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Dall’asfalto bollente all’energia

26 Giu

In questo articolo:

Caldo record? In Germania scoppiano le autostrade?

e’ stato fatto un commento davvero molto interessante. Come potete leggere, il commento pone l’attenzione sugli studi attualmente in corso per la produzione di energia sfruttando il calore accumulato dall’asfalto delle nostre strade. Questa possibile soluzione non e’ in realta’ l’unica al vaglio dei ricercatori e proprio per questo motivo, credo sia interessante fare il punto della situazione.

Come sapete bene, diverse volte ci siamo occupati di fonti di energia alternativa o anche di utilizzi piu’ intelligenti delle risorse a nostra disposizione. Questi sono solo alcuni degli articoli che potete trovare sul blog:

Elezioni, promesse verdi e protocollo di Kyoto

Il futuro verde comincia da Masdar

Energia solare nel deserto

Pannelli, pannelli e pannelli

Il led rosso dello stadby …

Elettrodomestici e bolletta

Ora, come anticipato, vogliamo analizzare le possibili tecniche per sfruttare il calore che viene raccolto dalle nostre strade per poter creare energia elettrica. Come sapete bene, l’asfalto e’ in grado di accumulare una notevole quantita’ di calore, che poi viene ceduta all’ambiente in tempi molto lunghi. Proprio per questo motivo, le nostre strade rimangono ad una temperatura elevata anche per diverse ore dopo il tramonto del sole. Purtroppo, riuscire a catturare questo calore non e’ semplice. Prima di tutto, una limitazione e’ data dall’enorme superficie da cui estrarre calore, cioe’ l’intera lunghezza della strada, e soprattutto nella scelta del metodo piu’ adatto per raccogliere efficientemente questa energia.

Il metodo proposto nel commento da cui siamo partiti, punta ad utilizzare il calore per scaldare l’acqua contenuta all’interno di piccole tubature inglobate nell’asfalto stesso. In tal senso, tubicini di materiale in grado di condurre molto bene il calore vengono posizionati a circa 1 cm dalla superficie, in modo da poter raccogliere il calore del catrame. L’acqua cosi’ riscaldata puo’ poi essere utilizzata per produrre energia o anche per fornire acqua calda sanitaria per le diverse postazioni o edifici intorno alla strada stessa. Questo metodo presenta anche due ulteriori vantaggi importanti. Il primo e’ che in questo modo viene ridotto il calore che rimane intrappolato nell’asfalto e che, quando ceduto all’ambiente, crea il cosiddetto problema dell’isola di calore soprattutto nelle nostre citta’. L’altro vantaggio notevole e’ che un impianto cosi’ realizzato potrebbe essere sfruttato anche al contrario, un po’ come avviene nei pannelli radianti sotto il pavimento utilizzati per riscaldare le nostre case. Cosa significa? Durante i mesi invernali, si potrebbe pompare nel sistema acqua a temperatura maggiore, in modo da riscaldare la strada e non permettere la formazione di ghiaccio, responsabile molto spesso di incidenti.

Questa che abbiamo visto, non e’ pero’ l’unica soluzione al vaglio dei ricercatori.

Un altro metodo per sfruttare le nostre strade e’ quello di integrare direttamente pannelli solari. Cosa significa? Come detto in precedenza, l’asfalto e’ soggetto, molto spesso, ad un irraggiamento notevole. Le piu’ grandi arterie sono praticamente sempre assolate garantendo un’esposizione buona ai raggi solari. Bene, sostituendo le nostre strade con una sequenza di pannelli solari, si potrebbe produrre direttamente elettricita’ sfruttando l’effetto fotovoltaico. Questa energia potrebbe al solito essere utilizzata per alimentare aree di servizio e abitazioni in prossimita’, ma potrebbe anche essere immessa nelle rete elettrica e dunque essere a disposizione dei consumatori.

Come e’ possibile mettere un pannello solare al posto delle strade?

Ingegneristicamente parlando, la soluzione proposta e’ molto interessante. Negli USA e’ gia’ in corso uno studio utilizzando pannelli di larghezza 3,7 metri, che e’ la larghezza standard delle corsie americane. Se consideriamo un’esposizione di 4 ore al giorno, con un efficienza anche solo del 10%, poiche’ l’orientamento dei pannelli e’ deciso dalla strada e non dall’ottimizzazione dell’esposizione, si potrebbero produrre circa 5-6 KWh per pannello al giorno. Se ora pensiamo che, solo negli Sati Uniti, ci sono circa 100000 Km di autostrade, direi che i numeri cominciano a diventare interessanti.

Tornando pero’ all’ingegneria, come puo’ un pannello resistere al passaggio di una macchina o, ancor piu’, ad un mezzo pesante? I pannelli per questo scopo sono costruiti con una protezione in vetro, pensata come quella dei vetri anti proiettile delle vetrine. Essendo questi vetri studiati per resistere ai notevoli impulsi dei proiettili, sarebbero in grado di supportare anche il peso di un veicolo. C’e’ un altro problema da considerare. Per evitare slittamenti dei veicoli al loro passaggio sul vetro, la superficie verrebbe lavorata in piccolissimi prismi, in grado di assicurare una buona presa degli pneumatici sui pannelli. Come detto, una sperimentazione in questa direzione e’ gia’ in corso negli USA appunto per verificare costi e benefici di una soluzione del genere.

