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Una batteria … vivente

19 Set

Come sapete bene, diverse volte ci siamo soffermati a riflettere sulle cosiddette energie alternative. Il punto attualmente raggiunto non puo’ certo essere considerato l’arrivo per il nostro futuro energetico. I sistemi alternativi utilizzati su larga scala, principalmente solare e eolico, sono, allo stato attuale, sistemi a bassa efficienza. Fate attenzione, non voglio certo dire che lo sfruttamento di queste risorse sia inutile, tutt’altro. Quello che sto cercando di dire e’ che queste fonti non sono sfruttate al massimo e, vista la crescita esponenziale della richiesta di energia nel mondo, non potranno certo essere considerate, allo stato attuale, alternative al petrolio o ad altre fonti.

In questa ottica, di tanto in tanto, gettiamo uno sguardo alle ricerche in corso, per mostrare lo stato dell’arte ma soprattutto per vedere possibili fonti alternative in corso di studio.

Proprio in virtu’ di questo, vorrei parlarvi di un’invenzione pubblicata solo pochi giorni fa da un gruppo di ingegneri dell’Universita’ di Stanford. Come forse avrete letto sui giornali, e’ stata prodotta la prima pila a microbi.

Di cosa si tratta?

I microbi in questione appartengono alla famiglia degli elettrogenici, cioe’ microorganismi in grado di produrre elettroni durante la digestione. Detto in altri termini, durante il processo digestivo, questi microbi strappano un elettrone che rimane libero. Questa tipologia di batteri e’ conosciuta gia’ da diverso tempo, quello che pero’ sono riusciti a fare gli autori di questa ricerca e’ trovare il modo efficace di produrre energia da questo processo.

Prima di parlarvi dell’applicazione, vi mostro una foto del dispositivo in questione:

Batteria a microbi

Batteria a microbi

Guardando la foto, vi rendete subito conto che si tratta ancora di un prototipo non industrializzato. Per darvi un’idea, le dimensioni della provetta a cui sono attaccati i fili e’ paragonabile a quella di una batteria per cellulare.

Come funziona la pila?

Come detto, questi batteri producono elettroni liberi durante la digestione. La provetta che vedete contiene due elettrodi. Il primo e’ in carbonio e proprio su questo sono presenti i nostri microbi. Come vedete anche dalla foto, il liquido all’interno della provetta appare molto torbido. Non si tratta assolutamente di un effetto ottico, sono dei liquami veri e propri che offrono il nutrimento per la colonia di microbi presenti all’interno.

Uno dei microbi osservato al microscopio

Uno dei microbi osservato al microscopio

A questo punto, il discorso comincia ad essere piu;’ chiaro. Vengono messi i microbi su un elettrodo in carbonio. Il liquido offre il nutrimento per gli organismi che dunque mangiano felici e per digerire, invece dell’infantile ruttino, producono elettroni.

Sempre all’interno e’ presente un secondo elettrodo, questa volta in ossido di argento. Questo funge da collettore per la raccolta degli elettroni. Ora, per definizione, se avete un moto ordinato di cariche elettriche da un elettrodo all’altro, avete una normalissima corrente elettrica. Dunque, avete la vostra pila.

Come potete immaginare, per sua stessa definizione, questo genere di pile si “scarica” quando la concentrazione batterica e’ cresciuta troppo, scarseggia il nutrimento o quando l’elettrodo in lega di argento e’ saturo di elettroni sulla superficie. In questo ultimo caso, che poi rappresenta il collo di bottiglia della produzione di energia elettrica, basta sostituire l’elettrodo esausto con uno nuovo affinche’ il processo riparta.

Quali sono i vantaggi di questa pila?

Anche se il funzionamento puo’ sembrare molto semplice, questa invenzione apre scenari molto importanti non solo in campo energetico, ma anche ambientale. Come potete facilmente immaginare, questo processo potrebbe essere utilizzato per produrre energia dai liquami, utilizzando questi prodotti di scarto fortemente inquinanti in modo molto intelligente.

