Rinnovabili • Calcestruzzo a emissioni zero

Recuperare la CO2 per produrre calcestruzzo a emissioni zero: la tecnologia Seratech

La silice ottenuta dalla CO2 dei gas di scarto e dall'olivina, viene sostituita al 40% del cemento Portland comunemente utilizzato nella produzione di cls. Il risultato è un calcestruzzo carbon neutral

Seratech – photo by Helene Sandberg

Il processo permette di abbattere fino a 3 mld di tonnellate di CO2 l’anno

(Rinnovabili.it) – I ricercatori dell’Imperial College di Londra hanno messo a punto un sistema capace allo stesso tempo di catturare Co2 e produrre calcestruzzo a emissioni zero. La tecnologia è nata dagli esperimenti di due dottorandi, Sam Draper e Barney Shanks, che per commercializzare il materiale sviluppato hanno fondato la Seratech. Grazie alle sue caratteristiche uniche questa tecnologia si è aggiudicata anche il primo primo dell’Obel Awards 2022.

Per produrre l’innovativo cls carbon neutral i ricercatori sono riusciti a sostituire parte del contenuto di cemento Portland indispensabile per produrre il calcestruzzo, con un tipo di silice creata utilizzando l’anidride carbonica catturata direttamente dalla canne fumarie della stessa fabbrica. L’additivo cementizio ottenuto si miscela con l’olivina minerale per poi andarsi a sostituire fino al 40% al cemento Portland. Si crea un cerchio virtuoso che recupera le emissioni di CO2 prodotte precedentemente per sviluppare un calcestruzzo a emissioni zero.

Leggi anche Calcestruzzo sostenibile grazie agli scarti di fusione del piombo: i risultati dello studio australiano

Basti pensare che la produzione di calcestruzzo è responsabile dell’8% delle emissioni globale, per rendersi conto dell’impatto che questa tecnologia potrebbe avere una volta commercializzata: sostituendo quasi la metà del cemento con questo additivo a base di silice si abbattono circa 3 miliardi di tonnellate di CO2 l’anno.

Sostituire la silice ai geopolimeri per produrre sempre più calcestruzzo a emissioni zero

Produrre calcestruzzo carbon neutral senza ricorrere alle compensazioni, per il momento implica sostituire parte del cemento necessario alla sua produzione. Le tecnologie ad oggi utilizzate prevedono la produzione di questi legnati alternativi utilizzando solitamente dei “geopolimeri”, che però non sono disponibili su larga scala. Al contrario, la soluzione Seratech, non necessita di materie prime particolarmente difficili da recuperare, anzi utilizza due elementi abbondanti a livello globale, la CO2 e l’olivina.

Ipoteticamente, la tecnologia Seratech, potrebbe un giorno arrivare a prelevare la CO2 necessaria direttamente dall’aria.

La vittoria dell’Obel Awards 2022 conferma il successo della tecnologia ideata dai due ricercatori inglesi. “È un tale onore ricevere l’OBEL AWARD. Questa visibilità ci aiuterà ad attrarre persone nel settore e a scalare la nostra tecnologia e a scalarla rapidamente. L’umanità non può permettersi di passare 20-50 anni a scalare la tecnologia per fornirci materiali sostenibili. Dobbiamo farlo adesso”, ha concluso Sam Draper.

Rinnovabili •
About Author / Alessia Bardi

Si è laureata al Politecnico di Milano inaugurando il primo corso di Architettura Ambientale della Facoltà. L’interesse verso la sostenibilità in tutte le sue forme è poi proseguito portandola per la tesi fino in India, Uganda e Galizia. Parallelamente alla carriera di Architetto ha avuto l’opportunità di collaborare con il quotidiano Rinnovabili.it scrivendo proprio di ciò che più l’appassiona. Una collaborazione che dura tutt’oggi come coordinatrice delle sezioni Greenbuilding e Smart City. Portando avanti la sua passione per l’arte, l’innovazione ed il disegno ha inoltre collaborato con un team creativo realizzando una linea di gioielli stampati in 3D.


Rinnovabili • Turbine eoliche ad asse verticale

Turbine eoliche ad asse verticale, efficienza migliorata del 200%

Dall'EPFL svizzero il primo studio che applica un algoritmo di apprendimento automatico alla progettazione della pale delle turbine VAWT

Turbine eoliche ad asse verticale
via depositphotos

Nuovi progressi per le turbine eoliche ad asse verticale

Un aumento dell’efficienza del 200% e una riduzione delle vibrazioni del 70%. Questi due dei grandi risultati raggiunti nel campo delle turbine eoliche ad asse verticale,  presso l’UNFoLD, il laboratorio di diagnostica del flusso instabile della Scuola Politecnica Federale di Losanna (EPFL). Il merito va a Sébastien Le Fouest e Karen Mulleners che, in un’anteprima mondiale hanno migliorato questa specifica tecnologia impiegando un algoritmo di apprendimento automatico.

leggi anche Ragni giganti in metallo per l’installare l’eolico offshore

Turbine eoliche VAWT, vantaggi e svantaggi

Si tratta di un progresso a lungo atteso dal comparto. Le turbine eoliche ad asse verticale o VAWT per usare l’acronimo inglese di “Vertical-axis wind turbines” offrono sulla carta diversi vantaggi rispetto ai classici aerogeneratori ad asse orizzontale. Ruotando attorno ad un asse ortogonale al flusso in entrata, il loro lavoro risulta indipendente dalla direzione del vento, permettendogli di funzionare bene anche nei flussi d’aria urbani. Inoltre offrono un design più compatto e operano a frequenze di rotazione più basse, il che riduce significativamente il rumore e il rischio di collisione con uccelli e altri animali volanti. E ancora: le parti meccaniche della trasmissione possono essere posizionate vicino al suolo, facilitando la manutenzione e riducendo i carichi strutturali.

Perché allora non sono la scelta dominante sul mercato eolico? Come spiega lo stesso Le Fouest, si tratta di un problema ingegneristico: le VAWT funzionano bene solo con un flusso d’aria moderato e continuo. “Una forte raffica aumenta l’angolo tra il flusso d’aria e la pala, formando un vortice in un fenomeno chiamato stallo dinamico. Questi vortici creano carichi strutturali transitori che le pale non possono sopportare“, scrive Celia Luterbacher sul sito dell’EPFL.

Energia eolica e algoritmi genetici

Per aumentare la resistenza, i ricercatori hanno cercato di individuare profili di inclinazione ottimali.  Il lavoro è iniziato montando dei sensori, direttamente su una turbina in scala ridotta, a sua volta accoppiata ad un ottimizzatore funzionante con algoritmi genetici di apprendimento. Di cosa si tratta? Di una particolare tipologia di algoritmi euristici basati sul principio della selezione naturale.

Quindi muovendo la pala avanti e indietro con angoli, velocità e ampiezze diverse, hanno generato una serie di profili di inclinazione. “Come in un processo evolutivo, l’algoritmo ha selezionato i profili più efficienti e robusti e ha ricombinato i loro tratti per generare una ‘progenie’ nuova e migliorata”. Questo approccio ha permesso a Le Fouest e Mulleners non solo di identificare due serie di profili di passo che contribuiscono a migliorare significativamente l’efficienza e la robustezza della macchina, ma anche di trasformare la più grande debolezza delle turbine eoliche ad asse verticale in un punto di forza. I risultati sono riportati su un articolo recentemente pubblicato sulla rivista Nature Communications.

leggi anche Il primo parco eolico galleggiante d’Italia ottiene l’autorizzazione

Rinnovabili •
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.