C’e’ poi un’ultima soluzione che vorrei presentarvi, anche se leggermente diversa dalle precedenti. Il problema principale di molte strade e’, come sappiamo bene tutti, il traffico. Per sfruttare questo, una compagnia privata giapponese, ha studiato uno speciale dosso in grado di trasformare il passaggio di un mezzo in energia elettrica. Il meccanismo e’ semplicissimo. Quando un veicolo passa su questo speciale dosso, manda in pressione dei pistoni idraulici che a loro volta possono essere sfruttati per far muovere delle turbine e produrre corrente elettrica. Un primo prototipo di dosso e’ stato costruito ed e’ lungo circa 1 metro, con un’altezza dell’ordine dei 6 mm. Questa soluzione andrebbe implemantata nei punti piu’ nevralgici per il traffico dove si hanno molti mezzi pesanti che circolano a velocita’ ridotta. Soluzioni ottimali potrebbero essere all’interno delle citta’, in prossimita’ dei porti o anche vicino ad aree di parcheggio. Il costo di questo sistema non e’ molto basso e si aggira intorno ai 300000 dollari a dosso, comprensivi ovviamente anche del sistema di produzione dell’energia. Secondo quanto riportato dalla ditta, in un punto di traffico sostenuto in cui transitano circa 20000 veicoli al giorno, il prezzo verrebbe ripagato nel giro di 3-4 anni e sarebbe in grado di fornire corrente per almeno 100 case. Ovviamente, si tratta di numeri molto provvisori, detti poi dalla ditta produttrice del sistema.

Concludendo, esistono diversi metodi per poter sfruttare le nostre strade nella produzione di energia. Come avete visto, non stiamo parlando di soluzioni innovative di tecnologie non utilizzate prima, bensi’ di applicazioni, a mio avviso anche molto intelligenti, di sistemi conosciuti in ambiti nuovi. Questo rientra a pieno titolo nello sfruttamento piu’ intelligente dei sistemi che gia’ conosciamo. Ora, come detto, si tratta di soluzioni sulle quali sono in corso studi ancora molto preliminari, ma chissa’ che un giorno queste non diventeranno soluzioni standard nella costruzione delle nostre, assolutamente non eliminabili, strade.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

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Ad un anno dal sisma, la terra ribolle in Emilia

20 Mag

In questi giorni, sta facendo molto discutere un fenomeno alquanto curioso che sta avvenendo in alcune zone in provincia di Mantova.

Di cosa si tratta?

Sembrerebbe che la terra stia ribollendo, emettendo uno strano gorgoglio e, almeno secondo le testimonianze, venga emesso un gas non ancora identificato.

Il fenomeno e’ stato osservato per la prima volta a San Giovanni del Dosso e da ieri anche a Campagnola nella Bassa Reggiana. I primi a parlare di questo avvenimento, sono stati i giornalisti della Gazzaetta di Mantova che sono anche intervenuti sul posto. Per farvi capire di cosa stiamo parlando, vi riporto il link al giornale in cui potete vedere e sentire il misterioso borbottio:

Gazzetta di Mantova, San Giovanni del Dosso

Come raccontato dal giornale, in entrambi i casi, il fenomeno e’ stato osservato in campi agricoli e sono state allertate le autorita’ per cercare di capire l’origine di questi strani rumori. Ad oggi, non si sa ancora l’origine certa ne’ tantomeno il meccanismo geologico che innesca questi movimenti.

Di questo strano fenomeno, ho discusso con un nostro lettore che vive proprio nella zona e che mi ha contattato per cercare di capire cosa stia accadendo. Ovviamente, non avendo a disposizione dati certi, e’ possibile fare solo delle ipotesi basate sui video che trovate in rete.

Prima di parlare di ipotesi, cerchiamo di contestualizzare la situazione. Proprio oggi, e’ l’anniversario della prima scossa che ha interessato l’Emilia, il 20 Maggio 2012. Di questo evento, cosi’ come di quello del 29, abbiamo parlato moltissimo in questo blog per analizzare e smentire le tantissime ipotesi che volevano il terremoto indotto dall’uomo o legato a qualche strana attivita’ di fratturazione idraulica.

Parlando di una zona con ancora vivo il ricordo di quei momenti, e’ abominevole pensare che in rete ci sia una fortissima speculazione anche su questo ultimo fenomeno. Purtroppo, come ormai sappiamo bene, pur di fare profitto non si guarda in faccia nessuno.

Analizziamo un attimo i fatti. Stando a quanto riportato dai testimoni, oltre a questo strano rumore, dal terreno sarebbe emesso anche un gas. Per certo, sappiamo che non si tratta di metano. Questo perche’, con un metodo alquanto discutibile dal punto di vista scientifico, le persone intervenute sul luogo hanno accertato che avvicinando una fiamma il gas non si incendiava. Si potrebbe discutere sul metodo “scientifico” utilizzato, ma non e’ questo l’importante ora.

