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Negli ultimi anni stiamo assistendo a un forte aumento della siccita e avanzamento del deserto: la mancanza di ghiacci sulle vette alpine, la scarsita di piogge sta mettendo a dura prova l'ambiente, l'economia: il Po, una volta pieno in inverno è ridotto a un rigagnolo e molte attività agricole sono messe in crisi per la mancanza d'acqua e, l'avanzamento dell'acqua salmastra dalla foce del Po per oltre 30 Km: necessita allo scopo costruire dei desalinatori per rispondere alle esigenze dell'utenza: l'acqua dolce serve per il 50% dell'industria, il 10% per bere e usi casalinghi, 20% per l'agricoltura.... molte colture agricole, come il riso, sono in gioco. Poi la rete di distribuzione dell'aqua ha una perdita di oltre il 40%: bisogna intervenire per linitare le perdite.
I dissalatori d'acqua sono indispensabili, ma producono scorie pericolose per l'ambiente
Bisgna investire su tecnologie per il recupero delle scorie dei processi di desalinazione di acque salmastre e di mare, per evitare che la diffusione dei dissalatori, anziché risolvere un problema, crei una nuova catastrofe ambientale. Poi bisogna vedere se è possibile far piovere artificialmente approfittando delle nubi che stazionanono e fare piovere con pioggia sottile in modo frequente in modo che possa penetrare nel terreno evitando che i nubifragi distruggono tutto. La realizzazione di laghetti per la conservazione di acqua d'olce per i diversi impieghi.
L'idea dei dissalatori, per desalinizzare acqua di mare o acque variamente salmastre e renderla disponibile per le attività umane, è vecchia ed è oggi una soluzione concreta e realistica per soddisfare almeno la forte richiesta di acqua dolce da parte dell'umanità. Ci sono forti interessi (non solamente sociali e umanitari) a ottimizzare le tecnologie di desalinizzazione e ad abbatterne i costi per l'utilizzo su grande scala, costi che sono ancora troppo elevati per molti dei Paesi che ne avrebbero maggiormente bisogno. I circa 16.000 impianti di dissalazione disseminati per il mondo sono infatti per la maggior parte concentrati in Medio Oriente e in nord Africa, in contesti economicamente sviluppati e ricchi.
Uno studio recente risalente a dicembre 2018 commissionato dall'Onu rivela che la capacità di produzione di acqua più o meno dolce degli impianti di desalinizzazione è pari a circa 95 milioni di metri cubi al giorno, ossia circa 95 miliardi di litri al giorno.
Ben vengano dunque gli studi e le tecnologie per ottimizzare i nostri vari processi industriali, e ben vengano anche i dissalatori, ma su questi bisogna fare qualche ulteriore riflessione. Lo studio commissionato dall'Onu (quello citato più sopra, del 2018) mette infatti in luce quanto segue: per ogni litro di acqua desalinizzata c'è un residuo di 1,5 litri di salamoia - a concentrazione variabile, in funzione della salinità dell'acqua di partenza.
Diciamolo in un altro modo: a livello globale, a fronte dei 95 milioni di metri cubi di acqua dolce gli impianti di desalinazione producono anche 142 milioni di metri cubi di salamoia ipersalina al giorno.
In un anno la salamoia prodotta sarebbe sufficiente a coprire mezza Italia sotto 30 centimetri di melma caustica
È il 50% in più di quanto si stimava, ma il team dei ricercatori di istituti universitari di Canada, Olanda e Korea ha condotto uno studio rigoroso, sulla base delle più recenti tecnologie dei dissalatori effettivamente operativi, anche per capire quale impatto aspettarsi in considerazione della crescente richiesta di acqua a livello globale.
