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Library Everywhere: una biblioteca per tutti

In evidenza

Alfredo Di Nola*

Un progetto di volontariato a cui tutti possono partecipare

Sviluppato da Alfredo Di Nola, Nico Sanna e Gianluca Sbardella

http://www.libraryeverywhere.com

Nei paesi in via di sviluppo, ma non solo, molte scuole e molte piccole comunità, che in realtà rappresentano una gran parte della popolazione mondiale, non hanno una biblioteca e non potranno mai averne una. Questo perché una biblioteca tradizionale, anche piccola, è molto costosa. Richiede una stanza abbastanza grande, attrezzata con scaffali, tavoli e sedie.

Inoltre ha bisogno di condizioni climatiche (quali umidità, temperatura e altro) controllate per fare in modo che i libri non si deteriorino nel tempo.

E ancora, va continuamente aggiornata e ha bisogno di un bibliotecario, più o meno esperto, cioè di una persona che sia in grado di acquistare i libri, catalogarli e gestire il prestito.

Si può calcolare che una biblioteca di 3-4000 libri, in cui già ci siano le mura può costare circa 15.000 euro, considerando che ci sono comunque dei lavori da fare all’interno e l’arredamento da procurare.

I libri sono per noi una cosa molto comune, ma per queste comunità sono spesso una cosa molto rara perché magari il paese più vicino, dove poter andare per prendere un libro, dista parecchi chilometri o perché le strade sono difficilmente accessibili.

Oggi, con la possibilità di avere i libri digitali, le cose possono essere molto più semplici e per questo abbiamo pensato di creare una biblioteca di libri digitali, che offre molti vantaggi rispetto a una biblioteca cartacea.

Caratteristica di questa biblioteca è quella di essere contenuta in una pen-drive. Può essere facilmente installata in uno o più pc, dove si troveranno il catalogo e ovviamente i libri. Può essere liberamente duplicata: in pratica è pensata per essere virale.

I libri si potranno leggere sia sullo schermo del pc, sia su un lettore di libri digitali, chiamato e-reader. Nel catalogo sono inoltre incluse informazioni sui singoli autori e sui libri.

Il costo di tutti questi oggetti è circa il seguente: un pc che possa contenere il catalogo e i libri può costare intorno ai 250 euro e un lettore di libri digitali intorno ai 70-80 euro, anche meno, e quindi con 500 euro si ha già a disposizione un sistema funzionante. La pen-drive viene fornita gratuitamente.

C’è da considerare che in molti casi le scuole o le comunità già possiedono uno o più pc per cui, almeno all’inizio, potranno non spendere nulla.

Questa biblioteca non richiede alcuna connessione a internet; questo può sembrare un controsenso, trattandosi di una biblioteca digitale, ma occorre tener presente che circa il 50% della popolazione mondiale non ha accesso diretto a internet e spesso, quando lo ha, è molto ballerino, anche perché la fornitura di energia elettrica è discontinua e solo per poche ore al giorno. A questo inconveniente si può sopperire con un piccolo pannello solare (ormai se ne trovano portatili e a un costo relativamente basso) e/o un piccolo accumulatore. Inoltre gli e-reader hanno un’autonomia che può arrivare fino ad alcune settimane.

La nostra biblioteca verrà costantemente implementata con l’aggiunta di libri e può essere aggiornata collegandosi al nostro server.

Per questa operazione serve ovviamente il collegamento a internet e potrà essere fatta andando in un internet point, se non si possiede già un collegamento autonomo.

Come abbiamo già detto, il catalogo, l’aggiornamento e la classificazione dei libri saranno fatti da noi e pertanto non sarà necessario un bibliotecario esperto.

Attualmente abbiamo estratto dalla rete libri in inglese esenti dal diritto d’autore.

Purtroppo i libri esenti dal diritto d’autore arrivano fino ai primi del novecento. Ne abbiamo selezionati circa 1000 e abbiamo creato il catalogo. Questi sono adatti a tutti i gusti: si va dalle favole dei fratelli Grimm o di Perrault, ai libri della Austen, Alcott, London, Conrad, Dumas, Verne, Conan Doyle, Balzac, Dickens, Stevenson, Defoe, Twain, Tolstoj, Dostoevskij, Proust ecc.

Noi speriamo che editori di libri in inglese vogliano aiutarci regalandoci un po’ di classici più recenti.

Oltre ai libri di letteratura abbiamo anche un corso scolastico completo dalla prima alla dodicesima classe, per un totale di oltre 200 libri.

Nel 2016 abbiamo provato il funzionamento della biblioteca in due scuole in Kerala ed è stato un buon successo. Abbiamo quindi perfezionato il tutto e da pochi mesi ci stiamo occupando della diffusione dell’iniziativa.

In realtà questa biblioteca può essere utile anche nelle scuole del cosiddetto mondo sviluppato. Ad esempio può essere molto utile nelle scuole come supporto a corsi di lingua inglese, sia in Italia che nel resto d’Europa. Quasi tutte le scuole hanno ormai un’aula di informatica; si può gratuitamente installare la Library Everywhere nei loro pc e gli studenti potranno sia copiarla tutta sul loro pc, sia scegliere un libro dal catalogo e leggerlo su uno smartphone, un e-reader o sul loro pc o tablet.

 

Come contribuire

 

Chiunque può ottenere la pen-drive contenente la biblioteca con i programmi per installarla e aggiornarla. In alternativa può scaricarla dal nostro server.

La Library Everywhere è pensata per essere virale, cioè può essere liberamente installata e duplicata.

Si può contribuire alla sua diffusione in molti modi, quali ad esempio:

  • Diffusione del progetto presso associazioni (ONLUS, enti, parrocchie ecc.), che siano interessate a installare la biblioteca in scuole e comunità nei Paesi in via di sviluppo.
  • Diffusione del progetto attraverso articoli su giornali e interviste televisive.
  • Diffusione attraverso contatti diretti con enti governativi italiani o stranieri.
  • Contatti diretti con comunità o scuole ubicate nei Paesi in via di sviluppo.
  • Installazione della biblioteca in scuole europee come supporto ai corsi di lingua inglese.
  • Richieste a editori di libri in inglese di contribuire donando e-book esenti dal diritto d’autore, almeno per la parte digitale.
  • …..

Le limitazioni sono le seguenti:

  1. Il catalogo della Library Everywhere richiede il sistema operativo Windows (da 7 in poi)
  2. Non può essere modificata in nessun modo e va diffusa con il suo nome e facendo riferimento al nostro sito.
  3. Non può essere usata per fini commerciali.
  4. Non è necessaria nessuna autorizzazione preventiva per la sua diffusione, ma noi apprezzeremo molto se ogni nuova installazione sarà comunicata via mail a alfredo@dinola.it indicando i nomi e i recapiti dei proponenti e dei gestori.

 

Un dubbio

Questo si può considerare colonialismo culturale?

