30/12/13

Auto e ambiente: ora le vetture sono prodotte “in verde”

La sostenibilità ambientale entra nel settore dell’auto anche a partire dalla produzione delle autovetture, e l’impiego delle fonti rinnovabili incontra l’auto già a livello della sua produzione industriale. I primi esempi vengono dagli Usa: la nuova fabbrica Volkswagen di Chattanooga (Tennessee) che produce le Passat ha affidato alla società Silicon Ranch la costruzione di un impianto fotovoltaico largo 10 ettari con 9,5 magawatt di potenza. Questo impianto fornisce 13 gigawatt (pari al fabbisogno di 4 mila famiglie) di energia solare ogni anno a uso esclusivo della fabbrica: la copertura del fabbisogno va dal 100% nelle ore di fermo lavorazione al 12% nei picchi massimi di attività. Quindi niente sprechi o reimmissioni nella rete.

Lo stabilimento Volkswagen di Chattanooga

Per non essere la meno Audi ha deciso di utilizzare l’energia del vento per fabbricare carburante per auto. In collaborazione con la società Solar-Fuel realizzerà nel nord della Germania un impianto eolico che servirà per produrre idrogeno dall’acqua. Una volta ottenuto, l’idrogeno verrà fatto reagire con il biossido di carbonio estratto dai fumi delle centrali termiche per ottenere metano da immettere nei metanodotti. La quantità di carburante così ottenuta dovrebbe coprire i consumi annuali di circa 1.500 auto.

03/12/13

L’esaurimento delle terre rare potrebbe mandare in crisi l’industria tecnologica moderna

Le eliche delle turbine eoliche producono
elettricità tramite generatori a magneti permanenti
realizzati con il neodimio
Era la fine del XVIII secolo quando, dentro un minerale chiamato gandolinite, furono scoperte alcune tracce di 17 elementi molto simili tra loro. Allora si pensò di aver trovato elementi poco presenti in natura e perciò gli fu dato il nome di “terre rare”. Si scoprì poi che la rarità non era una delle loro proprietà, visto che, per esempio, il lantanio è presente in quantità di molto superiori al piombo.
Questi 17 elementi, che comprendono lo scandio, l’ittrio e i “lanatanidi” (gruppo di 15 elementi consecutivi nella tavola periodica situati tra il lantanio e il lutezio), possiedono quasi tutti caratteristiche elettriche, magnetiche e ottiche e sono tutti ottimi catalizzatori (ovvero intervengono in alcune reazioni chimiche accelerandone o rallentandone i processi).
Inoltre possono emettere luce a lunghezze d’onde diverse, e questa particolarità li rende decisivi per lo sfruttamento dell’energia solare. Al giorno d’oggi non esiste settore della tecnologia che non sfrutti una delle proprietà degli elementi delle terre rare, dalle fibre ottiche ai led, tanto che la stima mondiale di fabbisogno di questi elementi per il 2015 è di 185 mila tonnellate, molto di più di quanto possono fornire le attuali miniere.
Il 90% delle terre rare si estrae nelle miniere della Cina, il restante 10% si trova in Sudafrica, Brasile e Stati Uniti; la maggior parte di esse si trova in speciali argille lateritiche e in alcuni minerali come la loparite e la monazite. Difficilissimo separarle per averle allo stato puro.
Visto il massiccio impiego di questi elementi nella moderna industria tecnologica, si è venuto a creare un certo allarme quando il governo di Pechino ha annunciato che non aumenterà le esportazioni: a risentirne potrebbe essere soprattutto il settore energetico, che ancora una volta si trova a dover fare i conti con le fonti rinnovabili.
Per capire quanto oggi la tecnologia dipenda dall’utilizzo di questi elementi basti pensare che la generazione dei numeri casuali quantistici è basata sull’impiego di cristalli “drogati”, in cui sono presenti piccole tracce di tulio, neodimio o europio. I numeri casuali su basi quantistiche sono impiegati largamente per la protezione dei dati informatici. I generatori di numeri casuali quantistici sono quelli, per esempio, che consentono gli accessi sicuri ai nostri conti correnti bancari.
Anche l’industria dei led oggi utilizza quantità sempre maggiori di elementi che sfruttando le proprietà delle terre rare, consentono di convertire la luce dei led in colori di ogni tonalità.
Nel settore automobilistico, le terre rare come il disprosio e il neodimio sono impiegate per costruire le batterie dei sistemi a propulsione ibrida e la costruzione di magneti ad alta resistenza per i motori magnetoelettrici.
Anche i sistemi di puntamento laser utilizzati per inseguire bersagli sono a base di una terra rara, l’ittrio, così il neodimio è impiegato per la costruzione delle “bombe intelligenti” e il samario in quella dei missili.
La capacità di amplificare il segnale delle fibre ottiche è invece affidata a elementi come l’erbio: una sola fibra realizzata con questa nuova tecnologia potrebbe gestire simultaneamente 18 milioni di comunicazioni telefoniche fra l’Italia e gli Stati Uniti.
Neodimio e disprosio, infine, sono utilizzati per aumentare del 20% l’efficienza delle turbine eoliche.