di vantaggi quali economicità e assenza di rilevanti effetti di inquinamento.
L’energia termoelettrica viene prodotta bruciando carbone o idrocarburi. Il combustibile riscalda l’acqua contenuta in grandi serbatoi, fino a farla passare dallo stato liquido allo stato di vapore che, convogliato tramite apposite tubazioni, imprime un moto rotatorio alle pale meccaniche.
L’energia elettronucleare funziona con lo stesso principio di quella termoelettrica, ma utilizza come combustibile l’uranio arricchito.
Essa è prodotta prevalentemente dal Giappone, dai Paesi europei, dagli USA e dalla Federazione russa, che dispongono dei giacimenti di uranio e delle tecnologie necessarie per impiegarli.

• Lo sviluppo sostenibile

 

La teoria economica su cui è basato il grande progresso produttivo e sociale che ha caratterizzato il sistema mondo negli ultimi secoli, è quella dello sviluppo illimitato con crescita di tipo esponenziale.
Questo approccio si è rivelato parziale, in quanto non considera alcune variabili: ha prodotto gravi danni ambientali e ha condotto al rischio di esaurimento di alcune risorse. Pertanto, gli studiosi hanno proposto una nuova teoria a fondamento del sistema economico mondiale: la teoria dello sviluppo sostenibile. Essa consiste in uno sfruttamento dei beni disponibili in natura che non ne pregiudichi il godimento anche da parte delle generazioni future. In concreto tale enunciazione si traduce nell’eliminazione dei processi troppo inquinanti, e nel tentativo di evitare un approccio alla natura che esaurisca le risorse e le materie prime presenti (a tal fine è, ad esempio, importante l’attuazione di processi di riciclaggio e razionalizzazione nell’uso delle materie prime e sarebbe altrettanto utile la riduzione dell’impiego di risorse nel settore militare).
Tale approccio ha dimostrato un’applicabilità e una validità notevoli in materia di politica energetica: esso si propone di incentivare la ricerca di fonti di energia rinnovabili e non inquinanti quali:

• Energia solare, l’energia derivata dal sole può essere utilizzata direttamente sotto forma di calore oppure trasformata ( attraverso la tecnologia a collettori parabolici) in energia elettrica.;
• Energia eolica, la produzione di energia elettrica tramite il vento si basa sull’impiego di grandi turbine eoliche, capaci di azionare un generatore elettrico;
• Energia geotermica, le attività termiche superficiali della terra come vulcani, soffioni, geyser possono produrre una quantità di energia molto grande;
• Energia da biomassa, la biomassa consiste nel peso secco di materiale organico prodotto da un determinato habitat. Essa può essere impiegata come fonte di energia in diversi modi.

Un primo processo consiste nella coltivazione di piante destinate alla produzione energetica. È il caso della canna da zucchero, da cui si ricava alcool utilizzabile come combustibile.
Un altro sistema consiste nell’utilizzo di liquami animali, forniti in grandi quantità dai vasti allevamenti dei Paesi sviluppati. La decomposizione di queste sostanze organiche produce gas metano.