Rinnovabili • impatto delle diete

L’impatto delle diete incide sulla salute dell’ambiente

Sappiamo che le nostre diete incidono sulla salute del Pianeta, come hanno evidenziato numerosi studi scientifici. L’ultimo si basa su un indicatore di efficienza salute-ambiente fondato sul rapporto tra i benefici per la salute delle persone e quattro tipi di pressioni ambientali legate al cibo. Ne emerge la necessità di un cambiamento immediato

impatto delle diete
Foto di Annie Spratt su Unsplash

Riflessione globale sull’urgenza di un cambiamento

Le nostre diete hanno un impatto importante sull’ambiente. È ormai evidente che le nostre scelte alimentari aumentano le emissioni di gas climalteranti e quindi il livello di inquinamento del Pianeta. Numerosi studi scientifici hanno esaminato la questione da vari punti di vista, ma le conclusioni sull’argomento sono sempre concordi.

L’indicatore di efficienza salute-ambiente

Uno studio interessante, a nostro avviso, è quello svolto da un gruppo di ricerca internazionale che coinvolge Cina, Stati Uniti, Regno Unito e Olanda. Si tratta di Health–environment efficiency of diets shows nonlinear trends over 1990–2011, pubblicato su “Nature Food”. La chiave di lettura si basa su un indicatore di efficienza salute-ambiente fondato sul rapporto tra i benefici per la salute delle persone e quattro tipi di pressioni ambientali legate al cibo.

Calcolando emissioni di gas serra, prelievo di acqua ponderato per scarsità, emissioni acidificanti ed eutrofizzanti si valuta quale sia l’impatto delle diete sia dal punto di vista nutrizionale (quindi se una dieta è sana) che dell’inquinamento ambientale e del consumo di risorse. Lo studio analizza le interazioni ambiente-salute delle diete e le associa allo sviluppo socio-economico in 195 paesi nel medio periodo, cioè dal 1990 al 2011.

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L’impatto sociale delle diete

Non mancano i riferimenti all’impatto sociale delle diete. Uno dei primi indicatori positivi dell’efficienza salute-ambiente è dato dall’eliminazione della malnutrizione infantile e materna (quindi, una maggiore disponibilità di cibo in dosi sufficienti). L’impatto ambientale cresce con il passaggio a prodotti di origine animale nelle diete e diminuisce in quei paesi sviluppati dove sta crescendo la consapevolezza verso scelte alimentari più sostenibili, ovvero con una quota inferiore di proteine animali.

L’impatto delle diete sull’ambiente è un problema di salute pubblica: se le diete povere espongono la popolazione alla denutrizione, le malattie non trasmissibili (obesità, diabete, malattie cardiovascolari e cerebrovascolari, ipertensione) causate da una cattiva alimentazione pesano sui sistemi sanitari sia nell’immediato che nel lungo periodo. Pertanto, cambiare i modelli delle diete è diventato un affare centrale nelle agende politiche per almeno due motivi: gli effetti sulla salute e quelli sull’ambiente. Si può quindi affermare senza ombra di dubbio che il passaggio a modelli di alimentazione più sostenibili è non solo necessario ma anche utile sotto tutti i punti di vista.

I problemi collaterali della transizione dei sistemi alimentari

L’idea della transizione dei sistemi alimentari è corretta in linea di principio, tuttavia ci sono vari aspetti di cui tenere conto. Il dato incontestabile è che la produzione di cibo consuma risorse naturali e genera inquinamento, ma quali sono i benefici sulla salute di un’alimentazione più ricca? Non basta allora pensare solo ai modelli dietetici su cui basare le future politiche alimentari.

I modelli alimentari sono cambiati rapidamente negli ultimi decenni. I paesi a basso e medio reddito riducono la denutrizione e passano a diete più malsane in stile occidentale, che hanno troppa carne rossa e/o lavorata, grassi saturi e zuccheri aggiunti a fronte di poca frutta, verdura e cereali integrali.

Con l’aumento del livello di sviluppo, questo secondo modello dietetico accresce i rischi per la salute dovuti alle malattie non trasmissibili. Perciò è essenziale esaminare nel tempo gli esiti ambientali e sanitari dei cambiamenti dietetici e il modo in cui lo sviluppo socio-economico li influenza. Ad esempio, nei paesi sviluppati l’assistenza medica avanzata può compensare alcuni degli effetti negativi sulla salute delle diete malsane: lo studio ha inserito l’indice di accesso e qualità dell’assistenza sanitaria come ulteriore variabile di controllo.

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Aumentano costi sanitari e stress ambientali

In sostanza, sembra che l’impatto ambientale delle diete cresca con il diminuire della malnutrizione che a sua volta lascia spazio ad abitudini meno benefiche per la salute. Nei paesi sviluppati avviene esattamente il contrario, cioè l’impatto ambientale diminuisce con l’adozione di diete più sane.