Rispondo con un mio scritto a proposito degli aiuti all’Africa sub-sahariana.

Perché aiutare l’Africa?

Chiunque sia andato in Africa è rimasto commosso nel vedere che gli Africani spesso dormono distesi per terra su una stuoia o nel vedere le donne che compiono lunghi percorsi per approvvigionarsi di acqua, anche là dove per trovarla (come nella foresta equatoriale) sarebbe sufficiente scavare un pozzo di una quindicina di metri.

L’istinto sarebbe di fornire loro i letti e di scavare i pozzi. Ma dovremmo prima domandarci se ciò sia giusto.

La costruzione di un letto non è molto difficile, come pure scavare un pozzo non troppo profondo. Gli Africani lo sanno e se non lo fanno ciò dipende dalla loro cultura. Infatti, l’Africano tende a vivere in equilibrio con la natura e a differenza di noi non tende a modificarla. Per questo non ha costruito edifici memorabili, come le nostre cattedrali e non ha costruito strade come hanno fatto gli antichi Romani o costruito dighe o acquedotti.

Questo aspetto della loro civiltà ha dei vantaggi: ad esempio non distrugge l’habitat e non porta il mondo alla rovina per la produzione di anidride carbonica o di altri veleni. Se il mondo rischia la catastrofe ecologica, questo lo deve a noi occidentali.

Quindi alla domanda se dobbiamo essere noi a costruire letti, strade, acquedotti dovremmo rispondere di no.

Un’altra cosa che incute orrore sono le bidonville, che circondano le grandi città, con il loro carico di dolore. Ma se ci pensiamo un attimo dobbiamo concludere che le bidonville le abbiamo portate noi. Nell’Africa sub-sahariana non esistevano grandi città e quindi le bidonville. Queste sono il frutto della interazione col nostro mondo.
Anche questo aspetto dovrebbe farci riflettere sulla presunta superiorità della civiltà occidentale.

Potremmo concludere che non dobbiamo costruire nulla, ma almeno aiutarli a curare le malattie che li affliggono come malaria, tubercolosi e aids. Sappiamo che la mortalità infantile è molto alta e che la vita media è incomparabilmente più bassa della nostra.

Anche in questo caso dobbiamo prima riflettere. Sappiamo che una donna africana arriva anche ad avere dieci gravidanze nella sua vita e che solo tre o quattro figli raggiungono l’età adulta. Se avessimo la bacchetta magica e potessimo debellare in un colpo tutte le loro malattie, la conseguenza sarebbe un’esplosione demografica in assenza di lavoro per tutti e di cibo. Dobbiamo quindi concludere che anche in questo caso gli Africani hanno raggiunto un equilibrio con la natura e che sarebbe bene non fare nulla.

Ma è proprio così?

Se l’Africa fosse un sistema chiuso e isolato forse sarebbe opportuno lasciarla nel suo equilibrio.

Tuttavia l’Africa da sempre è stata in contatto con le altre civiltà, in particolare con la nostra, che, a differenza della loro, tende a sopraffare le altre, come è accaduto ad esempio con i nativi americani. Al contatto col nostro mondo l’Africano non ha difese da opporre né culturali, né fisiche e ciò è fonte da sempre di enormi catastrofi.

In conclusione è giusto aiutare l’Africa e in questo caso cosa dovremmo fare?

La mia risposta è che, poiché non è un sistema isolato, dobbiamo cercare di aiutarla e che il problema è soprattutto culturale. Quindi dobbiamo aiutare l’Africano ad avere gli strumenti culturali per affrontare e risolvere i suoi problemi.

Questo vuol dire che non dobbiamo cercare di debellare le malattie?
Anche in questo caso occorre agire contemporaneamente su più fronti: ad esempio diminuire la mortalità, ma anche permettere uno sviluppo demografico sostenibile. Questo ultimo si ottiene solo attraverso una diffusione della cultura.

Credo di aver chiarito che la diffusione della cultura sia, secondo la mia opinione, una condizione irrinunciabile per lo sviluppo dell’Africa.

Ma sorge subito un’altra domanda: cosa dobbiamo insegnare?

Dobbiamo parlare di Aristotele? Dobbiamo parlare delle guerre napoleoniche? Dobbiamo portare la nostra cultura e trasformarli in tanti piccoli lord?

La mia risposta è no. Portare la cultura non è così semplice come si potrebbe pensare. Per non trasformare gli Africani in occidentali dobbiamo certamente far loro conoscere la nostra cultura, ma lo scopo deve essere quello di aiutarli a sviluppare la loro. Questo è, secondo me, l’aspetto più difficile, che va affrontato con estrema cautela.

*Alfredo Di Nola, alfredo@dinola.it

Alfredo Di Nola è nato a Roma ed è laureato in Fisica.

Ordinario di Chimica Fisica,  presso il Dipartimento di Chimica della Sapienza-Roma. Attualmente è in pensione. La sua attività di ricerca è stata principalmente focalizzata nell’ambito della Chimica-Fisica teorica e computazionale, mediante simulazioni di dinamica molecolare classica e quantistica. Dal 2004 si occupa di volontariato nell’ambito della diffusione della cultura.

 

Inquinamento ed estrazione mineraria.

In evidenza

Claudio Della Volpe

Due notizie di questi giorni mettono al centro uno dei problemi più importanti nella gestione delle risorse minerarie ed in genere delle risorse, ossia il crescente inquinamento prodotto da un approccio che privilegia il profitto e non la gestione razionale, che danneggia dunque noi tutti come passeggeri di una nave cosmica che non ha zattere di salvataggio o sostituti.

In parte questi problemi sono dovuti al fatto che le risorse minerarie non sono infinite e che dunque certi problemi sono inevitabili: i costi crescono a causa del crescente impoverimento dei giacimenti; il problema è che chi estrae cerca di scaricarli sempre più sulla comunità con comportamenti che privilegiano l’attività privata e non il bene pubblico.

Da una parte la Regione Basilicata ha sospeso l’attività del Centro Oli di Viggiano dell’ENI, poichè l’ENI non ha rispettato le norme anti-inquinamento ed i prodotti dell’attività estrattiva si sono riversati ripetutamente nell’aria, nella terra e forse nel fiume Agri; dall’altra El Salvador il più piccolo stato centro-americano, affacciato sul Pacifico ha approvato una legge che vieta quasi completamente l’attività mineraria che ha portato finora (insieme principalmente all’agricoltura estensiva) all’inquinamento del 90% delle acque superficiali; e questo dopo una lotta legale e politica contro i giganti economici multinazionali che estraggono soprattutto oro.

Vi racconto le due storie, che mi sembrano per molti aspetti simili, brevemente.

El Salvador , 21000 kmq di foreste affacciate sul Pacifico, è stato anche teatro di una lunghissima guerra civile. Finalmente nel 1992 c’è stato un accordo fra le due fazioni politiche e nel 2009 le sinistre hanno vinto le elezioni.

