Clima ed energia: una lunga intervista al fisico Rossi Albertini

Valerio Rossi Albertini, fisico italiano, specializzato nei metodi di indagine per la produzione di accumulo di energia, membro del comitato ESS-Italia e che svolge attività divulgativa per il CNR partecipando a numerose trasmissioni sulle reti nazionali ci parla di inquinamento climatico e di fonti rinnovabili.

In questi mesi si è parlato molto di cambiamento climatico e di effetto serra. Anche se al giorno d’oggi vi è un grande avanzamento delle fonti rinnovabili, quanto ancora l’uomo sta danneggiando il pianeta? Siamo ancora in tempo per riparare ai danni fatti?

Il problema è che i cambiamenti climatici sono stati contestati per tanto tempo come una denuncia infondata. Ancora adesso ci sono dei negazionisti, primo tra tutti il presidente degli Stati Uniti, ma sono stati smentiti solennemente dal comitato IPCC, che riunisce i più grandi esperti in materia: ormai ci sono le prove scientificamente accreditate che questo aspetto è reale. Quindi dobbiamo chiederci come si può fare per evitare che la situazione precipiti e come si può fare per riportare la condizione del pianeta ad un regime che sia sostenibile.
Il primo provvedimento sarebbe quello di puntare sulle fonti rinnovabili che sono essenzialmente di 4 tipi: l’idroelettrico che sfrutta l’energia cinetica dell’acqua che scende dalle montagne per azionare le turbine e produrre energia elettrica, l’eolico che utilizza le masse d’aria anziché il movimento dell’ acqua, il geotermico che utilizza il calore della terra per riscaldare dell’acqua e trasformarla in vapore necessario ad azionare le turbine e l’ultimo è il solare, che attraverso degli opportuni materiali riesce a convertire direttamente la luce del sole in energia elettrica.
La diffusione delle fonti rinnovabili non può essere distribuita uniformemente sul pianeta, perché ad esempio per il geotermico c’è bisogno che vi sia un grande calore nel sottosuolo.
Quindi, le fonti rinnovabili che sono suscettibili di maggiore diffusione sono il solare fotovoltaico, perché il sole splende ovunque sulla terra e l’eolico perché anche in luoghi freddi c’è la possibilità di utilizzare lo spostamento delle masse d’aria.
Tuttavia il fotovoltaico così come l’eolico si stanno continuando a sviluppare ma ad un ritmo che non è sufficiente per riuscire a compensare l’aumento delle emissioni in atmosfera, soprattutto perché da una parte l’America ha sconfessato gli accordi che erano stati stipulati a Parigi sulla riduzione delle emissioni e dall’altra parte la Cina sta continuando ad invadere l’atmosfera con i gas serra.
L’effetto serra si può spiegare con un esempio tratto dalla vita di tutti i giorni: se in una giornata fredda invernale si lascia un’automobile sotto il sole, quando si va a riprenderla si nota che all’interno dell’abitacolo c’è un bel calduccio perché si è verificato proprio l’effetto serra. Una cosa analoga avviene su scala planetaria, ovvero la luce del sole riesce a penetrare lo strato di anidride carbonica ed arrivare al suolo convertendosi in calore, ma questo rimane imprigionato da questa specie di coperta di anidride carbonica senza più essere liberato nello spazio esterno.
Il primo provvedimento dovrebbe essere ridurre le emissioni di anidride carbonica proprio puntando sulle fonti rinnovabili, il secondo dovrebbe essere la captazione, ovvero si dovrebbe catturare l’eccedenza di anidride carbonica che è stata immessa nell’atmosfera.
Negli ultimi ottocento mila anni non si è mai verificata una concentrazione di anidride carbonica elevata come in questo periodo. Quindi tutti quelli che sostengono che nel medioevo, o in epoche precedenti la Groenlandia fosse verde mentre invece adesso è coperta di ghiacci, e tutti quelli che sostengono che si siano già verificati questi cicli sono sconfessati dalle misurazioni che sono state fatte in Antartide, in cui si sono andate a rintracciare le bollicine di aria imprigionate all’interno del ghiaccio e si è visto che avevano una concentrazione di anidride carbonica inferiore sistematicamente a quella che stiamo registrando negli ultimi decenni.