Dal punto di vista energetico, si pensa che il sistema possa essere in grado di estrarre circa il 30% del potenziale contenuto nei liquami. Detto in altri termini, la bateria avrebbe un rendimento intorno a questo valore. Pensate sia poco? Assolutamente no. Le normali celle solari attualmente utilizzate hanno efficienze medie intorno al 25%. Solo con celle di ultima generazione si riesce a superare di poco il 30%. Questo significa che il processo microbico ha un rendimento del tutto paragonabile a quello delle celle utilizzate nei pannelli solari.

Come anticipato, e come evidente, lo studio e’ ancora in fase prototipale. In particolare, il problema attuale e’ nel costo dell’elettrodo in ossido di argento che serve da collettore per gli elettroni. Il prezzo troppo alto, rende questo sistema ancora anti-economico e non adatto all’utilizzo su larga scala.

Detto questo, capite bene come questa ricerca sia tutt’altro che terminata. Gli sviluppi futuri sono proprio volti a trovare materiali economici adatti a chiudere il circuito. Il fatto di aver usato all’inizio un materiale piu’ costoso e’ del tutto normale se consideriamo che per prima cosa si doveva dimostrare la correttezza dell’intuizione.

Concludendo, proprio in questi giorni e’ stata pubblicata la ricerca che racconta la costruzione della prima pila a batteri. Questo sistema sfrutta i processi digestivi di alcune tipologie di microbi in grado di liberare elettroni. La batteria realizzata ha un’efficienza paragonabile a quella delle celle solari e la ricerca e’ attualmente impegnata per trovare materiali economici da utilizzare per la raccolta degli elettroni al posto del costoso ossido di argento.

 

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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Meduse: belle e pericolose

5 Set

Ormai siamo alla fine della stagione estiva, anche se le temperature alte ci consentono, per i piu’ fortunati che non sono al lavoro, di andare ancora al mare e di rinfrescarci con un bagno. Molto spesso pero’, questi nostri programmi vengono smentiti perche’ c’e’ la possibilita’ di trovarsi di fronte un mare popolato da banchi di meduse. Come sappiamo bene, onde evitare spiacevoli conseguenze, in questi casi e’ sconsigliato fare il bagno. Ovviamente, qualcuno potrebbe obiettare dicendo che a volte si trovano singole meduse che si lasciano trasportare dalle onde, piuttosto che decine di animali.

Su suggerimento di una nostra cara lettrice, credo sia interessante parlare un attimo di questi, a mio avviso, splendidi animali. Perche’ dico splendidi? A parte il fastidio nel non poter fare il bagno o il dolore di un contatto, si tratta di animali estremamente affascinanti, con un andamento elegante trasportato dalle onde e, molto spesso, con colorazioni e riflessi che si lasciano ammirare.

Come sappiamo, esistono, soprattutto in Australia ed in alcune zone della California, meduse killer il cui contatto puo’ portare addirittura alla morte per arresto cardiaco o per crisi respiratoria. Le specie nostrane non sono assolutamente letali anche se, soprattutto durante il periodo estivo, i pronto soccorso degli ospedali si riempiono di persone che hanno avuto la sfortuna di scontrarsi con questi animali.

Nel mediterraneo, come avrete sicuramente sentito, il numero di meduse sta crescendo molto. Fate attenzione, in realta’, questa mia affermazione non e’ esattamente corretta. Quello che sta aumentando e’ la presenza vicino alla riva di questi animali. Alcune volte, si giustifica questo fenomeno dicendo che la loro presenza e’ sinonimo di pulizia delle acque.

Ovviamente, e’ vero che le meduse prediligono le acque pulite, ma la loro presenza non e’ sintomatica di una pulizia del tratto di mare. L’aumento di questi animali a riva non e’ compreso del tutto, anzi esistono tre ipotesi possibili formulate in biologia. La prima e’ che esistano dei cicli naturali per cui, con periodi di 10-12 anni, le meduse scelgono di riprodursi vicino alal riva piuttosto che in acque piu’ profonde. Questa ipotesi, anche se sostenuta da alcuni esperti, non trova dimostrazioni oggettive.