Geograficamente El Salvador è caratterizzato da un territorio esposto al clima oceanico con una densità di popolazione di circa 300 ab/kmq (50% più dell’Italia); molti giacimenti minerari e agricoltura estensiva. Il fiume principale è il Lempa, navigabile per molte miglia ed intensamente sfruttato; diverse dighe lungo il suo percorso consentono l’irrigazione e la produzione di rilevanti quantità di energia idroelettrica. A sud del suo bacino, si è sviluppata la coltivazione di agave sisalana, pianta utile alla fabbricazione di corde, spago, cappelli e tappeti ed altri manufatti. Le attività industriali e agricole nel bacino del Lempa ne hanno però fortemente inquinate le acque, ormai per gran parte non potabili, a causa dell’uso massiccio di prodotti chimici. (da wikipedia)

(ovviamente per chimici wikipedia intende di sintesi).

La goccia che ha fatto traboccare il vaso, creando un vero e proprio movimento sociale, è stata la cava progettata dalla Pac Rim Cayman. La società, controllata della canadese-australiana OceanaGold, aveva ottenuto una licenza per aprire una miniera d’oro nella provincia settentrionale di Cabañas, licenza respinta nel 2005 per non aver soddisfatto tutti i requisiti di legge.

Con la crescita dell’opposizione al progetto, sono aumentati anche gli scontri intorno alla miniera, causando la morte di diversi attivisti. La questione si è risolta lo scorso anno attraverso un arbitrato commerciale internazionale. Il tribunale ha dato ragione al governo salvadoregno, respingendo tutte le richieste della società. La OceaneaGold è stata condannata a pagare un risarcimento di 8 milioni di dollari a cui si aggiunge un ulteriore, multa per (NON) aver ancora versato la somma.

http://www.rinnovabili.it/ambiente/el-salvador-bandire-miniere-di-metalli-666/

L’arbitrato è durato anni ed è costato moltissimo allo stato di El Salvador; è un esempio delle procedure previste da accordi come TTIP (che noi finora ci siamo scansati) e che prevedono che una multinazionale, a determinate condizioni, possa chiamare in giudizio uno stato che fa leggi che impediscono di realizzare profitti; nel caso specifico ripeto siamo dovuti arrivare ad un inquinamento del 90% delle acque per far bloccare ulteriori inquinamenti.

Stranamente in queste regole non è previsto il contrario, ossia che se una multinazionale inquina poi non solo paga, ma se per questo deve interrompere la sua attività, dovrebbe comunque continuare a pagare le royalties promesse al momento iniziale e su cui i bilanci pubblici si sono basati. E di questo vediamo le conseguenze in Basilicata.

http://www.internazionale.it/notizie/2017/01/31/salvador-pace-anniversario

I difensori della nuova legge dimostrano la propria soddisfazione davanti al Parlamento. (Marvin Recinos / AFP)

La situazione della Basilicata in parte la conoscete se avete seguito le vicende del referendum contro le trivellazioni; in quel periodo tutti i giornali erano anche pieni della questione Guidi – Gemelli; per quella indagine su una conversazione fra i due relativa al fatto che il Governo stava per approvare un investimento che avrebbe facilitato la vita di Gemelli, compagno della Guidi e procacciatore d’affari per Total, la Guidi si dimise e Gemelli è stato indagato insieme ad altri. Pochi giorni fa l’indagine si è chiusa con un nulla di fatto sulla questione per quanto riguarda lo stralcio di indagine riguardante Gemelli (Total, Tempa Rossa); (la conversazione c’è stata ma non si può provare la corruzione o l’interesse privato); ma la questione non si è chiusa sul fronte inquinamento (ENI, COVA).

Sono due i filoni principali delle indagini : il primo sul Centro Oli in Val d’Agri a Viggiano dell’Eni, (COVA) , l’altro sull’impianto estrattivo della Total a Tempa Rossa. La questione Guidi riguardava i permessi e la gestione di Tempa Rossa, mentre l’inquinamento riguarda il Centro Oli ed ENI (COVA). Per maggiori informazioni leggete qui:

https://oggiscienza.it/2016/04/01/petrolio-basilicata-eni-inchiesta/

https://oggiscienza.it/2016/07/27/centro-oli-viggiano-inchiesta/

Per l’inquinamento dovuto all’attività estattiva furono condannati in vario modo 6 dei 60 imputati. La questione è complessa e ingarbugliata e soprattutto l’attenzione mediatica alle vicende Guidi-Gemelli ha rischiato di far passare in secondo ordine quelle ben più serie dell’inquinamento dovuto ad errori di gestione od a vere e proprie truffe agite da alcuni e per le quali alcuni funzionari dell’Eni erano stati arrestati (cambio dei codici dei rifiuti, inquinamento dell’acqua e del suolo per scarico di ammine e di sotto prodotti gassosi del raffinamento del gas e del petrolio).

Ad agosto scorso il COVA, che era stato sequestrato, fu dissequestrato per permettere all’Eni di eseguire le modifiche impiantistiche che avrebbero dovuto risolvere l’inquinamento. Una delle conseguenze del sequestro (ma sarebbe giusto dire degli errori dell’ENI) è stata l’interruzione delle attività e la conseguente riduzione delle royalties pagate alla Regione e ai Comuni interessati, cosa che ha mandato in crisi i bilanci regionali e comunali; ma di questo non possono essere considerati responsabili gli ambientalisti e i comitati che si oppongono all’inquinamento, ma solo i responsabili dell’inquinamento e chi non ha rispettato le leggi.

Cosa sta succedendo adesso?

Nulla di nuovo; a seguito di recenti controlli dell’ARPAB, si sono trovati ferro, manganese e IPA (idrocarburi policiclici aromatici) nell’area del COVA adiacente al fiume Agri col rischio di inquinamento del fiume stesso e dell’acquedotto del Pertusillo. L’ENI ha chiuso nuovamente il COVA su ordine della Regione.

Così si esprime un giornale locale riassumendo la vicenda che dura ormai da più di un anno:

Il 19 aprile scorso, dopo la conferma del sequestro da parte del Tribunale del Riesame, cui l’Eni aveva presentato ricorso, e del blocco dell’attività, vi fu un ricorso in Cassazione e l’Eni, promise di individuare alcune soluzioni e così lo scorso agosto venne dissequestrato l’impianto, ma con diverse problematiche anche su altre zone e per diversi dipendenti, mentre ad oggi si sostiene che tale contaminazione è andata oltre e dopo la notizia diramata nei giorni scorsi dalla Giunta Regionale della Basilicata per il blocco delle estrazioni petrolifere, alle ore 14.30, di oggi, martedì 18 aprile, a Potenza, il presidente della Regione Basilicata, Marcello Pittella, subito dopo le vacanze di Pasqua, terrà una conferenza stampa per fare il punto della situazione e incontrerà i giornalisti nella Sala Verrastro, al primo piano di viale Vincenzo Verrastro 4. Mentre giunge anche un’appello dall’Ing. Alberti all’Eni e al sindaco di Viggiano, Amedeo Cicala, di realizzare urgentemente una profonda trincea lungo il fiume Agri, prima che il petrolio lo contamini e con esso anche il Pertusillo.

