Di seguito gli interventi pubblicati in questa sezione, in ordine cronologico.
 
 

Materiali di scarto, rappresentati da imballaggi per alimenti, buste di bioplastica, pellicole per proteggere le coltivazioni, vasetti per piantine, oggi presentano un solo comune denominatore: il pomodoro.
Il Cnr di Pozzuoli, in provincia di Napoli, infatti, ha messo a punto un procedimento, grazie al quale, è possibile ricavare biomateriali alternativi dagli scarti della produzione industriale dell’ortaggio tipico della cucina partenopea.
Si stima, infatti, che uno dei maggiori produttori di pomodori in Italia è Nocera Inferiore, in provincia di Napoli, con località San Marzano riconosciuta, soprattutto, per l’inscatolamento di pomodori pelati.
L’idea del riciclaggio parte, in particolar modo, da ciò che è accaduto, e ancora tuttora accade, negli ultimi mesi con la crisi dei rifiuti che ha portato all’abbandono di tonnellate di immondizia lungo le strade.
Il progetto si chiama “Biocoagri”, coperture biodegradabili per l’agricoltura sostenibile, ed è stato finanziato tre anni fa dalla Regione Campania e dal Ministero dell’Università e della Ricerca scientifica. In particolare il lavoro è stato avviato dall’Istituto di chimica e tecnologia dei polimeri e dall’Istituto di chimica biomolecolare del Centro nazionale delle ricerche di Pozzuoli.
I ricercatori del centro flegreo hanno sintetizzato dei film biodegradabili che presentano particolari proprietà fisiche come la resistenza meccanica e la elasticità grazie alle quali possono essere utilizzati per la solarizzazione dei suoli (istallazione di pannelli solari) e la pacciamatura, operazione con la quale si ricoprono i terreni coltivati al fine di impedire la crescita di piante infestanti.
Dal punto di vista chimico la preparazione di questi film avviene dalla lavorazione di polisaccaridi di origine agricola che, in combinazione con sostanze plasticizzanti, consentono di dare al materiale rigidità e flessibilità al tempo stesso. Per realizzare queste bioplastiche, utilizzate in particolare per le colture protette, i carboidrati vengono dispersi in soluzione acquosa e depositati direttamente sul terreno agricolo. Si forma, così, una pellicola biodegradabile resistente agli agenti atmosferici e in grado di proteggere le coltivazioni in modo sostenibile.
Con una tecnica del tutto analoga vengono prodotti i comunissimi materiali di imballaggio degli alimenti, che alla fine del loro ciclo di utilizzo, vengono trasformati, tranquillamente, in compost, dal momento che producono esclusivamente anidride carbonica, acqua e biomassa. E’ sufficiente pensare che nella sola regione Campania, in media, la quantità che proviene dallo scarto della produzione di pomodoro si aggira intorno alle 100mila tonnellate ed è possibile estrarre sostanze come il licopene, il betacarotene e svariati polisaccaridi che possono essere impiegati in maniera opportuna sia nell’industria alimentare che in farmacologia.
Se si considera che il costo per lo smaltimento dei residui del pomodoro è di oltre 4 euro al chilo, con una produzione annua che si aggira su 6 milioni di tonnellate, è facile intuire il risparmio che ne deriva da pratiche di questo tipo, sia in termini di costi per l’azienda sia per i danni per l’ambiente cui si andrebbe in contro per le operazioni di smaltimento.
Si evince che i biopolimeri di origine naturale, recuperati dagli scarti industriali, trasformano i rifiuti in materie prime, principio pienamente in accordo con le nuove filosofie di sviluppo industriale ecologicamente sostenibile. In particolare il processo si applica sugli scarti del processo di lavorazione per la produzione di passate e concentrati di pomodoro in fase di estrazione, quando si raccolgono sia le bucce che i semi.
