Costa Concordia: allarme ambientale al Giglio

Le oltre 2300 tonnellate di carburante contenute nei serbatoi potrebbe trasformare l'incidente in un disastro ambientale senza precedenti. Clini: rischio ambientale altissimo

Agire rapidamente per evitare che alla tragedia umana si aggiunga il disastro ambientale. Questo l’imperativo che terrà banco nelle aule della prefettura di Livorno, dove, oggi pomeriggio, il ministro Corrado Clini incontrerà il presidente della regione toscana Enrico Rossi, quello della Provincia di Grosseto Leonardo Marras e i vertici delle capitanerie di porto toscane. Obiettivo, discutere dei rischi ambientali legati al naufragio della nave da crociera, davanti all’isola del Giglio. Lo squarcio di oltre settanta metri apertosi venerdì notte nello scafo della Costa Concordia ha dato il via a più di un allarme. La priorità è ancora quella di trovare i sedici dispersi che mancano all’appello ma non può essere sottovalutata anche l’altra grande emergenza: le 2.200 le tonnellate di olio combustibile contenute nella pancia della nave costituiscono una vera e propria bomba ad orologeria che tiene in queste ore sotto scacco un’area naturale marina protetta, di interesse internazionale. Sotto questo punto di vista l’imperativo è ora il rapido svuotamento delle cisterne della Concordia. Si tratta di una corsa contro il tempo visto il pericolo che la nave sia portata ancora più a fondo, esasperata da condizioni meteo che di certo non facilitano l’impresa. Le previsioni danno per certa un’intensificazione del moto ondoso che potrebbe trascinare a circa 190 metri di profondità la Concordia, rendendo praticamente più complicate le operazioni di ricerca dei 16 dispersi e qualsiasi tentativo di svuotamento.

STOP AI CONDOMINI GALLEGGIANTI IN AREE PREGIATE Che il problema sia serio non lo nasconde neanche il ministro dell’Ambiente che oggi punta il dito sulle “leggerezze” dei colossi del mare e la mancata prevenzione. Un disastro da evitare, così Clini definisce l’incidente della Costa Concordia “Questi sono condomini galleggianti, non possono muoversi come fossero vaporetti. Non ci sono molti commenti da fare non deve succedere e basta […] Nelle prossime ore, sulla base delle norme esistenti e sulla base delle valutazioni che raccoglieremo, dovremo sicuramente mettere in atto una misura di prevenzione. Ci siamo confrontati con il ministro Passera per coordinare le iniziative.”

E regole precise sono quelle chieste in queste ore dal presidente della Toscana Enrico Rossi convinto che “con la strumentazione tecnica si possa verificare dove vanno le navi e che rotte seguono, per garantire maggiore sicurezza ai cittadini che vivono nell’arcipelago”.

I PRIMI INTERVENTI Il prefetto di Grosseto Giuseppe Linardi ha assicurato che la Protezione Civile –  sul posto con tre rimorchiatori – ed è già intervenuta, in collaborazione con la capitaneria di porto, per creare una cintura di protezione attorno alla nave e prevenire eventuali sversamenti di liquidi tossici. Ben 500 metri di barriere galleggianti che serviranno ad arginare l’espansione in mare dell’eventuale macchia di gasolio, mentre ai sommozzatori toccherà il delicato compito di chiudere la falla e stabilizzare il relitto pompando aria.

Un’operazione difficile affidata alla società Neri di Livorno e l’impresa olandese Smith che non potrà essere avviata però finchè non saranno messi in salvo gli eventuali supersiti e che richiederà non meno di una decina di giorni, in assenza di complicazioni. Il carburante disperso, spiega Linardi, verrà  invece circoscritto da 800 metri di panni d’assorbimento e convogliato verso una nave in grado di aspiralo.

L’ALLARME DI LEGAMBIENTE In attesa di sapere il risultato dell’incontro di oggi anche Legambiente interviene con una lettera aperta all’indirizzo di Clini certi che la visita del ministro dell’Ambiente a Livorno sia “l’occasione per riprendere finalmente in mano il bandolo di una matassa colpevolmente abbandonata per troppi anni. Ci riferiamo alle politiche di tutela del mare per le quali da tempo non registriamo alcun avanzamento, semmai clamorosi passi indietro”.

“Se i fusti tossici si dovessero aprire o se il carburante della Costa Concordia cominciasse a fuoriuscire dai serbatoi i costi connessi ai rischi per la salute dei cittadini e per l’economia turistica della zona sarebbero incalcolabili. Un paese civile non può permettersi di incrociare le dita e scommettere sulla buona sorte, ma deve individuare strade reali, indicare prospettive di sviluppo concreto e assumere scelte coerenti in questa direzione”.

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 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 Na₂S_x 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 .

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

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“.