L'analisi rivela innanzi tutto che una buona metà della salamoia mondiale è prodotta in soli quattro Paesi: Arabia Saudita (22%), Emirati Arabi Uniti (20,2%), Kwait (6,6%) e Qatar (5,8%). Gli impianti del Medio Oriente che utilizzano le tecnologie di dissalazione termica/evaporativa producono mediamente da due a quattro volte più salamoia per metro cubo di acqua pulita (vedi il grafico sotto) rispetto agli impianti che utilizzano il metodo della distillazione a membrana per la desalinizzazione di acqua di fiume, più diffusi negli Stati uniti.
Bisognerebbe considerare la melma ipersalina ricca di anti-incrostanti, metalli e cloruri vari, alla stregua di altre scorie industriali pericolose, destinandola a processi di smaltimento ad hoc. La corretta gestione di questo materiale è costosa e, al momento, può rappresentare fino al 33% dei costi operativi dell'impianto. Così accade ciò che purtroppo si vede anche in altri ambiti: la maggior parte della salamoia finisce direttamente negli oceani, nelle acque superficiali, negli impianti di smaltimento delle acque reflue attraverso le fognature o, più raramente, in pozzi profondi.
Com'è facile intuire, e come gli autori dello studio hanno sottolineato, la salamoia smaltita in mare altera la salinità dell'acqua in prossimità delle coste (a partire cioè da dove vengono riversate) e compromette l'ambiente marino.: Poi, l'elevata salinità produce una riduzione nel livello di ossigeno in acqua, e questo impatta notevolmente sugli habitat degli organismi bentonici, con effetti ecologici osservabili lungo tutta la catena alimentare.
Comunque, il recupero di acqua attraverso la desalinazione non è di per sé un processo da scartare, e per diversi motivi. Lo stesso studio identifica infatti diverse opportunità economiche per la salamoia, che potrebbe essere usata per irrigare specie tolleranti al sale, per esempio, e in acquacoltura; dalla melma si potrebbero inoltre recuperare sali, metalli e altri elementi in percentuali significative: magnesio, gesso, cloruro di sodio, di calcio, di potassio, di bromo, di litio...
Alcune delle tecnologie chiamate in causa per questi processi sono però ancora immature e devono essere fatti passi in avanti affinché diventino economicamente competitive, ma questa sembra essere esclusivamente una questione di obiettivi e di investimenti.
I ricercatori, tracciano un quadro generale: «L'uso di acqua salina ha già dimostrato notevoli vantaggi commerciali, sociali e ambientali, tant'è che là dove è stata utilizzata per l'acquacoltura si è avuto un aumento della biomassa del 300 per cento; è anche già stata utilizzata con successo per la coltivazione dell'alga spirulina e per irrigare arbusti da foraggio e altre colture.
Non c'è dubbio che occorre rendere le tecnologie di desalinizzazione accessibili anche a Paesi a basso e medio-basso reddito, ma allo stesso tempo occorre risolvere velocemente gli inconvenienti della desalinizzazione: i due processi devono procedere insieme, perché già oggi quasi due miliardi di persone vivono in aree a scarsità di risorse idriche. Per loro, la desalinizzazione può fare la differenza.
Giuseppe
divulgatore scientifico e di sana economia rispettosa dell'ambiente.
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Le pompe di calore sono un sistema davvero innovativo e conveniente, oltre che ecosostenibile per riscaldare o raffreddare gli ambienti della propria abitazione. In questo modo è possibile ottenere un doppio vantaggio: quello per le tue tasche e quello per l’ambiente.
Di questo se ne sono accorti anche i legislatori italiani dal momento che, proprio per favorire il passaggio al riscaldamento con pompa di calore hanno prorogato e/o introdotto alcuni incentivi fiscali per questo tipo di lavori. Installare un riscaldamento a pompa di calore è oggi quindi ancora più conveniente! Di questo avremo comunque modo di parlare in maniera un po’ più approfondita qui di seguito.
Tuttavia, il riscaldamento con pompa di calore, potrebbe non essere la soluzione adatta a casa tua. Ad esempio, le pompe di calore hanno bisogno di particolari condizioni climatiche per poter garantire la loro massima efficienza. Se la tua casa si trova in un area da clima particolarmente rigido quindi, riscaldarsi sfruttando la tecnologia delle PDC potrebbe non essere la soluzione più adatta.