Questa scoperta, ovviamente, gioca decisamente a nostro favore infatti l’ortaggio principe della tavola partenopea, e non solo, rappresenta uno dei prodotti di maggiore interesse per l’industria alimentare mondiale. In Italia, dove le industrie agroalimentari conserviere rappresentano un importante settore per l’economia, la trasformazione industriale dei pomodori in pelati, polpe e triturati, passata e concentrato, interessa quasi il 70% della produzione e impiega oltre 200 stabilimenti.
Oltre alla pacciamatura dei suoli, i tecnici del Cnr hanno sfruttato i residui della lavorazione industriale del pomodoro, in particolare bucce e semi, per realizzare vasetti biodegradabili per la “nursery pot”, tecnica grazie alla quale è possibile piantare nuove piantine nel terreno. I risultati ottenuti, naturalmente, lasciano ampiamente sperare l’applicazione anche in altri settori diversi da quello agroalimentare.
Il procedimento seguito dai ricercatori del Cnr ha, fondamentalmente, come scopo la rapida estrazione dei polisaccaridi dal prodotto con basso impatto ambientale nonché mira a fornire alte rese di prodotto a ridotto tempo di trattamento. Tuttavia i polisaccaridi estratti sono stati, sempre dai ricercatori del Cnr di Pozzuoli, utilizzati anche per la realizzazione di altri materiali destinati all’imballaggio alimentare biodegradabili come gli involucri per il confezionamento della mozzarella di bufala.
Un’altra caratteristica di questi materiali è rappresentata dall’alta percentuale di igienicità del prodotto una volta confezionato nonché la capacità di garantire la genuinità del prodotto anche per tempi di 10-15 giorni eliminando, così, del tutto trattamenti alla base per il prodotto, prima di confezionarlo, come la sterilizzazione.
Con la gentile collaborazione del dott. G. De Tommaso

Alla luce di quanto sta accadendo oggi, nell’ambito dei consumi energetici e delle possibili risorse energetiche da impiegare, studi sempre più recenti puntano decisamente all’idrogeno quale combustibile alternativo ai “fossili”.
L’idrogeno, infatti, è ritenuto in grado di sostituire, anche se non nel breve termine, i carburanti tradizionali che un giorno dovremo, nostro malgrado, fare a meno. I vantaggi legati all’utilizzo dell’idrogeno come combustibile sono ben noti, infatti le emissioni di gas venefici e responsabili dell’effetto serra come CO2, NOx, zolfo e particolato sono praticamente zero inoltre si assiste ad un’alta efficienza energetica grazie alla realizzazione delle celle a combustibile che consentono un rendimento di circa il 60% contro il 20-30% dei normali motori a combustione interna. L’unico e serio inconveniente che si incontra in questa nuova tecnologia è legato, naturalmente, ai costi legati ai metodi di preparazione dell’idrogeno.
Le fonti dalle quali sono possibile ricavare l’idrogeno sono l’acqua che, mediante il ben noto processo di elettrolisi, si scinde in idrogeno e ossigeno prodotti ottenuti, tra l’altro, ad elevati gradi di purezza oppure dagli idrocarburi. In quest’ultimo caso i costi cui si andrebbe incontro sarebbero dispendiosi. Altra possibilità sarebbe il recupero da fonti non rinnovabili che lo rendono, naturalmente, antieconomico e quindi non sostenibile.
Ciò nonostante sembra che recentemente si stia aprendo uno spiraglio nel campo della ricerca che porterebbe ad una decisa svolta per la definitiva affermazione dell’idrogeno come fonte di energia nelle previsioni di un futuro abbastanza prossimo.
L’idea parte da ricercatori dell’Università di Cagliari che hanno messo a punto Hy-MeC, che rappresenta un particolare sistema di fermentazione grazie al quale si è in grado di estrarre da un kilogrammo di rifiuti ben 75 litri di idrogeno. Una soluzione ideale che sembra coniugare perfettamente le esigenze, sempre più pressanti in campo ambientale, sociale ed energetico in Italia.
