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Il biodiesel ricavato dalle alghe

Published by admin on Tagged Ambiente, Biodiesel

L’ultima conferenza della FAO, che si è tenuta in giugno a Roma, ha prospettato per il futuro delle risorse agricole mondiali, uno scenario inquietante. La coltivazione su scala intensiva dei prodotti agricoli, come colza, canna da zucchero, palma,soia, mais,
patate, a scopo energetico, è entrata in forte competizione con le colture tradizionali da sempre alla base dell’alimentazione umana, basti pensare al mais o al riso, prodotti agricoli che costituiscono il fondamento di larghe fasce di popolazione di paesi non industrializzati, già fortemente penalizzati dai mutamenti climatici dovuto all’effetto serra, ai quali vengono sottratti i loro prodotti alimentari, per riempire i serbatoi delle auto dei paesi industrialmente progrediti o in forte crescita industriale come l’India e la Cina. Il risultato è stato un’impennata dei prezzi dei prodotti alimentari, che rischia di affamare il pianeta.

Per contro, ci sono alcuni paesi da sempre in prima linea per lo sfruttamento delle fonti energetiche alternative,derivate dalle biomasse, come il Brasile,che hanno annunciato l’indipendenza energetica, azzerando di fatto l’importazione del petrolio dall’estero.

Il prezzo da pagare è comunque troppo alto, le biomasse ricavate dall’agricoltura, competono con la sopravvivenza del nostro pianeta; ma come conciliare la necessità di prendere le distanze dalla dipendenza energetica del petrolio e altri combustibili fossili senza depauperare l’ambiente circostante a causa della pratica della monocoltura, da sempre responsabile dell’impoverimento del terreno?

La risposta questa volta potrebbe venire dal mare, una fonte potenzialmente inesauribile di biocarburante, che solo marginalmente tocca la produzione agricola

alimentare, in quanto potenzialmente è un tipo di coltura implementabile anche su terreni scarsamente produttivi, fino ad ipotizzare i deserti e le zone paludose.

Già dai tempi dell’amministrazione Carter, negli Stati Uniti, il Department of Energy Office of Fuel Development, portò avanti un programma di ricerca per lo sviluppo di energie rinnovabili ricavate dalle alghe, il punto centrale di questo programma conosciuto come ASP (Aquatic Species Program) era la produzione di biodiesel ricavato da alcune specie di alghe, particolarmente ricche in contenuto lipidico e coltivabili in stagni, utilizzatrici per il loro metabolismo di CO2 prodotto dai residui di combustione delle piante.

Nel corso di un ventennio dall’inizio di questo programma la ricerca ha fatto dei passi da gigante per tutto quel che riguarda il loro metabolismo di crescita, merito delle nuove tecniche di manipolazione genetica e dei sistemi di produzione.

Gli studi dell’ASP hanno preso in considerazione tutti gli aspetti dell’algacoltura, dal modo di ottenere la resa maggiore in termini di olii, alle condizioni estreme di temperatura,pH, salinità.Attualmente l’Università delle Hawai dispone di una raccolta di 300 specie di microrganismi acquatici in larga misura alghe verdi e diatomee, a disposizione per la ricerca scientifica.

Le alghe in condizioni di stress ambientale, reagiscono producendo un surplus di sostanze oleose, specialmente in carenza di silice per le diatomee e nitriti per le alghe verdi.

Le alghe sono organismi fotosintetici, che necessitano della luce del sole per il loro metabolismo energetico. La fotosintesi è quindi il processo indispensabile per trasformare l’energia solare in sostanze nutritive, combinando l’acqua con l’anidride carbonica per produrre biomasse. Dopo aver studiato numerose specie acquatiche,l’interesse dei ricercatori ASP, è stato focalizzato sullo studio delle microalghe, la cui prospettiva in termini di resa di olio combustibile è molto più interessante rispetto alle macroalghe e agli organelli emergenti.