(per i risultati di questo incontro si veda qui).

Mi chiedo come mai non esista un equivalente della clausola che negli accordi internazionali garantisce i profitti, ma dal punto di vista del bene pubblico; se io investitore per mia manchevolezza tecnica non solo inquino ma, una volta scoperto, sono costretto a sospendere l’attività e di conseguenza non pago più royalties, come mai non sono stavolta obbligato a pagare alla collettività le royalties promesse e su cui si basano i bilanci pubblici? (oltre ad eliminare le cause dell’inquinamento)

Questa è la domanda che rivolgo ai giornali di parte padronale come il Sole 24 ore che si lamentano dei mancati profitti e ridono delle mancate royalties riproponendo il ricatto fra lavoro e inquinamento.

Caro Sole 24 ore oil&gas non è strangolato dai nimby, come mal raccontano i vostri titoli, ma dalla sete di guadagno che non si ferma nemmeno davanti alla distruzione dei beni pubblici. Si vergognino gli inquinatori, non chi difende l’ambiente.

Costituzione Italiana:

Articolo 41

L’iniziativa economica privata è libera. Non può svolgersi in contrasto con l’utilità sociale o in modo da recare danno alla sicurezza, alla libertà, alla dignità umana. La legge determina i programmi e i controlli opportuni perché l’attività economica pubblica e privata possa essere indirizzata e coordinata a fini sociali.

Per approfondire:

http://www.ansa.it/sito/notizie/cronaca/2017/04/18/inchiesta-sul-petrolio-in-basilicata-57-rinvii-a-giudizio_6e4db091-b8a5-4950-97d8-dd7aa3623588.html

https://www.theguardian.com/global-development/2016/oct/14/el-salvador-world-bank-tribunal-dismisses-oceanagold-mining-firm-250m-claim

http://www.lastampa.it/2017/04/15/economia/eni-inadempiente-basilicata-chiude-il-centro-oli-di-viggiano-c03t34XOEHYwjymS3zNYMN/pagina.html

https://it.wikipedia.org/wiki/El_Salvador#Il_XX_secolo_e_la_guerra_civile

I misteri di Report.

In evidenza

Claudio della Volpe

Pochi giorni fa la trasmissione Report ha denunciato come “misterioso” e non giustificato l’aver trovato una certa quantità di titanio, nelle bibite gasate che stava analizzando per motivi legati al loro metodo di produzione; in effetti è un buon argomento di vendita la “misteriosità” della ricetta di alcune di queste bibite e nell’ambito di una trasmissione sulla Coca-Cola il tema presenta un certo interesse. Ho seguito anch’io quella trasmissione e sono rimasto colpito da questo apparente “mistero”; non essendo un esperto ho voluto approfondire. Il titanio era riportato alla concentrazione di alcuni ppb, ossia parti per miliardo, che corrispondono a microgrammi per chilogrammo.

Inoltre nei medesimi giorni un intervento sul nostro blog ha riguardato un analogo tema; infatti nel post: Poletilentereftalato nell’industria alimentare

https://ilblogdellasci.wordpress.com/2016/01/24/polietilene-tereftalato-nellindustria-alimentare/

pubblicato oltre un anno fa Luigi Campanella poneva l’accento sui problemi legati alla cessione da parte del PET, il polietilentereftalato, il componente essenziale dei contenitori; esso potrebbe avere problemi di cessione specie se la conservazione delle bottiglie non è fatta nel modo migliore.

In quel post Luigi riportava la presenza di piccole quantità di antimonio nella soluzione, ma soprattutto di componenti provenienti dal polimero e di elementi di degradazione del PET che secondo alcuni autori potrebbero addirittura avere effetti mutageni; vi rimando al post e ai lavori in esso citati per maggiore completezza.

In un recente intervento sul post un lettore poneva la domanda se la presenza di titanio, i cui composti stanno sostituendo l’antimonio come componente dei catalizzatori di polimerizzazione del PET, può essere giustificato. Nella medesima domanda poneva anche il problema se l’uso dell’acido acetico 3% fosse una scelta giusta, e quale fosse il suo pH. A questa seconda domanda rispondo immediatamente: dato che una soluzione 3% di acido acetico corrisponde a circa 30g per litro, ossia 0.5M, il suo pH si calcola immediatamente dalla costante acida essere attorno a 2.5, dunque proprio i valori che il lettore chiede.

In effetti negli ultimi anni si sono introdotti catalizzatori a base di titanio nella produzione di PET; questo è ampiamente documentato in letteratura; si veda per esempio qui, una conferenza internazionale del 2006, quindi oltre 10 anni fa, in cui i catalizzatori a base di titanio sono proposti come alternativa al più inquinante antimonio. I vantaggi rispetto all’antimonio sono dati anche dai risultati tecnici, come la trasparenza del polimero finale, la cessione ridotta di monomero e così via.

La concentrazione di titanio nella massa del materiale da catalizzare è dell’ordine delle decine di ppm, ossia parti per milione (mg per chilogrammo di polimero) e dunque è ragionevole immaginare che una cessione di questo catalizzatore possa arrivare a concentrazioni dell’ordine dei ppb, mille volte inferiore, nel contatto con la soluzione acidula di bevanda o comunque con una soluzione acquosa (microgrammi per litro). Non c’è dunque alcun mistero nella presenza di ppb di titanio nelle bibite date, che sono concentrazioni largamente inferiori a quelle ritenute potenzialmente pericolose.(Ovviamente l’esatto rapporto dipenderà dalla storia della bottiglia, potrebbe essere anche 1:100 o perfino 1:10 se la storia del’immagazzinamento lo consente).

E’ da dire che il titanio è usato anche per un altro scopo molto diverso ed è usato direttamente in alcune bibite come “clouding agent” ossia come agente di “oscuramento” per rendere per esempio le bibite di succhi di frutta più simili a quelle naturali; il tema è ampiamente noto ed è stato trattato in tesi come questa che linko che sono anche esse liberamente scaricabili dalla rete (ovviamente in inglese)

https://www.theseus.fi/bitstream/handle/10024/93815/julkaistava%20versio_%20Anne%20Kuisma_TiO2.pdf?sequence=1

Tesi di Anne Kuisma presso la Università finlandese Metropolia di scienze applicate ad Helsinki, la maggiore della Finlandia.

In questo caso la concentrazione di titanio (denominato qui come E171 in genere) è molto più alta, può arrivare molto al di sopra di quella determinata nelle bibite studiate da Report.