Se ciò fosse applicato in campo industriale potrebbe aumentare significativamente di interesse ai fini energetici per i rifiuti e ridurre il loro impatto ambientale poiché oggi rappresenta una delle più scottanti realtà.
La fermentazione, grazie alla quale è possibile ricavare l’idrogeno, viene promossa da una particolare classe di microrganismi: quella cui fa parte il batterio Clostridia.
L’impianto di cui si dispone per questa fermentazione ha le caratteristiche di un digestore anaerobico che richiede modesti apporti energetici per il suo funzionamento. Infatti, il processo di digestione richiede temperature di circa 40°C, a differenza dei 55-60°C richiesti dai tradizionali processi termofili. Inoltre il processo non richiede la presenza di additivi chimici per il controllo del processo, né di trattamenti a monte per la biomassa. Il fermentatore sarebbe alimentato sia del residuo secco della raccolta differenziata sia dall’umido. Nel primo caso si tratterebbe di materiale che presenta comunque una frazione “sporca” e fermentescibile che usualmente è persa nell’incenerimento o nella fase di stazionamento in discarica.
Nel secondo caso, invece, l’umido rappresenta il materiale per eccellenza. I residui organici vengono immessi in un fermentatore alla temperatura desiderata (39°C) per un tempo di circa 2-4 giorni dove, in ambiente privo di ossigeno (condizioni di totale anaerobicità) vengono introdotti i batteri Clostridia con produzione di idrogeno miscelato, naturalmente, ad anidride carbonica.
Nella fase successiva, il materiale in uscita è introdotto in un nuovo reattore anaerobico che produce metano. Infine il rifiuto digerito dai batteri è compostato con trucioli e segatura per renderlo meno umido, prestandosi così come ottimo materiale per scopi agricoli.
Una volta separato dall’anidride carbonica, l’idrogeno può essere utilizzato in apposite celle a combustione, stesso discorso vale per la anidride carbonica e per il metano.
I rendimenti del processo sono interessanti: anche limitandosi al solo contributo dell’idrogeno, un reattore da 400 litri sarebbe in grado di alimentare in continuo una cella da 1 kW, in grado di soddisfare il 30% del normale fabbisogno di potenza di un’abitazione; uno da 2000 litri, invece, alimenterebbe una cella da 5 kW, adatta, ad esempio, a piccole attività produttive.
L’applicazione è resa ancor più appetibile economicamente se si considera che gli impianti di digestione anaerobica comuni arrivano a capacità di milioni di litri, per cui sarebbe possibile alimentare svariate batterie di celle.
Dott. G. De Tommaso

   I biocarburanti da qualche tempo in Francia hanno già sostituito il petrolio e sono ormai una realtà consolidata in Brasile.
   L’Italia è ancora indietro, nonostante rappresenti il terzo produttore europeo dopo la Germania e la Francia. Sebbene dal punto di vista energetico il petrolio risulterebbe insostituibile, tuttavia rappresenta una fonte di energia limitata e non rinnovabile; per cui ben presto ne dovremmo fare a meno.
   Il petrolio è una miscela di idrocarburi (composti chimici formati da carbonio e idrogeno) che a seguito della combustione con ossigeno produce ossidi di carbonio rappresentati da CO e CO2 e acqua. La reazione di combustione, inoltre, produce una grande quantità di energia utilizzata, ovviamente, dall’uomo. Ciò che renderebbe insostituibile il petrolio è il quantitativo, elevato, di energia che si libera, infatti, altri substrati, diversi dagli idrocarburi, libererebbero un quantitativo nettamente inferiore di energia.
   La combustione del petrolio oltre a liberare gas nocivi per l’ambiente (gas serra), comuni tra l’altro a tutti i combustibili di origine naturale, da origine anche alla produzione di sostanze nocive all’uomo come il benzene e suoi derivati, in particolare con accertata azione cancerogena, nonché da origine agli IPA (Idrocarburi Policiclici Aromatici).