L’altra ipotesi possibile e’ invece da ricercarsi nell’aumento della temperatura dei mari. Cosa comporta questo? Una temperatura maggiore, ovviamente parliamo di percentuali, favorisce il proliferare del plancton, cibo delle meduse. In tal senso, una maggiore temperatura, soprattutto nella zona costiera, richiamerebbe piu’ meduse verso riva.

L’ultima ipotesi e’ invece, al contrario di quanto pensato normalmente, da ricercarsi nell’inquinamento dei mari, proprio in zona costiera. Molto spesso, acque provenienti da campi coltivati vengono riversate senza trattamento a riva. Queste acque possono essere ricche di fertilizzanti utilizzati in agricoltura che, ovviamente, fanno il loro compito anche in mare, favorendo, anche in questo caso, il proliferare del plancton.

Una combinazione di queste ultime due ipotesi e’ quella maggiormente citata per giustificare l’aumento delle meduse osservato negli ultimi anni, anche nel Mediterraneo.

Detto questo, parliamo un secondo dell’anatomia delle meduse. Come sappiamo bene, si tratta di organismi molto antichi e molto semplici. Il 98% del loro corpo e’ composto di acqua. Dal punto di vista morfologico, le meduse hanno una parte superiore detta “ombrello”, divisa, con funzione diverse, in superiore e inferiore, e dei tentacoli, detti manico. Proprio questi ultimi sono ricchi di cellule dette cnidociti in grado di iniettare per contatto una sorta di veleno. Questo meccanismo e’ utilizzato sia per scopi di offesa che di difesa.

Da cosa e’ composto il veleno?

Si tratta di una sostanza gelatinosa composta da tre proteine: una ad effetto paralizzante, una con effetto infiammatorio e una neurotossica. Data questa sinergia capite bene, ad esempio, la funzione del liquido urticante durante la cattura di una preda.

Bene, proprio la presenza di questo liquido urticante e’ quello che ci fa evitare di fare il bagno in presenza di meduse o che, quasi tutti, conoscono direttamente per i suoi effetti. Fate attenzione, come detto prima, solo i tentacoli sono in grado di iniettare il liquido urticante. Detto questo, non si ha nessuna conseguenza toccando la medusa nella parte dell’ombrello.

Per poter capire quanto sia urticante questo veleno, dobbiamo pero’ considerare quali sono le tipologie di meduse piu’ presenti nei nostri mari. Come sapete, la famiglia delle meduse, vanta migliaia di specie, con caratteristiche morfologiche estremamente diverse.

Per quanto riguarda il Mediterraneo, la specie piu’ presente e’ la cosiddetta Pelagia nocticula:

Medusa Pelagia Nocticula

Medusa Pelagia Nocticula

Come vedete dalla foto, questa medusa ha una struttura trasparente con riflessi violacei e lunghi tentacoli. Il liquido di questa specie e’ molto urticante e la pericolosita’ di questo animale e’ data dal fatto che molto spesso si presenta in branchi di molte centinaia. La dimensione dell’ombrello puo’ arrivare anche a 10-15 cm di diametro. Caratteristiche che rende ancora piu’ affascinante questa medusa e’ la sua fosforescenza notturna che la rende particolarmente visibile.

Altra specie urticante e presente nel Mediterraneo e’ la Cotylorhiza tuberculata:

Medusa Cotylorhiza tuberculata

Medusa Cotylorhiza tuberculata

Come vedete dalla foto, questa tipologia e’ facilmente riconoscibile per via dei tentacoli che finiscono in una sorta di dischetti. Molto spesso elementi di questa specie si trovano isolati.

L’ultima specie diffusa nel Mediterraneo e’ la Rhizostoma pulmo:

Medusa Rhizostoma pulmo

Medusa Rhizostoma pulmo

In questo caso, le dimensioni dell’ombrello possono raggiungere anche i 60 cm di diametro, ma il veleno di questo animale e’ non dannoso per l’uomo. Fate attenzione, dire non dannoso significa che il suo effetto urticante e’ estremamente blando, ma non nullo. Evitate, in caso di incontro, si abbracciare questa medusa.

Detto questo, la domanda che spesso viene fuori e’: cosa fare in caso di contatto?