Quali sono le spiegazioni che trovate in rete? La piu’ citata e’ che il gas emesso sia radon. Perche’ questa ipotesi? Semplice, per creare la connessione con le teorie di Giuliani e quindi far intendere che da qui a pochi giorni ci potrebbe essere una nuova scossa. Di queste teorie abbiamo parlato piu’ volte, discutendo come le emissioni di radon dal sottosuolo non possano essere considerate un precursore sismico. Non mi stanchero’ mai di ripetere che: ci possono essere terremoti preceduti da emissioni di radon, ci possono essere terremoti non preceduti da emissioni di radon, ci possono essere emissioni di radon senza terremoti. Nell’ottica dell’individuazione di un precursore sismico, capite dunque che questo parametro non e’ assolutamente affidabile.

Detto questo, ci sono poi tantissimi siti che parlano dello stesso fenomeno avvenuto pochissimi giorni prima della violenta scossa del 20 maggio 2012. Cosa significa questo? Semplice, far credere alle persone che tra pochi giorni ci potrebbe essere di nuovo un forte terremoto.

Prima di farci prendere dal panico, andiamo con ordine e cerchiamo di inquadrare la cosa.

Prima di tutto, parlando dei terremoti del 2012, abbiamo parlato di fenomeni simili a questi che stiamo analizzando ora, in questi post:

Una prova del fracking in Emilia?

Inalzamento dei pozzi in Emilia prima del sisma

Spesso i vulcanelli vengono citati in tanti articoi attuali, dimenticando pero’ un particolare fondamentale: come visto nel post, questo fenomeno non e’ un precursore sismico, bensi’ una conseguenza di un forte sisma. Cosa significa? Che, dopo un forte sisma, in prossimita’ dell’epicentro, possono (ma non e’ detto) formarsi questi vulcanelli di sabbia dovuti a fenomeni di liquefazione del terreno. E’ un precursore? No, non avvengono prima, casomai dopo un sisma.

Allora cosa sono questi strani rumori che si avvertono?

Dunque, come anticipato, non abbiamo ancora dati in mano per formulare ipotesi certe, ma dobbiamo considerare due aspetti molto importanti: a seguito del sisma del 2012, la struttura morfologica del terreno potrebbe essere stata modificata. Inoltre, fino a pochi giorni fa, si sono registrate fortissime piogge proprio sull’area in questione.

Alla luce di questo, cosa potrebbe creare il rumore?

Tra le tante ipotesi che si leggono, secondo me due sono verosimili. La prima e’ che la liquefazione della sabbia, documentata nei post precedenti, abbia creato spazi vuoti nel terreno. In questo caso, l’acqua delle precipitazioni e’ entrata nel terreno ed e’ andata a riempire questi spazi. Il rumore che si sente e’ semplicemente dovuto ad un gioco di pressioni. Sacche che vengono riempite dall’acqua che passa nel terreno, possono creare pressioni diverse e dunque l’acqua si sposta creando questo rumore. Se volete e’ un po’ come i vasi comunicanti. In questo senso, il gas che uscirebbe dal terreno sarebbe soltanto l’aria che era contenuta nelle sacche e che lascia il posto all’acqua proveniente dalla superficie.

La seconda ipotesi plausibile e’ che si tratti di anidride carbonica. In questo caso, il discorso e’ del tutto equivalente a quello precedente, solo che le sacche sarebbero piene di anidride carbonica. Questo gas potrebbe essere accumulato da vegetali o anche da piccoli giacimenti sotterranei.

Personalmente, ma potrei sbagliare, credo sia piu’ plausibile la prima ipotesi. In tal senso, come visto, questo fenomeno sarebbe comunque connesso agli sconvolgimenti del terremoto del 2012, ma causato direttamente dalle violente piogge dei giorni scorsi.

Permettetmi un pensiero a voce alta. E’ gia ‘qualche giorno che si parla di questo fenomeno, possibile che in tutta Mantova non si sia trovato un laboratorio attrezzato per fare una semplice analisi e capire prima di tutto che gas viene emesso dal terreno? Non credo sia una cosa tanto difficile, forse solo un pochino di piu’ che avvicinarsi con un accendino al terreno, ma sicuramente molto piu’ scientifico.

Ad oggi, sono state anche scavate delle buche nel terreno fino a 80 cm, ma non hanno rivelato nulla di anomalo. A questo punto, non resta che attendere qualche giorno e aspettare i risultati delle analisi per potere capire finalmente di che fenomeno si tratta.

L’unica cosa che vorrei sottolineare, e’ l’assoluta non correlazione tra questo fenomeno ed un sisma. Se parliamo di vulcanelli, intendiamo una coseguenza non un precursore di terremoto. Se parliamo di radon, facciamo illazioni sia dal punto di vista del fenomeno, dal momento che non e’ noto il gas che fuoriesce, sia dal punto di vista, come detto, dei precursori. Dunque, rimaniamo calmi e cerchiamo di capire veramente di cosa si tratta, non dando soddisfazione ai tanti speculatori di cui la rete e’ ormai satura.

 

”Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.