Il mondo moderno non può esistere senza questi quattro materiali

Oct 09, 2023

Le società moderne sarebbero impossibili senza la produzione su larga scala di molti materiali artificiali. Potremmo avere una civiltà ricca che offra cibo in abbondanza, comfort materiali e accesso a una buona istruzione e assistenza sanitaria senza microchip o personal computer: ne abbiamo avuto uno fino agli anni ’70, e siamo riusciti, fino agli anni ’90, a espandere le economie, costruire infrastrutture necessarie e connettere il mondo con aerei di linea senza smartphone e social media. Ma non potremmo godere della qualità della nostra vita senza la fornitura dei molti materiali necessari per incarnare la miriade di nostre invenzioni.

Quattro materiali occupano il primo posto nella scala delle necessità, formando quelli che ho chiamato i quattro pilastri della civiltà moderna: cemento, acciaio, plastica e ammoniaca sono necessari in quantità maggiori rispetto ad altri input essenziali. Oggi il mondo produce ogni anno circa 4,5 miliardi di tonnellate di cemento, 1,8 miliardi di tonnellate di acciaio, quasi 400 milioni di tonnellate di plastica e 180 milioni di tonnellate di ammoniaca. Ma è l’ammoniaca a meritare il primo posto come materiale più importante: la sua sintesi è alla base di tutti i fertilizzanti azotati e senza il loro impiego sarebbe impossibile nutrire, ai livelli attuali, quasi la metà dei quasi 8 miliardi di persone di oggi.

La dipendenza è ancora più elevata nel Paese più popoloso del mondo: sfamare tre cinesi su cinque dipende dalla sintesi di questo composto. Questa dipendenza giustifica facilmente il fatto che la sintesi dell’ammoniaca sia definita il progresso tecnico più importante della storia: altre invenzioni forniscono le nostre comodità, comodità o ricchezza o prolungano le nostre vite, ma senza la sintesi dell’ammoniaca non potremmo garantire la sopravvivenza stessa di miliardi di persone che vivono oggi e ancora da nascere.

La plastica è un ampio gruppo di materiali organici sintetici la cui qualità comune è che possono essere modellati nelle forme desiderate e ora sono ovunque. Mentre scrivo questo, i tasti del mio portatile Dell e il mouse wireless sotto il palmo destro sono fatti di acrilonitrile butadiene stirene, mi siedo su una sedia girevole rivestita in tessuto di poliestere e le sue ruote in nylon poggiano su un tappetino protettivo in policarbonato che copre un tappeto in poliestere. Ma la plastica è ormai indispensabile nel settore sanitario in generale e negli ospedali in particolare. La vita ora inizia (nei reparti di maternità) e finisce (nei reparti di terapia intensiva) circondata da oggetti in plastica, realizzati soprattutto con diversi tipi di PVC: tubi flessibili (per l'alimentazione dei pazienti, la somministrazione di ossigeno e il monitoraggio della pressione sanguigna), cateteri, contenitori per flebo, sacche per sangue, confezioni sterili, vassoi e bacinelle, padelle e sponde letto, coperte termiche.

La forza, la durabilità e la versatilità dell'acciaio determinano l'aspetto della civiltà moderna e ne consentono le funzioni più fondamentali. Questo è il metallo più utilizzato e costituisce innumerevoli componenti critici visibili e invisibili della civiltà moderna, dai grattacieli ai bisturi. Inoltre, quasi tutti gli altri prodotti metallici e non metallici che utilizziamo sono stati estratti, lavorati, modellati, rifiniti e distribuiti con strumenti e macchine realizzati in acciaio, e nessuna modalità di trasporto di massa di oggi potrebbe funzionare senza l’acciaio. Un’auto media contiene circa 900 chilogrammi di acciaio e prima che il Covid-19 colpisse il mondo si producevano quasi 100 milioni di veicoli all’anno.

Il cemento è, ovviamente, il componente chiave del calcestruzzo: combinato con sabbia, ghiaia e acqua costituisce il materiale maggiormente utilizzato. Le città moderne sono incarnazioni del cemento, così come lo sono i ponti, i tunnel, le strade, le dighe, le piste e i porti. Oggi la Cina produce più della metà del cemento mondiale e negli ultimi anni ne produce in soli due anni tanto quanto ne hanno fatto gli Stati Uniti durante l'intero XX secolo. Ancora un altro dato statistico sorprendente è che il mondo oggi consuma in un anno più cemento di quanto ne consumasse durante tutta la prima metà del XX secolo.

E questi quattro materiali, così diversi nelle loro proprietà e qualità, condividono tre tratti comuni: non sono facilmente sostituibili da altri materiali (certamente non nel prossimo futuro o su scala globale); ne avremo bisogno di molti di più in futuro; e la loro produzione su larga scala dipende fortemente dalla combustione di combustibili fossili, il che li rende le principali fonti di emissioni di gas serra. I fertilizzanti organici non possono sostituire l’ammoniaca sintetica: il loro basso contenuto di azoto e la loro massa mondiale non sarebbero sufficienti, anche se tutto il letame e i residui colturali venissero riciclati. Nessun altro materiale offre tali vantaggi per molti usi leggeri ma durevoli come la plastica. Nessun altro metallo è tanto resistente quanto l'acciaio. Nessun altro materiale prodotto in serie è adatto alla costruzione di infrastrutture robuste quanto il cemento (spesso rinforzato con acciaio).