In un recente lavoro pubblicato da EFSA che è l’organismo europeo che si occupa di questi temi si è rianalizzato il tema del pericolo da titanio; il report si chiama:

Re-evaluation of titanium dioxide (E 171) as a food additive. EFSA Panel on Food Additives and Nutrient Sources added to Food (ANS) pubblicato nel giugno 2016, scaricabile liberamente da qui.

La conclusione del panel di esperti è che la sicurezza generale del prodotto è notevole e che il limite di ben 2.25g/kg di peso corporeo come assorbimento è valido; comunque il panel di esperti attende sviluppi della letteratura per stabilire un limite di assorbimento per i potenziali effetti mutageni della sostanza che sono stati più volte indicati in letteratura ma senza la rigorosità necessaria.

Titanio tetrabutossido, possibile catalizzatore per PET

Ovvio che nel caso del titanio usato come clouding agent non stiamo parlando dei medesimi composti di titanio usati come catalizzatori (per esempio titanio tetrabutossido) ma di TiO2, un ossido inorganico molto comune.

Questo fra l’altro mi fa ricordare che il biossido di titanio (TiO2) è uno dei principali componenti delle vernici bianche (Corradini mi ricordo che lo diceva sempre a lezione, una delle prime cose che ho sentito da lui) ed una delle sostanza di sintesi più usate del mondo. Il biossido nanometrico, come aerossido o P25 è anche uno dei comuni composti usati in laboratorio per costruire le celle di Graetzel, le celle fotovoltaiche a colorante organico attivato.

Un recente lavoro a riguardo della mutagenicità/cancerogenicità dell’E171 è quello comparso su Scientific Reports 2017 e che riguarda l’effetto della quota di nano particolato presente anche nell’E171 usato per scopi alimentari; il lavoro è stato citato da Report, ma senza citare per esempio la pubblicazione dell’EFSA. In esso si studia l’effetto aggravante della frazione di nanoparticolato presente nell’E171 ma su tessuti di ratto in cui il tumore è stato indotto artificialmente e anche su ratti normali attraverso lo studio dellla formazione di ACF, ossia di lesioni precancerose; tuttavia è da dire che la relazione fra questi ACF e lo sviluppo successivo di cancro al colon dell’animale da esperimento non è ben chiarito (si veda anche qui).

Non intendiamo qui dare alcuna risposta sul tema, il compito è degli organismi deputati allo scopo che lo faranno, che lo stanno già facendo; la questione o mistero piuttosto è quando Report si deciderà, come anche gli altri giornalisti, a rivolgersi ai chimici invece di ventilare inesistenti misteri, come quello della “ingiustificata” presenza di titanio nelle bibite. Siamo per il principio di precauzione, ma vorremmo meno allarmismo e più giornalismo di inchiesta (vero). Fra l’altro la segnalazione di Luigi sugli effetti dei residui del polimero rimane sempre valida.

 

Intercalazione e altre storie.4.

In evidenza

Claudio Della Volpe

Aliso canyon è una valle a nord di Los Angeles, non lontana dai posti mitici della costa ovest degli USA: Santa Monica, Beverly Hills, etc.

Nel 1938 fu scoperto colà un deposito petrolifero che fu sfruttato fino al 1970 quando si esaurì (come forse sapete il petrolio ha questo difettuccio). Dopo un incidente la zona fu venduta ad una compagnia che distribuiva gas che la usò come deposito del proprio gas a partire dal 1972.

La Aliso Canyon natural gas storage facility è costituita da 115 pozzi con un contenuto totale di oltre 86 miliardi di piedi cubici di gas naturale, per la distribuzione a tutti i residenti del bacino di L.A. e costituisce, come dimensioni, il secondo deposito degli USA, detenuto dalla SoCalGas (Southern California Gas Company).

Il 23 ottobre 2015 fu ivi scoperta la più grande fuga di gas da un bacino artificiale di questo tipo nella storia americana; in effetti il fenomeno probabilmente era iniziato qualche giorno prima, segnalato da malori da parte di residenti della zona ed alcuni osservatori si sono riferiti ad esso chiamandolo non “leak” ma “blowout” e dunque considerandolo non un piccola perdita, ma un vero e proprio scoppio, un grande incidente; comunque sia il fenomeno, che trovate illustrato su wikipedia è continuato per un lungo periodo, poichè è stato complicato risolverne la causa, una rottura nel sistema di tubazioni che giaceva migliaia di metri sotto terra e che è stata acuita dalla scarsa ed inopportuna manutenzione della grandi valvole usate per regolare il sistema.

Esiste un video che verosimilmente rappresenta, fa comprendere le dimensioni del fenomeno, registrato con una telecamera IR.

I lavori per risolvere il fenomeno, contro il quale non esistevano piani di risposta adeguati, sono durati a lungo e la fuga di gas è stata eliminata ufficialmente solo il 18 febbraio 2016 (quattro mesi dopo). Nel frattempo si è stimato che sono entrate in atmosfera quasi 100.000 ton di metano, una quantità veramente enorme, pari ad 1/6 delle perdite normalmente stimate per tutto il consumo italiano di un anno. Gli effetti locali hanno obbligato migliaia di famiglie a spostarsi dalla zona e sono costati alla SoCalGas milioni di dollari; inoltre l’inquinamento dovuto alle piccole quantità di benzene e di tiocomposti presenti nel metano si è diffuso su una vasta area, anche esterna alla Aliso Canyon.

Ma la reazione che ci interessa sottolineare qui ha riguardato l’effetto sulla generazione di elettricità.

Il metano è usato fra l’altro dalle molte centrali elettriche che giocano un ruolo di equilibrio complessivo nel funzionamento della rete elettrica. La indisponibilità prolungata della sorgente di metano principale dell’area di L.A. ha obbligato a correre ai ripari con la costruzione di una struttura alternativa e basata sulle batterie al litio e le energie rinnovabili.

Nel numero di febbraio 2017 la rivista Qualenergia ha segnalato l’entrata in funzione di una capacità di accumulo elettrochimico pari al 15% di tutta quella esistente a livello mondiale e basata su batterie al litio, stimolata proprio dall’episodio di Aliso Canyon.

Dice Qualenergia:

Tesla, Greensmith Energy e AES Energy Storage hanno infatti inaugurato tre enormi accumuli agli ioni di litio, due da 20 MW (e 80 MWh) e uno da 30 MW (e 120 MWh), per un totale di 70 MW. Tutto questo nel giro di 6 mesi dall’avvio del progetto, con Tesla che ha completato il suo impianto addirittura in 3 mesi.

Le installazioni assorbiranno l’energia in eccesso nei picchi di offerta – ad esempio la produzione del fotovoltaico durante le ore centrali del giorno – e la restituiranno nei picchi di domanda, ad esempio in quello serale, rimpiazzando in parte il ruolo di impianti flessibili come i cicli combinati a gas.

