Quali sono e da dove provengono i materiali che ci aiuteranno ad avere un futuro più sostenibile


Guardando il tuo smartphone, il tuo computer o il tuo orologio digitale, ti sei mai chiesto: “come è fatto? E da dove proviene davvero l’energia che utilizzo per alimentarlo?”

Dovresti farlo e ti spiego il perché.

Negli ultimi anni ci si pongono sempre più domande sui materiali con i quali sono fatti i prodotti che passano tra le nostre mani ogni giorno: questo principalmente perché sempre più risorse sono rivolte alla ricerca di soluzioni ecosostenibili.

In realtà, anche quando parliamo di energia sostenibile, quindi eolica o solare ad esempio, ci stiamo preoccupando dell’ambiente ma non delle infrastrutture per produrle: quanto inquinano quest’ultime?

C’è il rischio che per affidarci sempre di più a energia rinnovabile, in realtà si continui a inquinare? Quanto è sostenibile utilizzare tecnologie che nella loro vita non inquinano, ma che per essere prodotte utilizzano processi che non possono certo essere definiti “sostenibili”?

La parola agli esperti

Secondo Marco Raugei, esperto nella sostenibilità delle nuove tecnologie presso la Oxford Brookes University, in alcuni casi, come ad esempio per il silicio per i pannelli solari, è improbabile che una maggiore domanda sia un problema.

Il silicio è abbondante ed esiste già l’infrastruttura per realizzare questo materiale, ma le nostre supply chain per gli altri materiali – come il neodimio per turbine eoliche, litio e cobalto per batterie e rame per fondamentalmente tutto – potrebbero cambiare in futuro.

Anche se la domanda di materiali significa di fatto più estrazione (e con essa, maggiori impatti ambientali), gli esperti concordano sul fatto che i benefici delle energie rinnovabili superano di gran lunga i costi.

Charles Barnhart, professore di studi energetici presso la Western Washington University, ha invece affermato: “Voglio essere chiaro che quando parliamo di impatti ambientali, non stiamo cercando di decidere tra mali minori”.

Per Barnhart, non è più possibile rimandare, perché un futuro che sfrutta come oggi i combustibili fossili causerà solo tanti danni.

Anche se il trade-off sarà vantaggioso, vale la pena riflettere sulla provenienza dei materiali che serviranno in questa futura rivoluzione delle rinnovabili e su come il mondo cambierà quando la loro domanda aumenterà.

Neodimio

Il neodimio fa parte di un gruppo di elementi chiamati Terre rare (REE – in inglese Rare Earth Elements), elementi chimici essenziali per produrre molti beni ad alto contenuto tecnologico, dagli smartphone ai tablet, dagli schermi televisivi alle auto ibride, molte applicazioni nel campo della difesa e degli armamenti e, quando combinato con ferro e boro,  potenti magneti che sono importanti per i generatori di turbine eoliche.

Nonostante il nome, questi elementi come il neodimio non sono particolarmente rari, anzi sono relativamente abbondanti. La vera sfida è che il neodimio è controllato da un singolo paese: circa l’85% del neodimio del mondo proviene da alcune miniere in Cina. La nota dolente riguarda una miniera chiamata Baotou nel nord della Cina che ha creato un lago artificiale ricolmo di densi liquami tossici . 

Esistono anche alcune piccole miniere altrove – come la miniera Rainbow Rare Earths in Burundi e la miniera Mkango in Malawi – ma spesso, anche le miniere lontane tendono a inviare i loro depositi in Cina per farli elaborare.

Questo comporta la concentrazione in un solo paese di due fattori: un enorme potere a livello geopolitico e un altissimo tasso di inquinamento.

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Rame

rame

Come il neodimio, il rame non è scarso, ma ne abbiamo molto bisogno. Fondamentalmente tutto ciò che ha un interruttore on-off include il rame, grazie alla sua incredibile capacità di condurre elettricità, e non abbiamo ancora trovato un’alternativa migliore.

La parte delicata dell’estrazione del rame è la ricerca di aree in cui il metallo è concentrato in quantità sufficienti vicine alla superficie: può essere difficile trovare grandi depositi e ottenere i permessi e iniziare effettivamente la produzione può richiedere anni. Basti pensare che per lo più oggi estraiamo ancora da depositi che sono stati individuati alla fine del 1800.

Il primo passo per trovare nuovi depositi è guardare dove il rame è già stato scoperto. Una volta che un deposito di rame è stato localizzato, il prossimo passo è prelevare il materiale dal terreno: oggi possiamo affidarci a nuove tecnologie per l’estrazione.

Due aree in Arizona, stanno testando un metodo per estrarre il rame senza scavare un buco, usando un metodo chiamato lisciviazione in situ: invece di scavare i materiali e poi lavorarli, i minatori costruiscono pozzi e poi pompano una soluzione di acido debole nel terreno, e quella soluzione scioglie il rame dai minerali.

Successivamente, questa soluzione viene pompata e processata per ottenere il rame, e i minatori scaricano acqua pulita attraverso il campo del pozzo per eliminare il più acido possibile.

Anche i robot stanno entrando in azione: già nelle miniere in aree remote come l’Australia occidentale e il Deserto di Atacama in Sud America si fa uso di queste macchine. Nuove risorse di rame si trovano probabilmente a profondità come 7000 piedi sotto la superficie dove si raggiungono alte temperature: ecco perché ora si studia per produrre robot in grado di affrontare le condizioni più estreme.

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Litio e cobalto

Le persone non vogliono solo elettricità quando soffia il vento o splende il sole. Una soluzione ambiziosa consiste nell’utilizzare batterie giganti agli ioni di litio.

Il litio è fondamentale per fabbricare quasi tutte le batterie ricaricabili, e ci sono due modi per ottenerlo: un metodo che è popolare in Sud America è quello di estrarlo dalle saline. Ad esempio, la più grande fonte al mondo di litio è il lago Salar de Atacama in Cile. 

Salar de Atacama

Il litio può anche essere estratto dallo spodumene, un minerale che si trova principalmente in Australia.

Il cobalto è uno dei materiali più costosi in una batteria, purtroppo è anche estratto in condizioni che spesso violano i diritti umani. L’anno scorso, il 70% del cobalto mondiale proveniva dalla Repubblica Democratica del Congo, un paese che è stato oggetto di critiche diffuse per le sue pratiche lavorative, come l’utilizzo di bambini di sei anni nelle miniere di cobalto.

Un’emergenza che non può e non deve essere ignorata: scienziati e start-up si stanno affrettando a creare una batteria priva di cobalto, ed Elon Musk tempo fa ha anche twittato che voleva togliere il cobalto dalle sue batterie, ma per il momento sembra improbabile.

Speriamo che la ricerca e le tecnologie a supporto di questi processi sapranno essere sempre più rispettosi dell’ambiente e delle persone, che alle soluzioni più costose in termini di impatto ambientale si sostituiranno presto nuove idee, concrete e condivise, portatrici di valore a 360 gradi per noi tutti.





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