Ma quali sono i vantaggi del riscaldamento a pompa di calore? Quali sono invece gli svantaggi di cui bisogna tenere conto?
Lo abbiamo chiesto ai nostri tecnici esperti ed abbiamo scritto questo approfondimento in base alle loro indicazioni.
I vantaggi del riscaldamento a pompa di calore
Sostenibilità ambientale
La tecnologia alla base della pompa di calore è in grado di climatizzare gli ambienti e produrre acqua calda sanitaria in maniera sostenibile.
Questo perché questa tecnologia sfrutta una fonte rinnovabile praticamente inesauribile e gratuita: il calore presente nell’aria esterna, nell’acqua di falda oppure nel sottosuolo. Il calore catturato da queste fonti viene poi trasferito all’acqua dell’impianto di riscaldamento a pompa di calore tramite un ciclo frigorifero. Tutto ciò con un consumo di energia elettrica tutto sommato contenuto.
E’ evidente che, non bruciando fonti fossili per generare calore, la pompa di calore non emette gas inquinanti nell’atmosfera: ecco perché la PDC è a tutti gli effetti una tecnologia green.
Efficienza energetica
Un riscaldamento a pompa di calore è in grado di rendere all’impianto molta più energia di quanta ne consuma anche se la sua efficienza varia al mutare delle temperature di lavoro.
L’efficienza di una pompa di calore si misura tramite il COP (Coefficient of Performance), che sostanzialmente sta ad indicare il rapporto tra la potenza termica prodotta e quella assorbita, entrambe misurate in kW. Se quindi la pompa di calore fornisce 5 kW all’impianto a fronte di un consumo di 1 kW, il COP è pari a 5.
Con il riscaldamento a pompa di calore si risparmia
Come abbiamo avuto già modo di spiegare, il riscaldamento a pompa di calore si basa sullo sfruttamento di una fonte di energia rinnovabile e gratuita. Pertanto è facilmente comprensibile come questo sistema possa assicurare dei notevoli risparmi nella bolletta relativa ai costi di riscaldamento.
Per quanto riguarda i consumi elettrici della pompa di calore, abbinando a questo sistema di riscaldamento un impianto fotovoltaico (ne parliamo qui), le bollette possono essere davvero irrisorie.
Riscaldamento con pompa di calore ma anche raffrescamento!
Un impianto di riscaldamento con pompa di calore, nel caso in cui essa sia reversibile, può servire anche per il raffrescamento estivo! Si perché durante l’estate la pdc è in grado di far circolare “acqua refrigerata” all’interno dei circuiti degli impianti.
Ciò è possibile perché le PDC reversibili possono funzionare anche in maniera inversa rispetto all’inverno, ovvero trasferendo il calore all’interno degli ambienti al di fuori dell’abitazione. In questo modo potrai avere un impianto che svolge una duplice funzione facendo a meno del “classico” condizionatore ad aria.
Aumento del valore dell’immobile
Con un impianto di riscaldamento a pompa di calore efficiente, la classe energetica dell’immobile sul quale è installato non può che migliorare. Ciò ha delle conseguenze dirette in caso di compravendita dello stesso. Non solo il valore dell’immobile sarà più alto, ma la casa sarà anche più appetibile e quindi potrà essere venduta più facilmente.
Zero canne fumarie
Un impianto di riscaldamento e/o raffreddamento con una PDC non ha bisogno di una canna fumaria dedicata, al contrario di quelli con le caldaie. Un aspetto di cui va tenuto certamente conto nelle nuove costruzioni ma anche nelle riqualificazioni, dove si può evitare la verifica e messa a norma dello scarico fumi.
Accesso a detrazioni fiscali per riscaldamento con pompa di calore
Installare una pompa di calore in sostituzione di un vecchio impianto di riscaldamento è oggi particolarmente conveniente grazie alla possibilità di fruire delle agevolazioni fiscali disponibili. Quali?
