Tutto quello che devi sapere su come funziona la rete elettrica statunitense

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La rete elettrica statunitense ha completamente rivoluzionato la vita, ma richiede cura, vigilanza e innovazione costanti.

Qual è la macchina più grande del mondo? Il Liebherr R9800, l'escavatore più grande del mondo, è una buona ipotesi. Il trasportatore cingolato della NASA, il mostro meccanico simile a un carro armato che trasporta i razzi a Cape Canaveral, è un altro serio contendente. Si scopre che la macchina più grande del mondo è proprio fuori dalla porta di casa. Probabilmente lo vedi quando vai a fare la spesa. In effetti, probabilmente lo stai utilizzando proprio adesso.

La rete elettrica nordamericana – che in realtà è un mosaico di cinque interconnessioni più piccole – è considerata da alcuni la più grande macchina che l’umanità abbia mai creato. Solo gli Stati Uniti contengono 600.000 miglia di linee di trasmissione e 5,5 milioni di miglia di linee di distribuzione (quei cavi neri che forniscono energia elettrica a casa tua). A detta di tutti, è un risultato ingegneristico straordinario, ma non è mai stato veramente completato.

Affinché gli Stati Uniti possano soddisfare il loro crescente fabbisogno di elettricità mentre automobili, case e aziende abbandonano i combustibili fossili per l’energia verde, la rete deve tenere il passo con la domanda. Ciò non significa solo aggiornare le infrastrutture esistenti investendo in maggiore capacità, ma anche difendere questa rete estesa e vulnerabile da qualsiasi cosa, dai tornado ai terroristi.

La rete elettrica statunitense non è un monumento all’ingegno del passato, ma una sfida alla nostra. Ecco come questa macchina è cresciuta da una piccola centrale elettrica a New York City a un mega progetto che abbraccia tutto il continente; come funziona la rete elettrica e fornisce elettricità a casa tua; e come abbia un disperato bisogno di prepararsi per la battaglia energetica che lo attende.

Alle 15:00 del 4 settembre 1882, un ingegnere che lavorava in una centrale elettrica nel centro di Manhattan chiuse un interruttore e in pochi secondi sei dinamo alimentate a carbone da 27 tonnellate e 100 kilowatt presero vita con un ruggito. Fornendo energia in corrente continua (CC) ai residenti nel raggio di circa un quarto di miglio, la stazione di Pearl Street di Thomas Edison, la prima centrale elettrica al mondo, forniva luce a 400 lampade appartenenti a circa 85 clienti iniziali.

Oggi, 400 lampade sembrano un debutto infausto, ma quel semplice tocco di un interruttore ha cambiato per sempre la vita sulla Terra. Quel momento rappresentò il culmine di secoli di scoperte elettriche quando gli scienziati iniziarono a comprendere la carica elettrostatica e l’elettromagnetismo, mentre gli ingegneri costruirono condensatori, batterie e infine intere centrali elettriche. Questo particolare pomeriggio estivo a New York City rappresenta l'inizio della rete elettrica statunitense.

In soli 140 anni, quelle 400 lampade si sono trasformate in 4,24 trilioni di kWh di elettricità annuale. In che modo questa centrale elettrica di New York si è trasformata nella meraviglia dell'ingegneria che rende possibile la nostra vita moderna?

Sebbene la stazione di Pearl Street abbia dato inizio ad una nuova era, il brillante futuro dell'illuminazione artificiale doveva prima sopravvivere alla "Guerra delle correnti". In un angolo, la tecnologia DC di Edison aveva già dimostrato il suo valore ma non poteva essere trasmessa su lunghe distanze perché all'epoca gli ingegneri non potevano aumentare la sua tensione dopo la generazione. A causa di questa limitazione tecnologica, le centrali elettriche dovrebbero essere frequenti quanto le cassette postali nelle città e nei paesi. Il centro di New York, ad esempio, divenne una giungla di travi trasversali e cavi elettrici, con un testimone oculare che all'epoca disse: "c'erano foreste di pali in centro... e i vigili del fuoco avevano grandissime difficoltà a sollevare le scale".

Ma un altro inventore ed ex dipendente di Edison di nome Nikola Tesla, sostenuto dall'inventore e imprenditore George Westinghouse, ha ideato un motore a induzione che utilizzava "corrente alternata" o CA, che era più facile da generare e presentava meno perdite di energia perché la sua tensione poteva essere aumentata e diminuita. grazie ai trasformatori. La guerra infuriò fino alla fine degli anni Ottanta dell’Ottocento – con alcuni episodi sgradevoli che comportarono elettrocuzioni pubbliche – ma AC lentamente avanzò.