La stima numerica viene da Bloomberg, un gruppo di informazione finanziaria, ben informato sul tema e a cui si fa spesso riferimento per le statistiche aggiornate del FV. Sappiamo quindi indirettamente che a livello mondiale abbiamo una capacità di accumulo elettrochimico pari a circa 7 volte questa, 1.4GWh, tutto sommato una quantità modesta se la paragoniamo ai consumi di energia elettrica e che dà il senso di quanto rimane da fare in questo settore. Per paragonare i valori rileggetevi alcuni dei dati pubblicati negli articoli precedenti di questa serie (qui, qui e qui).

Il lavoro da fare è enorme e per questo prima si parte e prima si arriva; e ancor più dunque rimangono iniziative sostanzialmente stupide e nocive quelle intraprese dal nostro beneamato governo che insiste ad agire a favore delle energie fossili e degli interessi petroliferi, gasieri e carbonieri in Italia. Contravvenendo alle proprie promesse politiche all’indomani del referendum sulle trivelle il nostro governo ha deciso di favorire ancora una volta le estrazioni entro le 12 miglia marine:

http://www.huffingtonpost.it/2017/04/05/petrolio-dora-in-poi-nuove-trivellazioni-entro-le-12-miglia_a_22026817/

Il testo del decreto testè approvato non lascia dubbi;

“”Nel 2011 il Consiglio di Stato ha stabilito che le concessioni esistenti possono continuare a estrarre entro le 12 miglia fino a esaurimento della capacità del bacino del petrolifero o fino a quando lo considerano produttivo. Ma sempre nel rispetto del progetto originariamente autorizzato”, spiega il costituzionalista Enzo Di Salvatore, autore dei quesiti ‘No Triv’ sottoposti a referendum lo scorso anno e invalidati dal mancato raggiungimento del quorum.

Esempio: “Se hai una concessione con tre piattaforme e 7 pozzi ma finora ne hai realizzati solo 5, ne puoi fare altre due”. Cosa cambia con il nuovo decreto? “Puoi modificare il programma inizialmente autorizzato, in corso d’opera. Dunque se ho bisogno di ulteriori pozzi rispetto alla concessione data, posso farlo. E’ un decreto che contraddice la ratio del divieto stabilito da Monti”.

Stupido è chi lo stupido fa” (Forrest Gump). Speriamo che regioni e associazioni ambientaliste ricorrano contro questo decreto. Come chimici abbiamo già detto cosa pensiamo: le risorse fossili sono inquinanti, climalteranti e finite, occorre cambiare strada nella produzione e nell’uso dell’energia, rivolgendosi alle varie forme di rinnovabile e costruendo una adeguata infrastruttura di supporto e stoccaggio. Altro che trivelle!

Aggirare l’indeterminazione?

In evidenza

Claudio Della Volpe

La Meccanica Quantistica (MQ) è una concezione delle cose radicalmente diversa dalla meccanica classica e basata su una matematica più sofisticata e complessa; proprio per questo motivo sia gli addetti ai lavori che il grande pubblico fanno fatica a capirsi e la divulgazione ne soffre moltissimo.

Un buon esempio di questo problema viene da una recente scoperta effettuata in terra spagnola ma ad opera di un gruppo internazionale di scienziati diretto da Morgan W. Mitchell e pubblicata su Nature in un articolo il cui primo nome è quello di un giovane italiano Giorgio Colangelo.

Simultaneous tracking of spin angle and amplitude beyond classical limits”, di Giorgio Colangelo, Ferran Martin Ciurana, Lorena C. Bianchet, Robert J. Sewell e Morgan W. Mitchell

La maggior parte dei giornali divulgativi che hanno riportato la scoperta si sono lanciati in titoli del tutto fuori luogo:

Scientists evade the Heisenberg uncertainty principle

oppure

The study reports a technique to bypass the Heisenberg uncertainty principle.

Ma se uno legge con attenzione non c’è nessuna evasione o aggiramento.

Anche il giornale dell’INAF che ha intervistato l’autore italiano, l’abruzzese Giorgio Colangelo scrive:

Indeterminazione, scacco ad Heisenberg

Il più celebre principio della meccanica quantistica è stato aggirato grazie a uno stratagemma, messo a punto all’Icfo di Barcellona

Le cose sono più complesse e dunque più difficili da esprimere; l’intervista successiva è a questo proposito più chiara, ma anche l’autore si lancia in una spiegazione tutto sommato al limite del rigore e che lascia un pò di ….incertezza.

D. Colangelo, partiamo dall’inizio, da quel principio che Werner Karl Heisenberg enunciò 90 anni fa, nel 1927, e che ora voi state sfidando. Cosa dice esattamente?

R.«Il principio di indeterminazione di Heisenberg correla due quantità per descrivere completamente un sistema fisico. Questo vale per posizione e velocità di un atomo ma anche per l’ampiezza e la fase di un segnale. Al conoscere precisamente una di queste due l’altra diventa indeterminata, per cui resta impossibile descrivere completamente il nostro sistema. Tuttavia altri sistemi fisici, come per esempio lo spin di un atomo, non vengono descritti da due, bensì da tre quantità, come per esempio le tre direzioni spaziali su cui può orientarsi lo spin».

D.Questi sistemi a tre quantità non sono soggetti anch’essi al principio d’indeterminazione?

R.«Questi sono descritti da una relazione d’indeterminazione un po’ più generale che correla le tre quantità dello spin: la relazione d’indeterminazione di Robertson-Schrödinger. Anche in questo caso risulta comunque impossibile conoscere esattamente tutto del sistema, cioè le tre orientazioni dello spin, tuttavia se ne possono conoscere quasi precisamente due. E quelle due sono sufficienti per conoscere l’ampiezza e la fase di un segnale rivelato dagli atomi con estrema precisione, che è quello a cui effettivamente siamo interessati».

D. Geniale: ne “sacrificate” una per salvare le due che vi servono. E siete stati voi i primi a pensarci?

R.«Probabilmente per un teorico questo fatto era già noto, perché è una conseguenza semplice della teoria. Ma spesso le idee semplici sono anche quelle che possono essere applicate ai sistemi più diversi. Il nostro merito è che noi siamo stati i primi ad accorgerci che da questa conseguenza si poteva derivare un protocollo sperimentale semplice da utilizzare nella pratica. E abbiamo dimostrato, con un esperimento, che se ne poteva ottenere un vantaggio metrologico significativo rispetto a quello che è fatto fino a ora, tanto da poter migliorare gli attuali strumenti».

 

«Il nostro esperimento ha dimostrato che, effettivamente, l’uso di spin atomici in opportune configurazioni rispetto al campo magnetico permette di misurare ampiezza e fase dello spin con precisione oltre i limiti classici.

Si può tentare di fare meglio senza avere la certezza di riuscirci? Ci provo e potrei non riuscirci.

Cominciamo col ricordare di cosa parliamo.