Anche Hawking ha espresso la sua preoccupazione durante l’annuale appuntamento della BBC «The Reith Lectures», sostenendo che viviamo in un secolo pericoloso dove il riscaldamento globale e il progresso potrebbero portare alla fine del pianeta terra nei prossimi mille o diecimila anni.
Sei d’accordo con questo scenario oppure lo trovi fin troppo distruttivo?

Il nostro problema è che il pianeta terra è stato in equilibrio per decine di milioni di anni e possiamo dire che l’ultima volta che è uscito dall’equilibrio in maniera sensibile è stata a causa della caduta dell’asteroide che comportò la scomparsa dei dinosauri 65 milioni di anni fa, e non c’è mai stato un effetto globale che avesse delle ripercussioni planetarie.
Il problema è che quando un sistema è al di fuori del suo equilibrio quasi per definizione nessuno sa esattamente cosa potrebbe accadere.
Ci stiamo accorgendo che negli ultimi vent’anni le ripercussioni dei cambiamenti climatici sono state ben più gravi di come avessimo previsto, e dato che questi sono fenomeni tendono ad aumentare tanto più rapidamente quanto più passa il tempo nessuno ha il controllo della situazione da qua a cento, duecento o mille anni e la cosa più preoccupante è che quando un sistema va fuori dell’equilibrio si innescano una serie di processi irreversibili a cascata che sconvolgono l’intero sistema.

 

Secondo l’ultima ricerca pubblicata su Science Advance l’uomo in 60 anni ha prodotto circa 8,3 miliardi di tonnellate di plastica, delle quali solo il 9% è stato riciclato, mentre il 79% è stato immesso nell’ambiente. Sapendo che il tempo di degradazione della plastica arriva anche fino a 1000 anni e che quindi è una grande fonte di inquinamento per il pianeta, secondo te le bioplastiche possono essere una svolta per l’ambiente?

La plastica è sicuramente la prima causa di contaminazione. Nessuno sa realmente quanta plastica sia un miliardo di tonnellate, però il dato più evidente è il fatto che all’interno dell’oceano pacifico, dell’oceano atlantico e in misura minore non solo dell’oceano indiano ma persino del mar mediterraneo si sono formate le così dette isole di plastica, che sono degli ammassi di polimeri parzialmente decomposti.
La plastica è composta da filamenti detti polimeri, i quali si possono staccare gli uni dagli altri in maniera relativamente semplice, ma è molto difficile spezzare il singolo polimero.
Questo significa che la plastica si frammenta, ma una volta che si rompe in pezzetti molto piccoli quelli hanno una grande tenacia, e quindi sono destinati a rimanere in quella condizione per un periodo di tempo lungo. Le isole di plastica sono un effetto visibile e quella più grande è al centro dell’oceano atlantico e ha una dimensione stimata pari all’intera Australia. Ma quest’isola non è formata da plastica solida, ma è diventata una sostanza gelatinosa che adesso invade gli oceani. Quando la plastica viene dispersa nell’ambiente spesso viene seppellita, si decompone e contamina tutte quante le specie viventi che su quella zolla di terra si alimentano.

 Per quanto riguarda invece i combustibili fossili che inquinano e che sono ancora molto usati al giorno d’oggi, quale pensi sia la soluzione del futuro tra i biocombustibili alle microalghe, l’idrogeno e il motore elettrico?