Come molti di noi sanno per esperienza personale, incontri ravvicinati con le meduse possono essere davvero molto dolorosi. Come spesso avviene, la maggior parte dei rimedi tramandati o conosciuti per lenire il dolore sono in realta’ frutto di false convinzioni e, in alcuni casi, possono anche peggiorare la situazione. Inutile dire che in caso di urto con i tentacoli si deve raggiungere la riva, autonomamente o con l’aiuto di altri bagnanti.

Il rimedio piu’ noto in questi casi e’ quello di ricorrere a sabbia bollente, pietre calde, urina, ammoniaca, ecc. Tutti questi rimedi sono inutili. Perche’? Per poter lenire il dolore e’ necessario interrompere il rilascio di neurotossine. Per fare questo servirebbero temperature di 50 gradi, difficilmente ottenibili con una pietra o con la sabbia. Stessa cosa vale per l’ammoniaca, e dunque per l’urina. Utilizzare queste sostanze non fa altro che peggiorare l’infiammazione locale della pelle. Come sapete, il punto della lesione diviene piu’ sensibile alal radiazione solare il che puo’ creare macchie sul corpo. L’utilizzo dell’ammoniaca, o, come fatto in alcuni casi, dell’aceto, peggiora solo questo eritema.

Cosa si deve fare?

Per prima cosa, sciaquare la parte con acqua di mare. Questa soluzione, al contrario dell’acqua dolce, aiuta a diluire la neurotossina non ancora penetrata e a disinfettare la parte. A questo punto, controllate che non vi siano frammenti di tentacolo rimasti attaccati. In caso contrario, basta utilizzare una tesserina rigida, bancomat, patente, ecc., per eliminarli. Mettere creme al cortisone per lenire il dolore e’ completamente inutile. Il picco di infiammazione si ha fino a 20 minuti dal contatto. Creme di questo tipo cominciano a fare effetto dopo 30 minuti, cioe’ quando il dolore sarebbe diminuito naturalmente.

Il rimedio migliore da utilizzare in caso di contatto con una medusa e’ un gel al cloruro di alluminio. Questi prodotti sono ancora poco diffusi in Italia, anche se e’ possibile farli preparare come soluzioni galeniche. La concentrazione da richiedere e’ intorno al 4-5%. Cosa fa il cloruro di alluminio? Si tratta di un gel astringente che dunque impedisce alle neurotossine di entrare in circolo. Questa soluzione e’ anche molto utile dopo le punture di zanzara, in quanto riduce notevolmente il prurito.

Ultima importante cosa. Per evitare spiacevoli incontri o giornate sulla sabbia per acqua infestata da meduse, potrebbe essere utile consultare un cosiddetto “meteo meduse”. Si tratta di servizi basati sulla segnalazione di privati e addetti ai lavori che, giorno per giorno, preparano cartine contenenti la presenza o meno di meduse in zone specifiche. Un esempio di questo servizio e’ offerto anche dalla rivista focus a questo indirizzo:

Focus, meteo meduse

 

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Nuovo materiale

26 Lug

Ogni tanto e’ interessante parlare di materiali del futuro, prima di tutto per capire dove la ricerca ci sta portando e quali futuri benefici si potranno avere sintetizzando nuove sostanze. Gia’ in passato, avevamo parlato di questi argomenti:

Uno sguardo ai materiali del futuro

Allo stesso modo, uno degli aspetti che da sempre solletica l’interesse delle persone verso la ricerca e’ l’assoluta casualita’ di alcune scoperte. Pensare a grandi rivoluzioni scoperte per caso, senza volerlo, e’ un aspetto attraente della ricerca.

In questo articolo, vorrei unire questi due aspetti, parlando della scoperta di un nuovo minerale, la Upsalite.

Cosa sarebbe?

Si tratta di un materiale sintetizzato da alcuni ricercatori dell’Universita’ di Uppsala in Svezia, dotato di una struttura amorfa e composto da un carbonato di magnesio.

Perche’ si parla di scoperta casuale?