In MQ le grandezze fisiche sono rappresentate da operatori, ossia operazioni analitiche condotte su funzioni, le funzioni d’onda; poniamo di avere a che fare con le due operazioni prodotto e derivata applicate entrambe ad una funzione d’onda e sia questa funzione indicata da ψ(x).

Se applichiamo due operatori uno dopo l’altro alla funzione l’ordine di applicazione non è indifferente; poniamo di applicare prima il prodotto e poi la derivata o prima la derivata e poi il prodotto avremo:

Come si vede i due risultati non sono uguali e dunque la loro differenza non è nulla; tale differenza viene definita commutatore e si dice che il commutatore fra i due operatori non è nullo e che i due operatori non commutano.

Se questo avviene le due grandezze corrispondenti ai due operatori sono dette incompatibili; di più se la differenza fra le due operazioni è pari a ossia all’unità immaginaria per il quanto di Planck diviso 2 pigreco le due grandezze si dicono canonicamente coniugate.

Il famosissimo principio di indeterminazione di Heisenberg che proclama la non conoscibilità contemporanea delle quantità fisiche con precisione assoluta si riferisce proprio a grandezze o variabili incompatibili e coniugate, non a qualunque coppia (o tripletta) di grandezze o variabili.

Già in passato la comprensione del principio di indeterminazione ha portato a problemi; per esempio Condon nel 1929 credette di aver trovato una violazione del principio nel caso dei momenti angolari dell’atomo di idrogeno, ma le grandezze a cui faceva riferimento sono incompatibili ma non coniugate e dunque il principio di indeterminazione non si applicava.

U. Condon, Remarks on uncertainty principles, in Science, nº 69, 1929, pp. 573-574.

Alle variabili che non siano coniugate ma solo incompatibili si applica una diversa relazione detta relazione di indeterminazione di Robertson- Schroedinger. Mentre Schroedinger lo conoscete sicuramente , non molti si ricorderanno di Howard Percy Robertson un fisico matematico che diede punti anche ad Einstein, perchè fece da referee ad un suo lavoro e lo rifiutò, costringendo a cambiarne le conclusioni; Einstein non visse bene la cosa, ma la Fisica e noi tutti ne abbiamo avuto giovamento.

Questa però è un’altra storia che potete trovare qui:

Einstein Versus the Physical Review Daniel Kennefick

Physics Today 58, 9, 43 (2005); doi: 10.1063/1.2117822 View online: http://dx.doi.org/10.1063/1.2117822

In conclusione alle grandezze misurate dal gruppo di ricercatori guidato da Mitchell si applica la relazione di Robertson e non quella di Heisenberg e dunque non c’è alcun aggiramento. Ma cosa dice la relazione di Robertson?

La relazione dice che il prodotto delle due deviazioni standard riferite a due grandezze incompatibili deve essere superiore alla metà del valore medio del commutatore applicato ad una certa funzione; in definitiva mentre Heisenberg si applica nel caso di misure delle osservabili sullo stesso sistema la disuguaglianza di Robertson fa riferimento alla distribuzione dei valori (con deviazioni standard σA e σB ) delle osservabili A e B in un insieme statistico di sistemi quantistici identici. Le due condizioni sono alquanto diverse e dunque lo sono anche le rispettive “violazioni”. Tutto qua spero di non aver detto sciocchezze. Correggetemi.

Per saperne di più:

Simultaneous tracking of spin angle and amplitude beyond classical limits”, di Giorgio Colangelo, Ferran Martin Ciurana, Lorena C. Bianchet, Robert J. Sewell e Morgan W. Mitchell

Intercalazione e altre storie. 3.

In evidenza

Claudio Della Volpe

Continuiamo a parlare di accumulo energetico elettrochimico e di intercalazione come abbiamo fatto nei due post precedenti (che trovate qui e qui).

Molti sanno del litio come intercalante, e ne riparleremo in un prossimo post, ma pochi immaginano che altri ioni possano intercalare con utilità e parliamo qui di sodio e ione idronio, H3O+.

Il primo è vicino ad una applicazione commerciale, mentre il secondo è in stato di studi di laboratorio.

La ricerca nel campo delle batterie ad intercalazione usanti sodio è iniziata nel 1980, ma batterie commerciali allo ione sodio non sono di fatto ancora sul mercato mentre quelle allo ione litio i cui primi esemplari sono stati prodotti nel 1970 sono diventati una realtà pratica già nel 1991 Ovviamente la situazione attuale che spinge così fortemente verso le rinnovabili ha suscitato di nuovo interesse sul tema e così dal 2010 è ripresa una ricerca intensa.

Storicamente l’inserzione di ioni sodio a temperatura ambiente fu dimostrata nel 1980 in TiS2 e nel medesimo anno si provarono le proprietà elettrochimiche di composti come NaxCoO2 , simile a quello comunemente usato col nome di cobaltite nelle batterie al litio ricaricabili.

Vedete qui sotto uno schema del funzionamento delle batterie al sodio-ione, che non si distacca più di tanto da quello delle battterie al litio-ione.

           In fase di carica gli ioni sodio migrano dall’ossido misto alla grafite usata casomai in una forma nanocristallina che consente una penetrazione maggiore del sodio.

Tuttavia se consideriamo in dettaglio alcune proprietà dei diversi ioni che si possono usare al posto del litio ci rendiamo conto che mentre la capacità teorica rimane sostanzialmente invariata il voltaggio della batteria scende in modo significativo spostandosi verso ioni più carichi, la cui reversibilità di intercalazione fra l’altro è inferiore; ciò che attira verso ioni diversi dal litio è sostanzialmente il costo più basso; fra tutti questi aspetti il sodio costituisce un buon compromesso.

Journal of The Electrochemical Society, 162 (14) A2538-A2550 (2015) Review—Practical Issues and Future Perspective for Na-Ion Batteries Kei Kubotaa,b and Shinichi Komaba

Non è dunque strano se il lavoro di ricerca si è concentrato verso batterie di questo tipo sperimentando anche al posto della grafite altre sostanze di intercalazione, come per esempio composti di Na e Sb . C’è stato il ripetuto annuncio da parte di una ditta, la Aquion, della realizzazione di dispositivi commerciali la cui struttura è descritta nella figura qui sotto e che comprende un catodo misto di grafite e fosfato di titanio, mentre il catodo è un ossido misto di manganese. In effetti sembra sia già possibile comprare queste batterie definite “miste” anche in Italia:

http://www.tecnolario.it/prodotti/solare-fotovoltaico/batterie-per-accumulo-di-energia/177-batterie-aquion-energy.html

Un altro lavoro sulla intercalazione di ioni diversi da litio è stato molto recentemente publicato su Angewandte Chemie; si tratta di un lavoro ancora di laboratorio che ha testato la possibilità di intercalare reversibilmente lo ione idronio in un elettrodo cristallino di un colorante rosso con proprietà semiconduttrici, un derivato del perilene (i 5 anelli centrali qui sotto), la sua dianidride nelle posizioni 3,4,9,10 (PTCDA).