Le microalghe sono classificabili in quattro classi distinguibili per la loro pigmentazione, il loro ciclo biologico e la loro struttura cellulare:

1. Diatomee ( Bacillariophyceae ). Queste alghe sono costituenti del fitoplancton marino, ma vivono anche in acque fresche e salmastre. Contengono nella loro parete cellulare, silice polimerizzata, immagazzinano carbonio sotto forma di olio naturale e polisaccaridi noti come chrysolaminarin;

2. Alghe verdi (Chlorophycee ). sono abbondantissime nelle acque fresche; sul piano dell’evoluzione, sono considerate le progenitrici delle piante. Si trovano isolate o in colonie, immagazzinano principalmente amidi, ma al verificarsi di determinate condizioni di crescita possono produrre olii.

3. Alghe azzurre ( Cyanophiceae ). Sono organizzate come le specie batteriche, rivestendo un ruolo centrale nella fissazione dell’azoto atmosferico.

4. Alghe gialle ( Chrysophyceae ). questo gruppo presenta delle somiglianze con le Diatomee, hanno una pigmentazione tendente al giallo, e hanno come habitat le acque fresche. Immagazzinano oli naturali e carboidrati.

Attualmente la ricerca è orientata verso lo studio delle diatomee e delle alghe verdi.
La loro semplicità strutturale unita al fatto che crescono in sospensione acquosa, permette un facile accesso alla conversione della luce solare, all’acqua, alla CO2 e agli altri fattori di crescita.
Per questa serie di ragioni, le microalghe sono capaci di produrre 30 volte l’equivalente in olio rispetto alla stessa area coltivata con colture convenzionali, tipo mais, soia e quant’altro. In termini di resa energetica basti pensare che le alghe hanno una resa quattro volte superiore alla canna da zucchero e 45 volte superiore all’olio di colza. Altro aspetto non trascurabile è il fatto che viene annullato l’impatto ambientale, perché azzerano le emissioni di CO2, anzi, la catturano dall’ambiente circostante in quanto si tratta di un elemento indispensabile alla loro crescita, per riconvertirla in una sostanza oleosa ad alta densità.
Gli scarti che residuano dopo la spremitura dell’olio vengono usati per la produzione di idrogeno.
Le “ algae farms “ sono costituite da vasche aperte, poco profonde, nelle quali la CO2 proveniente in genere dalle emissioni di industrie vicine alla farm o dalla combustione di residui legnosi e carbone fossile, viene immessa nella vasca sotto forma di bolle che vengono catturate dalle alghe.
Le vasche sono progettate secondo un percorso, nel quale alghe, acqua e nutrienti circolano attorno ad un percorso obbligatorio, un motore elettrico provvede a convogliare il flusso. Le alghe sono sospese in acqua e con regolarità devono subire dei rimontaggi per essere esposte alla luce del sole. Si tratta naturalmente di un sistema operativo a ciclo continuo, la cui superficie tecnicamente è misurata in termini di superficie per la cattura del sole, mentre la resa viene misurata in termini di biomasse prodotte in un giorno per unità di superficie esposta.
Oltre agli oli combustibili e all’idrogeno, altri prodotti possono essere convenientemente ricavati dalle biomasse, i principali sono :
il metano,ottenuto per gassificazione biologica o termica; l’etanolo per via fermentativa.
I dati relativi alla resa energetica, attualmente sono da riferire ad impianti a basso costo, a sviluppo superficiale oppure a bolle di polietilene, ma tutto il mondo si sta attivando per la progettazione su scala industriale di impianti a sviluppo tridimensionale irradiati da sorgenti di luce artificiale. Alcune grandi industrie stanno già investendo nella realizzazione di impianti funzionanti su scala industriale, particolarmente interessata a questa tecnologia è il colosso americano BOEING, sponsor ufficiale del prossimo congresso che si terrà a Seattle, dal quale si spera di avere ragguagli positivi circa questa fonte energetica rinnovabile e pulita che viene dal mare.

Fonte www.demetra.org

Agosto 29th, 2008