Secondo me non ce né uno che sia egemone: quello che bisognerà fare è sperimentare tutte quante le possibili soluzioni. Non si può decidere a priori quale sarà il filone dominante, anzi sarebbe auspicabile ci fosse una sinergia di queste fonti dato che a noi serve tantissima energia e che per poter riuscire a sopperire all’eliminazione dei combustibili fossili dovremmo fare ricorso a tutte quante le forme di energia alternativa e io auspicherei che tutti gli scienziati e che tutti i tecnici competenti, ognuno secondo il proprio settore di competenza contribuiscano a questo sforzo collettivo.
L’idrocarburo prodotto per via biologica consente che si mantenga inalterato il bilancio del carbonio, mentre invece il motore elettrico fa sì che ci sia una diminuzione progressiva della concentrazione di anidride carbonica nell’aria. C’è una differenza sostanziale tra i combustibili fossili come il metano e il biometano prodotto dalle alghe o dai digestori anaerobici, che sono batteri che producono metano nutrendosi degli scarti di lavorazione agricola, del letame, oppure dell’umido raccolto nelle città.
La differenza tra il biometano e quello che viene invece estratto dal sottosuolo è che quest’ultimo da un contributo di carbonio ulteriore all’atmosfera, perché il carbonio che appartiene al metano nel sottosuolo è stato sequestrato dal bilancio atmosferico milioni di anni fa.
Invece il metano che viene prodotto dalle alghe, o dai batteri rimane all’interno del ciclo: quindi non c’è un’eccedenza, ovvero una pianta sequestra tanta anidride carbonica quanta ne rilascia quando viene bruciata o digerita.
Date queste premesse il motore elettrico è alternativo a tutta quanta questa filiera: perché il motore elettrico non richiede il biometano e può essere alimentato direttamente da fonti rinnovabili. Quindi vedo favorevolmente il filone di produzione dei biocombustibili, ma come elemento di transizione verso un’economia che sia dominata esclusivamente dall’energia elettrica e dalle altre fonti di energia rinnovabile.

 

Visti i progressi che sono stati fatti in campo energetico: pensi che sarà la fusione nucleare l’energia del futuro?

Quando noi parliamo adesso di un impianto o di un reattore nucleare ci riferiamo alla fissione nucleare, ovvero a quegli impianti che utilizzano le barre di uranio o altri metalli pesanti radioattivi per produrre energia elettrica rompendo il nucleo di questi atomi: questa è la stessa tecnologia utilizzata per le bombe di Hiroshima o di Nagasaki.
Questa produzione di energia attraverso la fissione nucleare ha tantissimi inconvenienti: è poco controllabile e rilascia scorie radioattive che possono durare per decine di migliaia di anni, con il rischio che contaminino l’ambiente se rilasciate, così come accaduto a Černobyl’o Fukushima.
Invece la fusione nucleare è il processo opposto rispetto alla fissione, ovvero i nuclei di elementi leggeri vengono uniti per produrre energia.
Quindi l’idrogeno, essendo l’elemento più leggero della tavola periodica, potrebbe essere la fonte privilegiata per la fusione nucleare perché unendo due nuclei di idrogeno si ottiene un nucleo di elio e dell’energia residua.
Inoltre il nucleo di elio non è radioattivo a differenza dei frammenti che si ottengono dalla disgregazione degli atomi pesanti all’interno dei reattori a fissione nucleare. Quello a cui dobbiamo puntare è la tecnologia a fusione nucleare, che è quella che sostiene l’attività del Sole e delle altre stelle. Inoltre a differenza dell’uranio che è difficilmente reperibile in natura l’idrogeno si trova nell’acqua.
Tuttavia ci sono delle controindicazioni: non si riesce facilmente a raggiungere le condizioni in cui i nuclei di idrogeno fondono e danno origine ai nuclei di elio, perché sono carichi positivamente e quindi si respingono.
Si può ovviare a questo inconveniente riscaldandoli tanto, perché tale riscaldamento comporta una grande energia cinetica che può vincere l’energia potenziale di repulsione coulombiana.
Inoltre vi è la difficoltà di metterlo all’interno di un contenitore, perché non c’è contenitore che possa resistere a quelle temperature.
Quindi il problema fondamentale della fusione nucleare è la tecnologia. Nella fusione nucleare occorre un reattore che lavori ad altissime temperature e un gas a quella temperatura tende ad esplodere. Invece l’obiettivo è che il gas rimanga confinato perché solo così i nuclei sono talmente vicini da potersi fondere.
Quindi ci sono una serie di problemi difficili che vanno risolti e che fanno spostare progressivamente il momento in cui entreranno in funzione i reattori nucleari a fusione.

 

Luisa Bizzotto

Studio all'Università di Padova Ingegneria Chimica e dei Materiali. Scrivo per La Voce che Stecca dal 16 luglio 2015 e su queste pagine mi occupo di cultura, scienza, musica e sport.

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