Gli autori di questo lavoro hanno dimostrato per la prima volta che gli ioni idronio possono essere reversibilmente immagazzinati in un elettrodo cristallino di questo materiale con una capacità di accumulo di 85 mAh/g alla velocità di scarica di 1A/g. L’analisi ai raggi X mostra che avviene una significativa e reversibile dilatazione della struttura per assorbimento degli ioni idronio da una soluzione acida, fenomeno spiegabile solo per intercalazione degli ioni idronio nella struttura originale come proposto qui sotto, con una reazione corrispondente alla riduzione della dianidride ad acido. Questa ipotesi è stata confermata attraverso una analisi teorica usando il metodo cosiddetto DFT la teoria del funzionale della densità (Density Functional Theory, DFT) una teoria quantistica microscopica per lo studio di sistemi a molti elettroni.

E’ interessante notare che i sistemi di accumulo elettrochimico di idrogeno esibiscono di solito efficienze coulombiche basse a causa della evoluzione di idrogeno indicata in inglese come HER. In questo caso invece la specie che si intercala è proprio lo ione idronio che ha un raggio ionico di 100pm (picometri) simile a quello dello ione sodio.

Certo al momento i risultati sono esclusivamente di laboratorio, ma considerate che questa è la dimostrazione sperimentale di un sistema di accumulo basato interamente sulla chimica organica e sarebbe il primo potenzialmente sostenibile. Una sorta di elettrodo ad idronio da accoppiare ad altri elettrodi per realizzare una batteria funzionante. E dite voi se è poco.

 

Intercalazione e altre storie.2.

In evidenza

Claudio Della Volpe

Nella prima parte di questo post abbiamo introdotto il concetto di intercalazione e discusso di una delle sue applicazioni in elettrochimica, come anche delle ricadute economiche della tecnologia elettrochimica moderna.

Ma perchè parlare di accumulo elettrochimico?

Personalmente ritengo che lo sviluppo del settore accumulo energetico sia fondamentale per la crescita seria delle energie rinnovabili; è pur vero che negli ultimissimi anni quasi il 40% dell’energia elettrica italiana è stata prodotta da rinnovabili, ma di fatto l’energia elettrica è solo una parte dell’energia che consumiamo, circa 300TWh/anno contro quasi 200 Mtoe/anno (oltre 2300TWh equivalenti) di energia primaria; pur considerando che il 60% dell’elettrico è prodotto da fossile, stiamo parlando (se vogliamo abbandonare il paradigma fossile) di almeno altri 1500-1600TWh equivalenti di elettrico da estrarre da qualche altra parte; dunque per passare integralmente alle rinnovabili quanti impianti FV o eolici o idro ci servono? E dato che il loro tempo di funzionamento complessivo annuale è solo del 10-15% (per il solare) e 20-30% (per l’eolico) del totale (tecnicamente si chiama fattore di capacità) quanti impianti nominali dobbiamo avere per usarli quando c’è sole o vento ed accumularne il prodotto per il futuro uso? Risposta approssimata diciamo in media 5 volte in più. Oggi per ogni MW rinnovabile installato occorre usare una guardia equivalente di fossile, questo pochi lo dicono, ma il settore fossile si frega le mani per questo; ma in futuro dovremo farne a meno e come faremo?

La risposta è questa: dovremo avere una quantità di impianti multipla rispetto alla loro potenza nominale e una corrispondente capacità di accumulo.

Il consumo italiano di energia annua primaria totale corrisponde (spalmando banalmente i numeri precedenti in un anno) a circa 200-250GW continui, ossia moltiplicando per il fattore di capacità delle rinnovabili parliamo di circa 1 TW installato e backuppato di energia rinnovabile; avete capito bene 1000GW (oggi sono 120 compreso tutto); e tenete presente che un backup di 1 giorno corrisponderebbe a 5-6TWh. E’ una quantità enorme, che occuperà molto territorio.

Al momento il nostro paese dispone di una ridicola capacità di idroelettrico di pompaggio come segue:Se li usassimo al massimo sono 67GWh, ossia 0.067TWh; ma li sottoutilizziamo perfino come qui mostrato:Quindi 0.067TWh, contro 5-6 al giorno, necessari per il futuro: caspita, ma sono 100 volte di meno del necessario (per ogni giorno di backup)!!!

E allora?

Deve cambiare tutto. Abbiamo molti investimenti da fare, altro che piattaforme petrolifere!

Ovviamente sto trascurando cose fondamentali; parlo del risparmio energetico (risparmio!! non efficienza), parlo di altri metodi di accumulo (si può estendere l’idro? Quanto possono pesare altri metodi fisici o chimici?), parlo per esempio dell’ammodernamento del parco dei principali utilizzatori elettrici, i motori elettrici installati che sono in Italia quasi 100GW totali; pochi aggiornati alle tecnologie moderne: abbiamo già accennato a questo tema che prevede l’uso generalizzato degli inverter e dei motori in grado di usare una frequenza variabile.

La velocità di rotazione del motore è strettamente connessa con la frequenza della tensione con cui lo si alimenta. Nell’inverter la tensione alternata della rete (trifase o monofase) viene raddrizzata in corrente continua e quindi viene riconvertita in corrente alternata trifase a frequenza variabile per alimentare il motore. Una cosa del genere consentirebbe di ridurre i consumi ed esaltare la flessibilità del sistema.

Chiaro che sto approssimando. Ci sarà anche dell’altro (penso all’eolico di alta quota per esempio che teoricamente è immune dal problema discontinuità).

Qualcuno dirà: e l’idrogeno, l’idrogeno dove lo metti? Secondo me l’idrogeno è un metodo molto sopravvalutato; l’efficienza complessiva dell’idrogeno è bassa, molto bassa e dunque la strada dell’drogeno come vettore ed accumulo probabilmente non è così facilmente percorribile; ma non posso parlare di tutto in un solo post, ne riparleremo. A parte che per usare l’idrogeno ci vogliono 9 g di acqua per ogni grammo di idrogeno e non è acqua sporca o di mare. Questo è un costo nascosto e spesso trascurato in un mondo che va incontro ad un enorme cambiamento climatico che sta alterando le precipitazioni.

Tornando all’accumulo elettrochimico; è una strada possibile e ragionevole, ma ci sono da mangiare molte pagnotte; una di queste è capire bene, molto bene l’intercalazione.

L’intercalazione è oggi un argomento di avanguardia nel senso che molte ricerche sulla scienza e la tecnologia delle batterie, nel tentativo di scoprire meccanismi e metodi di accumulo energetico che ci aiutino a risolvere il problema di rendere più affidabili le energie rinnovabili, cercano di usare ed estendere l’intercalazione. Cosa hanno concluso? Continueremo questo discorso in un prossimo post.