Dare priorità alla salute nelle scelte dietetiche è un obiettivo lodevole, ma i miglioramenti nella qualità della dieta non si traducono universalmente in una riduzione degli impatti ambientali legati al cibo e diete più sostenibili dal punto di vista ambientale non indicano automaticamente opzioni più sane.

I paesi sviluppati dovrebbero ridurre il consumo di carne e aumentare quello di frutta, verdura e cereali integrali e avrebbero benefici ambientali e per la salute. Nei paesi a reddito medio-basso per cambiare rotta bisognerebbe fornire indicazioni sul comportamento alimentare attraverso l’istruzione e una pianificazione urbana che dia facile accesso ai cibi sani con orti comunitari, negozi di alimentari e mercati agricoli.

Questo studio affronta solo le dimensioni ambientali e sanitarie della sostenibilità come concetto multidimensionale, pertanto saranno necessari ulteriori approfondimenti. Resta il fatto che i costi sanitari e gli stress ambientali aumentano, a testimoniare l’urgenza di un cambiamento di rotta nelle diete.


Rinnovabili • Batterie al sodio allo stato solido

Batterie al sodio allo stato solido, verso la produzione di massa

Grazie ad un nuovo processo sintetico è stato creato un elettrolita di solfuro solido dotato della più alta conduttività per gli ioni di sodio più alta mai registrata. Circa 10 volte superiore a quella richiesta per l'uso pratico

Batterie al sodio allo stato solido
via Depositphotos

Batterie al Sodio allo Stato Solido più facili da Produrre

La batterie allo stato solido incarnano a tutti gli effetti il nuovo mega trend dell’accumulo elettrochimico. E mentre diverse aziende automobilistiche tentano di applicare questa tecnologia agli ioni di litio, c’è chi sta percorrendo strade parallele. É il caso di alcuni ingegneri dell’Università Metropolitana di Osaka, in Giappone. Qui i professori Osaka Atsushi Sakuda e Akitoshi Hayash hanno guidato un gruppo di ricerca nella realizzazione di batterie al sodio allo stato solido attraverso un innovativo processo di sintesi.

Batterie a Ioni Sodio, nuova Frontiera dell’Accumulo

Le batterie al sodio (conosciute erroneamente anche come batterie al sale) hanno conquistato negli ultimi anni parecchia attenzione da parte del mondo scientifico e industriale. L’abbondanza e la facilità di reperimento di questo metallo alcalino ne fanno un concorrente di primo livello dei confronti del litio. Inoltre l’impegno costante sul fronte delle prestazioni sta portando al superamento di alcuni svantaggi intrinseci, come la minore capacità. L’ultimo traguardo raggiunto in questo campo appartiene ad una ricerca cinese che ha realizzato un unità senza anodo con una densità di energia superiore ai 200 Wh/kg.

Integrare questa tecnologia con l’impiego di elettroliti solidi potrebbe teoricamente dare un’ulteriore boost alla densità energetica e migliorare i cicli di carica-scarica (nota dolente per le tradizionali batterie agli ioni di sodio). Quale elettrolita impiegare in questo caso? Quelli di solfuro rappresentano una scelta interessante grazie alla loro elevata conduttività ionica e lavorabilità. Peccato che la sintesi degli elettroliti solforati non sia così semplice e controllabile. Il che si traduce in un’elevata barriera per la produzione commerciale delle batterie al sodio allo stato solido.

Un Flusso di Polisolfuro reattivo

É qui che si inserisce il lavoro del team di Sakuda a Hayash. Gli ingegneri hanno messo a punto un processo sintetico che impiega sali fusi di polisolfuro reattivo per sviluppare elettroliti solidi solforati. Nel dettaglio utilizzando il flusso di polisolfuro Na2Sx come reagente stechiometrico, i ricercatori hanno sintetizzato due elettroliti di solfuri di sodio dalle caratteristiche distintive, uno dotato della conduttività degli ioni di sodio più alta al mondo (circa 10 volte superiore a quella richiesta per l’uso pratico) e uno vetroso con elevata resistenza alla riduzione.

Questo processo è utile per la produzione di quasi tutti i materiali solforati contenenti sodio, compresi elettroliti solidi e materiali attivi per elettrodi“, ha affermato il professor Sakuda. “Inoltre, rispetto ai metodi convenzionali, rende più semplice ottenere composti che mostrano prestazioni più elevate, quindi crediamo che diventerà una metodologia mainstream per il futuro sviluppo di materiali per batterie al sodio completamente allo stato solido“.  I risultati sono stati pubblicati su Energy Storage Materials and Inorganic Chemistry .

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About Author / Stefania Del Bianco

Giornalista scientifica. Da sempre appassionata di hi-tech e innovazione energetica, ha iniziato a collaborare alla testata fin dalle prime fasi progettuali, profilando le aziende di settore. Nel 2008 è entrata a far parte del team di redattori e nel 2011 è diventata coordinatrice di redazione. Negli anni ha curato anche la comunicazione e l'ufficio stampa di Rinnovabili.it. Oggi è Caporedattrice del quotidiano e, tra le altre cose, si occupa quotidianamente delle novità sulle rinnovabili, delle politiche energetiche e delle tematiche legate a tecnologie e mercato.