Immagini al microscopio elettronico SEM e TEM della Upsalite

Immagini al microscopio elettronico SEM e TEM della Upsalite

Fino a poco tempo fa, si pensava che i carbonati di magnesio non potessero essere prodotti con processi a bassa temperatura, questo unito alla notevole difficolta’ di sintetizzazione di strutture amorfe disidratate, cioe’ nelle quali le molecole di acqua sono state strappate dalla struttura.

Nell’Universita’ di Uppsala, esiste un gruppo di ricerca che si occupa di questi aspetti. Un venerdi pomeriggio, dopo aver modificato i parametri di sintesi dei precedenti tentativi, tutti andati male, i ricercatori hanno lasciato il laboratorio dimenticando il materiale nella cella di reazione. Al loro ritorno il lunedi mattina, si sono trovati un materiale rigido, di nuova sintesi, appunto la Upsalite.

Anche se alcuni giornali hanno parlato solo oggi di questa scoperta, la storia raccontata risale al 2011. Solo in questi giorni pero’, dopo due anni di prove e analisi per perfezionare ia procedura, i ricercatori hanno pubblicato un articolo specifico sul nuovo  materiale. Ecco il sito dove potete leggere l’articolo:

Upsalite

Cosa ha di tanto importante la Upsalite?

Come e’ facile pensare, oltre all’aspetto puramente chimico-fisico della realizzazione di un materiale di questo tipo, l’importanza di una scoperta del genere si valuta in base alle possibili applicazioni del nuovo materiale. La Upsalite ha moltissime applicazioni nei campi piu’ diversi.

Dal punto di vista fisico, e’ formata da una struttura amorfa nanometrica, che gli consente di stabilire un nuovo record per la superficie utile al cm^2. Mi spiego meglio, in molti processi, quella che conta e’ la superficie di contatto tra i materiali. Avere una grande superficie di contatto, consente di poter velocizzare i fenomeni per cui il materiale e’ concepito. Bene, la Upsalite ha una superficie utile di ben 800 m^2 per grammo . Inoltre, il materiale appare poroso con notevoli interstizi vuoti e dal diametro dell’ordine dei 10 nanometri.

Come anticipato, queste caratteristiche rendono la Upsalite utilizzabile in moltissimi campi.

Prima di tutto, la struttura stessa rende il materiale in grado di assorbire notevoli quantita’ di acqua, dunque di ridurre velocemente l’umidita’ con un campione relativamente piccolo. In questo caso, si parla soprattutto di applicazioni industriali nella produzione di deumidificatori, ma anche nella realizzazione di apparecchiature da laboratorio.

Inoltre, la capacita’ di assorbire acqua potrebbe essere sfruttata in tutte quelle applicazioni in cui questa sostanza puo’ arrecare danni. Pensate, ad esempio, ai dispositivi elettronici, alla conservazione dei cibi e dei farmaci, ai magazzini in generale, ecc. Applicazioni oggi riservate, tra le altre cose, ai sacchettini di deumidificante di silica.

Sfruttando invece la struttura porosa, si potrebbe pensare di utilizzare la Upsalite per assorbire inquinanti o sostanze diffuse nell’ambiente. A livello domestico, la Upsalite potrebbe essere sfruttata per eliminare i cattivi odori, applicazione possibile e richiesta anche a livello industriale. Parlando di “odori” non possiamo certo prescindere da inquinanti dispersi in aria. Realizzando attraverso questo materiale filtri appositamente studiati, questa soluzione potrebbe essere sfruttata anche a livello di acque, sia marine che reflue, sfruttando appunto le caratteristiche della Upsalite.

Dal punto di vista ambientale, l’applicazione piu’ importante, potrebbe essere proprio quella per la rimozione di inquinanti in mare. Pensate, ad esempio, ad un carico di petrolio disperso in acqua e catturato spargendo Upsalite sulla superficie.

Essendo stata scoperta in Svezia, nell’articolo stesso non poteva mancare una possibile applicazione per sfruttare la Upsalite eliminando l’acqua, o meglio l’umidita’, dai campi da Hockey.

