Analisi comparativa tra ecosistema e tecnosistema

I principi dell'ecologia ci inducono a pensare di avere, come necessario punto di riferimento, la struttura e le funzioni di un ecosistema, nella progettazione dei sistemi territoriali fisici costruiti dall'uomo (sistemi tecnologici).

La successione (sviluppo) di un ecosistema tende ad un ecosistema maturo in cui per unità di flusso energetico disponibile viene mantenuto una produzione di biomassa costante nel tempo (es. foreste tropicale, barriere coralline, etc.).

Partendo quindi dalle caratteristiche prevedibili dell'adattamento e sviluppo di un ecosistema maturo, cerchiamo di definire parallelamente le caratteristiche che dovrebbe avere un sistema tecnologico "maturo", tecnosistema, considerato come uno spazio vitale dove l'energia fluendo in un insieme di componenti tecnologici, separati ed interdipendenti, trasforma e ricicla la materia.

Dal confronto possiamo delineare la strategia da seguire per una società in cui i sistemi ambientali tecnologici (tecnosistemi) siano organizzati in modo analogo ai sistemi ambientali naturali (ecosistemi), integrandoli nella struttura e funzionamento della natura:

Ecosistema: nei sistemi maturi si tende alla stabilità produttiva, l'energia fissata tende ad essere bilanciata dal costo di mantenimento della struttura biotica dell'ecosistema.
Si dimensiona il tutto sull'input costante dell'energia solare.

Tecnosistema: un tecnosistema maturo si dimensiona sull'input di fonti energetiche e risorse rinnovabili. il sistema produttivo deve raggiungere una condizione di "crescita zero" almeno per quanto riguarda l'accumulo dei mezzi di produzione e i prodotti che ne derivano. L'unica crescita è dedicata al controllo ed al mantenimento della qualità del sistema.

Ecosistema: la distribuzione spaziale delle specie componenti l'ecosistema è ottimizzata in funzione della specializzazione. Ogni specie vivente ha la sua nicchia ecologica per svolgere caratteristiche funzioni biologiche adattate al proprio habitat.

Tecnosistema: distribuzione territoriale delle attività del sistema tecnologico, facendo uso di tecnologie appropriate agli scopi finali in modo da migliorare il rendimento del secondo ordine nelle trasformazioni energetiche; usare quindi tecnologie che devono essere coerenti all'uso finale di energia anche nel suo aspetto qualitativo.

Ecosistema: la diversità di specie è alta. Lo sviluppo della biodiversità, insieme alla distribuzione spaziale delle specie favorisce l'uso delle risorse del territorio dando origine ad un sistema complesso ben equilibrato e stabile, con maggiori possibilità di controllo.

Tecnosistema: uso del concetto di bacino idrografico che unisce attributi naturali ed attributi culturali. Questo favorisce soluzioni tecnologiche diversificate, corrispondenti per scala e distribuzione geografica ai bisogni dei consumatori finali, grazie alla reperibilità della maggior parte dei flussi energetici naturali, in modo tale che l'offerta di energia è in realtà un insieme di singoli e limitati apporti, ciascuno dei quali in grado di assicurare il massimo di efficienza in circostanze definite in rapporto all'utilizzo finale (es. aerogeneratori, biocarburanti, pannelli solari, etc)

Ecosistema: i sistemi maturi presentano, una maggiore capacità di trattenere i materiali, riciclandoli attraverso la chiusura dei cicli biogeochimici. Si utilizzano i prodotti di scarto come fonte di approvvigionamento di materia. E' rispettato così l'equilibrio tra la velocità di produzione e la velocità di decomposizione. I processi sono ciclici.

Tecnosistema: uso di sostanze biodegradabili che permettono l'equilibrio tra velocità di produzione e velocità di decomposizione dei materiali. Riciclo dei prodotti di scarto, attraverso la trasformazione o recupero dei rifiuti (raccolti in modo differenziato) in prodotti collaterali (es.compost, biogas, etc).

Ecosistema: se il sistema viene in qualche modo alterato dall'esterno, tende a modificarsi fino a raggiungere una condizione di stabilità attraverso meccanismi di autoregolazione (omeostasi). Per cui le funzioni di ogni organismo vengono integrate rispetto alle altre funzioni dell'ecosistema, di conseguenza viene privilegiata la qualità a discapito della quantità massima della produzione che può essere mantenuta.

Tecnosistema: impiegare tecnologie integrate in modo tale da mettere l'accento su criteri qualitativi riguardante il tecnosistema come un tutt'uno. Le tecnologie integrate fanno ricorso, da un lato, all'uso di diverse fonti energetiche rinnovabili e, dall'altro, a sistemi di cogenerazione atti a migliorare i rendimenti dei vari processi (es. sistemi di cogenerazione di energia elettrica e calore).

Ecosistema: la degradazione dell'energia con la conseguente crescita nel tempo dell'entropia viene ritardata nel sistema dalla disponibilità di informazione ecologica nell'ecosistema. All'informazione puramente biologica si associa un'informazione ecologica: l'ecosistema tende ad avere energia più disponibile nelle reti alimentari, utilizzando oltre alla materia organica ( fotosintesi clorofilliana) anche altri flussi energetici non propriamente solari (vento, maree, etc) e tutta una gamma di flussi di informazione ecologica che ottimizzano l'impiego di energia, utilizzandola per i propri meccanismi di autoregolazione.

Tecnosistema: il rallentamento della crescita dell'entropia, si ottiene con un sistema di tecnologie integrate, usando tecnologie a bassa intensità d'energia, dimensionando il sistema sull'input di fonti energetiche e risorse rinnovabili, utilizzando in "cascata" gli stessi flussi energetici a crescenti entropie per utenze differenziate in base agli scopi finali, tenendo conto, nelle pianificazioni territoriali, anche delle condizioni fisiche esistenti come clima, terreno, etc (es. bioarchitettura, sistemi passivi).

Ecosistema: il sistema tende ad organizzarsi in modo tale da provvedere autonomamente a tutti i suoi bisogni. Utilizzando al meglio tutti gli elementi interni al sistema e minimizzando gli scambi di energia e materia con l'esterno, il suo fine ultimo è l'autosufficienza.

Tecnosistema: un tecnosistema maturo tende all'autosufficienza utilizzando nel modo migliore fonti energetiche e risorse locali.
In esso viene privilegiato il principio seguente "l'ottimo di efficienza è sempre inferiore dell'efficienza massima" valido negli ecosistemi maturi. Ciò è giustificato dal fatto che un qualsiasi aumento dell'efficienza riguardante la produzione avviene sempre a spese del mantenimento e del controllo del sistema stesso.

In conclusione possiamo constatare da questa analogia tra ecosistema e tecnosistema che il problema critico è come l'uomo progetta e controlla lo spazio vitale trasformando energia e materia nel rispetto della natura. Dunque, scegliere tecnologie appropriate, guidate dai principi dell'ecologia, avendo come obiettivo sia il risparmio energetico sia la salubrità dei processi produttivi per una migliore qualità della vita.

Giulio Ripa