Rinnovabili • fotovoltaico materiale quantistico

Fotovoltaico, ecco il materiale quantistico con un’efficienza del 190%

Un gruppo di scienziati della Lehigh University ha sviluppato un materiale dotato di una efficienza quantistica esterna di 90 punti percentuali sopra quella delle celle solari tradizionali

fotovoltaico materiale quantistico
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Nuovo materiale quantistico con un assorbimento solare medio dell’80%

Atomi di rame inseriti tra strati bidimensionali di seleniuro di germanio e solfuro di stagno. Questa la ricetta messa a punto dai fisici Srihari Kastuar e Chinedu Ekuma nei laboratori della Lehigh University, negli Stati Uniti, per dare una svecchiata alla prestazioni delle celle solari. Il duo di ricercatori ha così creato un nuovo materiale quantistico dalle interessanti proprietà fotovoltaiche. Impiegato come strato attivo in una cella prototipo, infatti, il nuovo materiale ha mostrato un assorbimento solare medio dell’80%, un alto tasso di generazione di portatori fotoeccitati e un’efficienza quantistica esterna (EQE) record del 190%. Secondo gli scienziati il risultato raggiunto supera di gran lunga il limite teorico di efficienza di Shockley-Queisser per i materiali a base di silicio e spinge il campo dei materiali quantistici per il fotovoltaico a nuovi livelli. 

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L’efficienza quantistica esterna

Tocca fare una precisazione. L’efficienza quantistica esterna non va confusa con l’efficienza di conversione, il dato più celebre quando si parla di prestazioni solari. L’EQE rappresenta il rapporto tra il numero di elettroni che danno luogo a una corrente in un circuito esterno e il numero di fotoni incidenti ad una precisa lunghezza d’onda

Nelle celle solari tradizionali, l’EQE massimo è del 100%, tuttavia negli ultimi anni alcuni materiali e configurazioni avanzate hanno dimostrato la capacità di generare e raccogliere più di un elettrone da ogni fotone ad alta energia incidente, per un efficienza quantistica esterna superiore al 100%. Il risultato di Kastua e Ekuma, però, rappresenta un unicum nel settore.

Celle solari a banda intermedia

Per il loro lavoro due fisici sono partiti da un campo particolare della ricerca fotovoltaica. Parliamo delle celle solari a banda intermedia (IBSC – Intermediate Band Solar Cells), una tecnologia emergente che ha il potenziale per rivoluzionare la produzione di energia pulita. In questi sistemi la radiazione solare può eccitare i portatori dalla banda di valenza a quella di conduzione, oltre che direttamente, anche in maniera graduale. Come?  “Passando” per l’appunto attraverso stati di una banda intermedia, livelli energetici specifici posizionati all’interno della struttura elettronica di un materiale creato ad hoc. “Ciò consente a un singolo fotone di provocare generazioni multiple di eccitoni attraverso un processo di assorbimento in due fasi“, scrivono i due ricercatori sulla rivista Science Advances.

Nel nuovo materiale quantistico creato dagli scienziati della Lehigh University questi stati hanno livelli di energia all’interno dei gap di sottobanda ideali. Una volta testato all’interno di una cella fotovoltaica prototipale il materiale ha mostrato di poter migliorare l’assorbimento e la generazione di portatori nella gamma dello spettro dal vicino infrarosso alla luce visibile. 

La rivoluzione dei materiali quantistici

Il duo ha sviluppato il nuovo materiale sfruttando i “gap di van der Waals”, spazi atomicamente piccoli tra materiali bidimensionali stratificati. Questi spazi possono confinare molecole o ioni e gli scienziati dei materiali li usano comunemente per inserire, o “intercalare”, altri elementi per ottimizzare le proprietà dei materiali. Per la precisione hanno inserito atomi di rame tra strati di seleniuro di germanio e solfuro di stagno. “Rappresenta un candidato promettente per lo sviluppo di celle solari ad alta efficienza di prossima generazione – ha sottolineato Ekuma – che svolgeranno un ruolo cruciale nell’affrontare il fabbisogno energetico globale“.

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Giornalista scientifica. Da sempre appassionata di hi-tech e innovazione energetica, ha iniziato a collaborare alla testata fin dalle prime fasi progettuali, profilando le aziende di settore. Nel 2008 è entrata a far parte del team di redattori e nel 2011 è diventata coordinatrice di redazione. Negli anni ha curato anche la comunicazione e l'ufficio stampa di Rinnovabili.it. Oggi è Caporedattrice del quotidiano e, tra le altre cose, si occupa quotidianamente delle novità sulle rinnovabili, delle politiche energetiche e delle tematiche legate a tecnologie e mercato.