Ecco le principali:
Ecobonus 65% fino al 31 dicembre 2021. Per scoprire di più sulla detrazione pompe di calore al 65% clicca qui;
Bonus casa 50% fino al 31 dicembre 2021
Superbonus 110%. Questa misura consente di detrarre dalle tasse il 110% delle spese sostenute, se si ottiene il doppio salto di classe energetica certificato dall’APE. E’ possibile fruirne fino al 30 giugno 2022;
Le agevolazioni elencate qui sopra possono essere fruite anche tramite cessione del credito o come sconto in fattura. Due possibilità nelle quali noi di Valore Energia siamo specializzati e fra i pochi in Italia a servirsene sistematicamente.
Per l’acquisto di una pompa di calore, infine, si può utilizzare il Conto Termico 2.0, un contributo erogato direttamente dallo Stato che può coprire fino al 65% delle spese.
Riscaldamento con pompa di calore: perché potrebbe non essere conveniente?
Fattibilità del riscaldamento con pompa di calore
Purtroppo la realtà può riservare delle brutte sorprese. Non sempre infatti è possibile o consigliabile installare un impianto di riscaldamento con pompa di calore. Per capire se è possibile o meno, come prima cosa, dobbiamo capire quale sorgente di calore si vorrebbe utilizzare: aria, acqua o terra.
Nel caso si voglia utilizzare l’acqua di falda deve per forza esserci disponibilità della risorsa idrica e delle autorizzazioni per poterla utilizzare. Per le soluzioni geotermiche invece dovranno essere disponibili gli spazi esterni per il sistema di scambio termico con il terreno. Inoltre dovrà esserci anche una tipologia di terreno adeguata.
Le pompe di calore aria-acqua sono senza dubbio quelle di più facile installazione. Tuttavia è comunque necessario verificare la possibilità di posizionare l’unità esterna.
La giusta valutazione degli Ingombri
Una pompa di calore, sia che venga posizionata all’interno che all’esterno, richiede uno spazio di installazione superiore rispetto alle caldaie. Questo perché oltre alla PDC è necessario un serbatoio di accumulo per la produzione di acqua calda sanitaria e a volte, in base alla tipologia di impianto, anche di un accumulo inerziale.
Le soluzioni più compatte che esistono sul mercato occupano uno spazio di un frigorifero.
Temperature di lavoro e terminali
Lo svantaggio più grande delle pompe di calore è che hanno dei limiti operativi. Ciò significa che per lavorare alla loro massima efficienza devono lavorare entro determinati range di temperatura.
Si, è vero, le PDC odierne possono lavorare anche in condizioni particolarmente rigide. Tuttavia farle lavorare a queste condizioni non sarebbe efficiente e quindi potrebbe non risultare conveniente dal punto di vista economico.
Anche il livello di isolamento termico dell’edificio influisce molto sull’efficienza dell’impianto a pompa di calore.
Conclusioni
Per valutare la possibilità di realizzare un impianto di riscaldamento con pompa di calore “a regola d’arte” è quindi sempre necessario affidarsi alla competenza di professionisti specializzati.
Gli installatori Partner per l’Efficienza Energetica di Valore Energia sono in grado di consigliarti e individuare la soluzione più indicata alle tue esigenze per farti ottenere prestazioni adeguate e vantaggi economici nel tempo.
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Negli USA alcuni ricercatori hanno sintetizzato un materiale in grado di stabilizzare ed ottimizzare la produzione di idrogeno dall’acqua marina. Non è la prima volta che la ricerca energetica cerca di portare l’elettrolisi a largo: vediamo perché. . Fino ad oggi la maggior parte delle tecnologie dell’idrogeno verde richiede fonti idriche dolci e in particolare pulite. Sfruttando l’acqua salata, così come quella sporca, si compirebbe un vero e proprio salto di qualità, espandendo così i confini geografici della produzione.
idrogeno dall'acqua marina
Nel caso dell’elettrolisi dell’acqua di mare, però, il processo di generazione dell’ossigeno, durante la rottura della molecola d’acqua entra in competizione con la reazione di evoluzione del cloro. Si perde quindi di stabilità ed efficienza. L’approccio scelto dal team dell’Università centrale della Florida (UCF) ha dato vita ad un nuovo catalizzatore, sostanza chimica in grado di facilitare le reazioni.
