Turbine eoliche: tra storia e nuove frontiere

519 East 11th Street, Manhattan, New York City. A questo preciso indirizzo, nel bel mezzo degli anni ’70, un gruppo di giovani architetti stava cercando di dare una risposta concreta alle difficoltà che la Grande Mela doveva affrontare a causa della crisi energetica. Così, dimostrando che si potevano rinnovare edifici dismessi per poi abitarli, arrivarono a compiere un atto tanto iconico quanto di rottura: al 519 East 11th Street, montarono per la prima volta una turbina eolica sulla sommità di un palazzo nel cuore della città. Il sistema aveva l’obiettivo di rendere completamente autosufficiente lo stabile, generando l’elettricità necessaria all’illuminazione e al resto dei servizi, in modo da svincolarsi definitivamente dalla rete energetica della città. Memorabili furono gli scatti di quell’impresa che metteva al centro dell’attenzione un oggetto dalle enormi potenzialità, ma al quale si era data ancora poca fiducia rispetto a quella a cui siamo abituati. Le turbine eoliche si vedono perlopiù da lontano e quando capita di imbattersi in video che mostrano il trasporto di una sola pala ci stupiamo per le sue dimensioni colossali. È forse per questo che danno l’impressione di essere entità mistiche ma, allo stesso tempo, sempre più imprescindibili: sono giganti strutture capaci di trasformare la poderosa energia cinetica del vento in elettricità, linfa vitale per le nostre vite.

Turbina eolica al 519 East 11th Street di Manhattan

I loro antenati sono i mulini a vento, prime vere macchine create dall’uomo capaci di sfruttare la potenza del vento per sostituire la forza lavoro umana in alcune faticose mansioni. I mulini, infatti, trovarono grande diffusione nelle campagne, luoghi nei quali si doveva macinare il grano, spremere le olive per ricavarne olio oppure pompare acqua per travasarla da un bacino di contenimento all’altro. La loro nascita è antichissima e secondo alcune fonti risale fino al 3000 a.C. quando in Persia si cercò per la prima volta di trarre vantaggio dal moto del vento. Sicuramente, però, il loro utilizzo aumentò durante il VII secolo d.C. soprattutto nelle regioni dell’Iran. Per osservare una loro più ampia diffusione bisogna aspettare il Medioevo, periodo in cui aumentò la richiesta di forza meccanica in campo agricolo con cui alimentare macine e altri dispositivi produttivi per garantire maggiori quantità di cibo alla popolazione. Ormai inconfondibile simbolo da cartolina olandese, i mulini a vento iniziano a mostrare i primi segni di invecchiamento con l’avvento dei motori elettrici verso la fine del 1800. Basta poco, quindi, per adattare il principio di funzionamento della rotazione delle pale mosse dal vento agli ultimi risultati dell’innovazione, riuscendo così a compiere il grande passo: convertire l’energia cinetica del vento da meccanica a elettrica.

A segnare la svolta decisiva sono le sperimentazioni di tre figure sparse per il mondo che, più o meno contemporaneamente, buttano le basi per la realizzazione delle prime turbine eoliche che aprirono la strada a quelle che oggi siamo abituati a vedere attorno a noi. Nel 1887 il professore scozzese James Blyth dell’Anderson College di Glasgow conduce importanti sperimentazioni su svariati modelli di turbina. Negli Stati Uniti, invece, è Charles F. Brush a dare vita a una delle prime turbine eoliche funzionanti nel 1888. La struttura, caratterizzata dalla presenza di oltre cento pale di legno, sfruttava una dinamo per produrre 12 kW di potenza con i quali alimentare la sua abitazione, il tutto attraverso una lenta rotazione dell’albero. Mentre, solamente tre anni dopo, si segnò un’altra tappa fondamentale in Danimarca grazie a Poul La Cour, che intuì il maggiore potenziale dell’utilizzo di poche pale e riuscì a sviluppare un sistema per conservare l’energia appena prodotta.

Turbina eolica di Charles F. Brush

Altra storia è quella che si è verificata nel corso del 1900, poiché l’interesse verso le turbine eoliche ha subito oscillazioni che le hanno più volte portate dritte nel dimenticatoio. A un primo riconoscimento dell’utilità di questi generatori di energia elettrica nei primi del Novecento, infatti, seguono un paio di decenni di allontanamento da questa tecnologia dovuti all’introduzione della rete elettrica. In questi anni, però, alcuni sporadici casi di innovazione non mancarono: nel 1931, per esempio, l’Unione Sovietica installò a Balaklava una turbina eolica di ben 30 metri di altezza, una delle più alte mai realizzate fino ad allora. Nel secondo dopoguerra riprendono le sperimentazioni, ma a causa della dilagante diffusione del petrolio l’energia del vento passa immediatamente in secondo piano. Ciò durò fino a che non sopraggiunse la grande crisi energetica degli anni ’70, una situazione di emergenza che rese necessario un ritorno all’impiego e allo sviluppo dell’energia rinnovabile, a quel punto estremamente preziosa quale unica via di scampo per il nostro futuro. Giungendo a oggi, le turbine eoliche non rappresentano più una grande novità all’interno del nostro immaginario collettivo, in quanto largamente diffuse in numerose nazioni. Più che in solitaria o in piccoli gruppi composti da tre o quattro esemplari, infatti, siamo abituati a vedere le turbine nelle immagini che ritraggono quelli che tecnicamente si chiamano parchi eolici, vere e proprie distese in cui l’energia del vento viene convertita in massa nel tentativo di sopperire il più possibile al nostro fabbisogno giornaliero di elettricità. A questo punto, quindi, non ci rimane che andare a sbirciare quali curiosi progetti, talvolta esempi di design o espressioni artistiche, hanno interpretato e fatto uso delle turbine eoliche nei modi più originali.