   I biocarburanti, invece, sono i ricavati dei vegetali la cui reazione di combustione da origine agli stessi gas e presenta l’inconveniente di una resa di combustione inferiore a quella del petrolio. Questa classe di composti gode della particolarità di essere una fonte di energia rinnovabile per l’uomo. Le fonti più utilizzate sono quelle a base di bioetanolo, biodiesel e biometano.
  Bioetanolo: esso è rappresentato dal comune alcol etilico che per combustione produce gli stessi prodotti del petrolio ma con una resa energetica inferiore. Infatti, affinché le prestazioni del bioetanolo migliorino, si aggiungono delle quantità di benzina che ha per scopo, tra l’altro, anche la risoluzione di alcuni problemi come la difficoltà di avviamento a freddo del motore e la scarsa lubrificazione degli organi meccanici.
   Motivi questi per cui oggi si usano miscele alcol-benzina dette E85 (85% bioetanolo, 15% benzina). Questo tipo di carburante viene già impiegato dalle normali auto alimentate a benzina. Per miscele di composizione differente dalla precedente occorrono modifiche meccaniche particolari ai veicoli poco consigliate.
   Biodiesel: è un olio vegetale sottoposto ad un trattamento chimico detto “esterificazione” mediante il quale si elimina dall’olio prodotto la glicerina. Il risultato è una sostanza di colore ambrato con caratteristiche di combustione e prestazioni uguali al gasolio, con in più un migliore potere lubrificante. Tuttavia questo carburante presenta degli svantaggi come una maggiore usura delle guarnizioni dei tubi e dei raccordi. Di questo biocarburante ne possono usufruire tutti i motori diesel sul mercato alimentati a biodiesel puro o miscelato con gasolio in tutte le percentuali.
  Biometano: altro biocarburante, al momento meno famoso. Il metano è un gas prodotto non solo da sorgenti fossili, ma anche per via biologica attraverso diversi processi. Il risultato offre caratteristiche eccellenti. Inoltre questo gas può anche essere ottenuto dai rifiuti solidi urbani di natura organica, da scarti di lavorazione agroalimentare, dalle deiezioni degli animali da allevamento nonché dagli impianti di depurazione delle acque fognarie della città.
   Altra caratteristica di questo biocarburante è la totale biodegradabilità che consente in caso di fuoriuscite o dispersioni accidentali, di non creare disastri ambientali, ma solo di fornire cibo ad una classe di microrganismi, che va sotto il nome di metanogenici, e ai pesci. Tuttavia questi biocarburanti presentano degli svantaggi. Il primo è legato all’elevato costo di produzione che in parte potrebbe essere risolto. Il secondo, invece, è legato alla necessità di disporre di vaste aree per la coltivazione della fonte dalla quale si ricavano i biocombustibili. In particolare la fonte è rappresentata dalla barbabietola da zucchero che, grazie all’azione di ceppi batterici selezionati come quelli produttori di alcol per bevande alcoliche, fornisce il glucosio: ciò spiega perché il Brasile, che dispone delle grandi e sconfinate foreste dell’Amazzonia, è stato il primo produttore di biocarburanti.
   Su questo secondo punto l’associazione Greenpeace ha lanciato l’allarme temendo che per la produzione dei biocarburanti ne andrebbero a perdere le foreste, che a seguito della loro distruzione, si arrecherebbe un grosso squilibrio a livello dell’ecosistema nonché danni gravi alla biodiversità. Ricorrere alle bioenergie non ha, però, solo come svantaggio la semplice sostituzione dei carburanti petroliferi, infatti la produzione di biocarburanti può interessare anche altre sorgenti come materiali organici di partenza, prodotti di scarto, sottoprodotti chimici, industriali, biologici, cosmetici e medici. La speranza è che i biocarburanti possano dare una svolta definitiva al petrolio arrestando, tra l’altro, la folle corsa del prezzo al barile, ma nello stesso tempo rispettino al 100% l’ambiente evitando di danneggiarlo ulteriormente.
Fonte: dott. G. De Tommaso.