Concludendo, a volte, scoperte interessanti arrivano in modo del tutto fortuito e non premeditato. Questo e’ il caso della scoperta della Upsalite, un materiale di nuova sintesi che presenta una struttura nanoporosa e la piu’ grande superficie al grammo mai osservata. Queste caratteristische rendono la Upsalite sfruttabile in molti settori e con risvolti davvero notevoli nella vita di tutti i giorni.

 

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Biocarburanti di terza generazione

28 Giu

Sicuramente, tutti avrete sentito parlare di biocarburanti. Come e’ noto, la domanda mondiale di petrolio e derivati continua a crescere nel tempo, causando, tra le altre cose, un aumento del prezzo del greggio. Uno dei problemi principali per quanto riguarda il consumo di petrolio, e’ la crescita sempre piu’ accentuata di quelle che una volta venivano chiamate economie emergenti. Dico tra quelle che “venivano chiamate” economie emergenti perche’, come noto, si tratta ormai di economie gia’ belle che solide, si pensi ad esempio alla Cina e all’India, e dove l’aumentato benessere, crea una richiesta di materie prime sempre crescente da parte della popolazione. In questo scenario, le fonti fossili hanno una vita sempre piu’ corta e, come sappiamo bene, dobbiamo gia’ fare i conti con quello che succedera’ nell’era, attualmente ancora inimmaginabile, del dopo petrolio.

In questo scenario, gia’ da qualche anno, si e’ iniziato a parlare di biocarburanti. Forse non tutti sanno che siamo gia’ arrivati alla seconda generazione di questi prodotti. Nella prima generazione si parlava di produzione da materiale vegetale, mentre nella seconda generazione si e’ studiata in dettaglio la produzione di carburanti a partire dagli scarti alimentari.

Questi studi hanno mostrato delle problematiche molto complesse e difficilmente risolvibili. Nella prima generazione, sicuramente avrete sentito parlare dell’olio di colza. Uno dei problemi principali in questo caso e’ l’utilizzo di vaste aree di terreno per la produzione di queste piante. Necessariamente, il ricorso a queste colture, sottrae terreno alla produzione alimentare. Ora, anche quello cibo per la popolazione mondiale sempre crescente e’ un problema serio e su cui, prima o poi, dovremo ragionare per trovare una soluzione. Rubare terreno alla produzione alimentare per piantare colza, crea dunque una competizione tra due problemi fondamentali per la civilta’ umana.

Per quanto riguarda invece la seconda generazione, il problema principale in questo caso e’ dato dai costi di produzione di energia che mostrano tutt’ora valori troppo elevati se confrontati con quelli dei combustibili fossili.

A questo punto, la terza generazione di combustibili fossili, mira a trovare soluzioni alternative per la produzione di biocarburanti utilizzando materie prime facili da reperire, economiche e ad alto rendimento in termini di carburante.

Il settore di ricerca principale nei biocarburanti di terza generazione e’ quello che vuole impiegare microalghe.

Cosa sono le microalghe?

Si tratta di normalissime specie vegetali che crescono spontaneamente nelle acque reflue. Un eventuale utilizzo di queste alghe consentirebbe dunque non solo di risolvere il problema dei carburanti, ma anche di ridurre il carico inquinante nelle acque di scarto.

Ovviamente, in un’ottica di produzione di massa, si pensa di creare dei veri e propri allevamenti di alghe. In questo caso, le uniche cose di cui c’e’ bisogno sono uno specchio d’acqua (cisterna, vasca, ecc) e della luce del sole per permettere la fotosintesi.

Le alghe in generale sono molto ricche di lipidi e proteine che le rendono ottimi candidati per la produzione di biodiesel e bioetanolo. Per darvi un’idea, il contenuto di grassi di queste sostanze e’ anche 30 volte superiore a quello delle comuni specie vegetali utilizzate nella produzione di biocombustibile (mais e colza in primis).

Come confronto numerico, vi riporto una tabella in cui viene mostrato non solo il contenuto lipidico di queste sostanze confrontate con le materie prime utilizzate nella prima e seconda generazione, ma anche il rendimento in termini di olii che e’ possibile ottenere:

Materia prima

Contenuto lipidico (% olio/s.s.)