Floating offshore wind mill – World Wide Wind

Uno degli step più significativi di evoluzione delle turbine eoliche è sicuramente rappresentato dall’ambizioso progetto condotto dall’azienda norvegese World Wide Wind. Con l’obiettivo di ottimizzare al massimo la generazione di energia elettrica originata dal vento, il team di progettisti ha ideato delle nuove turbine eoliche ad asse verticale che assomigliano a enormi alberi bianchi galleggianti e che dovranno popolare le acque dei mari. Il meccanismo prevede due set di pale che, attraverso opportuni collegamenti al rotore e allo statore, ruotano contemporaneamente l’una nel verso opposto all’altra riuscendo così a generare il doppio dell’energia attualmente prodotta dalle turbine tradizionali. A ciò si aggiunge il fatto che si tratta di strutture galleggiati capaci di rispondere alle onde come delle barche: il moto oscillatorio è reso sicuro dalla presenza di un contrappeso immerso in acqua per garantire una costante stabilizzazione. Inoltre, grazie al loro posizionamento, le pale possono usufruire del vento proveniente da qualsiasi direzione senza la necessità di orientarsi in funzione dei flussi di aria. Queste proprietà, infine, portano a un ulteriore aspetto positivo, poiché consentirebbero di ridurre la distanza tra le turbine e predisporre parchi eolici offshore estremamente densi.

Papilio – Tobias Trübenbacher

Lo scorso anno Tobias Trübenbacher, studente di design berlinese, ha cercato di fondere nello stesso prodotto la turbina eolica e il lampione da strada. Ottenendo un risultato dall’estetica tech, è riuscito a progettare un lampione in cui l’elettricità necessaria per la generazione di luce provenisse direttamente da un sistema di pale rotanti che diventano le protagoniste dell’oggetto. Nell’ambiente urbano, oltre alle folate di vento a bassa quota, esistono correnti d’aria generate dal movimento dei veicoli che rappresentato un’ottima risorsa per alimentare delle efficienti luci a LED. Il rotore è orientato in modo strategico così da poter catturare più movimenti d’aria possibile e la sua presenza, evidenziata dal colore delle pale a contrasto con il resto della struttura, contribuisce all’ottenimento di un risultato visivo incredibilmente affascinante.

Micro Wind Turbine – Nils Ferber

Di tutt’altra intenzione progettuale è la turbina eolica portatile pensata dal designer Nils Ferber. Questa volta il contesto è quello delle escursioni nei luoghi incontaminati della natura, dove avere a disposizione una piccola fonte di energia elettrica potrebbe addirittura salvare la vita. Compatta, leggera e smontabile questa turbina eolica ad asse verticale possiede le caratteristiche necessarie per alimentare dispositivi elettronici attraverso un comodo accesso USB. Le pale non sono altro che delle vele in tessuto capaci di essere mosse dal vento indipendentemente dalla sua direzione di provenienza e l’intera struttura è accessoriata con una serie di picchetti e tiranti per riuscire a fissarla in qualsiasi condizione di terreno si presenti.

BladeYARD – Michael Mannhard Workshop

Le turbine eoliche sono state sfruttate anche per immaginare grandi installazioni scenografiche. È il caso del progetto dello studio di architettura Michael Mannhard Workshop che, in occasione del BurningMan 2021, nel 2020 ha deciso di sviluppare un’enorme scultura in cui a figurare sono proprio le colossali pale bianche. Riproducendo quello che potrebbe essere uno scenario di distruzione a seguito, per esempio, di una grossa calamità naturale, si mirava al riutilizzo di vecchie pale provenienti da turbine eoliche dismesse. Tuttavia, a causa dell’emergenza sanitaria, l’installazione non ha mai visto la sua realizzazione concreta nel deserto che ospita il festival, anche se ha fatto la sua apparizione nell’evento digitale tenutosi nel corso del 2020.

WINDLICHT – Studio Roosegaarde

Daan Roosegaarde è un artista e inventore tedesco che ha deciso di fondare uno studio di design all’interno del quale indagare il rapporto tra persone, natura e tecnologia. Uno degli strumenti più utilizzati dallo studio è la luce e anche in WINDLICHT ricopre un ruolo fondamentale. Il progetto nasce dalla volontà di evidenziare e valorizzare la connessione tra le turbine eoliche e il paesaggio circostante, cercando allo stesso tempo di portare l’attenzione sull’energia rinnovabile. Il team diretto da Roosegaarde ha sviluppato un software capace di tracciare il movimento rotatorio delle pale per riuscire a connetterle dinamicamente attraverso la luce. Il risultato è folgorante: raggi di luce verde attraversano l’oscurità del cielo rivelando i movimenti di interconnessione tra turbine eoliche posizionate nel paesaggio.