Rendimento in olio
(L olio/ha)

Suolo utilizzato
(m2/kg biodiesel)

Resa in biodiesel
(kg biodiesel/ha)

Mais

4

172

66

152

Soia

18

446-636

18

562

Jatropha

28

741-1.892

15

656

Camelina

42

915

12

809

Colza

41

974

12

946

Girasole

40

1.070

11

1.156

Olio di palma

36

5.366-5.950

2

4.747

Microalghe (basso contenuto in olio)

30

58.700

0,2

51.927

Microalghe (medio contenuto in olio)

50

97.800

0,1

86.515

Microalghe (elevato contenuto in olio)

70

136.900

0,1

121.104

Anche per quanto riguarda l’emissione di CO2, i carburanti prodotti da alghe presentano valori molto piu’ bassi rispetto ai biocarburanti soliti:

Materia prima

Emissioni di CO2

Impiego di acqua

Superficie necessaria per soddisfare la domanda mondiale di petrolio

 

(gCO2eq/MJ)

(g/m2/g)

(106 ha)

Jatropha

56,7

3.000

2.600

Alga

3

16

50-400

Olio di palma

138,7

5.500

820

Colza

78,1

1.370

4.100

Soia

90,7

530

10.900

Le proprieta’ dei carburanti ottenuti tra le terza e le prime due generazioni e’ del tutto equivalente:

Proprietà

Biodiesel da alghe

Biodiesel da soia

Biodiesel da colza

Biodiesel da girasole

Diesel

Densità (kg/L)

0,864

0,884

0,882

0,860

0,838

Viscosità (mm2/s, cSt a 40 °C)

5,2

4

4,83

4,6

1,9-4,1

Flash point (°C)

115

131/178

155/180

183

75

Punto di solidificazione (°C)

-12

-4

-10,8

-7

-50/+10

Punto di intorbidamento (°C)

2

1

-4/-2

1

-17

Numero di cetano

52

45/51

53/56

49

40-55

PCI (MJ/kg)

41

37,8

37,2

38,9

42

Dunque, tutto risolto, basta iniziare a coltivare alghe per eliminare il problema delle risorse fossili. Purtroppo, non e’ propriamente cosi’.

Come anticipato, si tratta di ricerche attualmente in corso. Il problema principale dell’utilizzo di alghe e’, al solito, il costo. Allo stato attuale per ottenere 1 Kg di alghe servono circa 3.5 dollari. Questo prezzo e’ ancora troppo alto in confronto ai combustibili classici.

Come detto pero’, si tratta di studi ancora ad un livello quasi pioneristico. In tal senso, ci sono ancora molti “manici” che possono essere utilizzati per migliorare e ottimizzare il processo. Prima di tutto, i costi mostrati sono relativi ad una produzione su piccolissima scala. Nell’idea di un impianto dedicato, il costo per Kg di alghe potrebbe scendere tranquillmanete di un fattore 10, rendendolo paragonabile a quello dei combustibili fossili. Inoltre, esistono migliaia di specie di alghe che possono essere coltivate. In termini di resa, le alghe attualmente in studio potrebbero non essere le migliori per contenuto lipidico. Trovare soluzioni migliori equivale a migliorare il rendimento in produzione e dunque ad abbassare ancora il prezzo. Sempre in questo contesto, il ricorso all’ingegneria genetica potrebbe aiutare ad ottimizzare i processi di fotosintesi, aumentando notevolmente la produzione lipidica e dunque il rendimento nella produzione di olii combustibili.

Concludendo, gli studi sulla terza generazione di biocarburanti mirano all’utilizzo di alghe. Queste specie vegetali presentano un altissimo contenuto lipidico che le rende ottime candidate per la produzione di combustibili. Allo stato attuale, ripetiamo di ricerca pura e appena iniziata, i costi di produzione delle alghe sono ancora troppo elevati. Gli studi in corso mirano dunque all’ottimizzazione della produzione di queste nuove materie prime, oltre a migliorare il rendimento trovando, tra le migliaia disponibili, quelle a maggior contenuto lipidico. Sicuramente, una ricerca del genere merita attenzione. In un futuro piu’ o meno prossimo potrebbe rivelarsi fondamentale per la civilta’ umana.

 

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