Il gruppo di studiosi ha sintetizzato film nanoporosi di seleniuro di nichel drogati con ferro e fosforo e capaci di agire come catalizzatori bifunzionali per la produzione di idrogeno dall’acqua marina. Questa combinazione di elementi offre le prestazioni necessarie per l’elettrolisi su scala industriale, bilanciando in maniera economica le reazioni concorrenti. Utilizzando il loro nuovo design, i ricercatori hanno raggiunto un’elevata efficienza e una stabilità a lungo termine per oltre 200 ore.
In futuro si cercherà di migliorare ulteriormente l’efficienza elettrica del materiale; cercando opportunità e finanziamenti per accelerare la commercializzazione del catalizzatore.
Negli ultimi anni l’idea di poter generare direttamente il vettore dall’acqua salata o sporca per non impiegare le fonti idriche dolci e potabili ha continuato a farsi strada nel mondo scientifico. In questo senso va annoverato anche il lavoro svolto presso la RMIT University di Melbourne. Qui un gruppo di ingegneri, in collaborazione con esperti dei materiali e della Australian Synchrotron, ha migliorato elettrolisi per riuscire a generare idrogeno verde da mari e oceani in maniera semplice ed economica.
Uno dei problemi più grandi dell’idrogeno marino è rappresentato dalla co-produzione di cloro
Giuseppe
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La regolite è una polvere sottile lunare. La regolite è l'insieme eterogeneo di sedimenti, polvere e frammenti di materiale, che compongono lo strato più esterno della superficie dei pianeti rocciosi come la Terra o Marte e dei corpi celesti come le lune e gli asteroidi. Il termine regolite è la traduzione italiana dell'inglese regolith. Il vocabolo fu ripreso ed ampiamente adattato dal geologo George Perkins Merrill,] e deriva dall'unione dei termini greci rêgos (mantello) e lithos (pietra)
Da molto tempo si cerca di capire come poter sfruttare la regolite, il minerale di cui si compone la quasi totalità della superficie lunare, per fabbricare pannelli solari e produrre dunque energia direttamente sulla Luna. La regolite, infatti, contiene tutti gli ingredienti necessari alla fabbricazione di pannelli solari come silicio, ferro, magnesio, alluminio e altro.
Adesso, Blue Origin, l'azienda fondata da Jeff Bezos che fa parlare soprattutto per i suoi razzi spaziali riutilizzabili, sembra che accelererà la realizzazione di questo progetto, con la nuova tecnologia Blue Alchemist. L'azienda, infatti, sostiene di essere riuscita a produrre pannelli solari e cavi per la trasmissione dell'elettricità a partire da un suolo lunare simulato composto da un materiale che è chimicamente e mineralogicamente equivalente alla regolite lunare.
Si potranno estrarre i materiali necessari per produrre i pannelli fotovoltaici dalla regolite tramite elettrolisi. Un reattore alimentato da energia elettrica in grado di applicare una temperatura di 1600 gradi centigradi e di fondere la regolite per poi poter procedere all'estrazione dei materiali. La Blue Origin, dichiara che questa tecnologia è in grado di produrre silicio puro al 99,999%.
Dai sottoprodotti ottenuti dalla reazione, gli ingegneri di Blue Alchemist sono in grado di fabbricare pannelli fotovoltaici dotati della copertura in vetro necessaria per resistere almeno un decennio sulla superficie lunare.
orion
L'obiettivo di Blue Origin è quello di vendere la nuova tecnologia alla NASA e contribuire alla missione Artemis, con cui si vuole riportare l'essere umano sulla Luna in maniera sostenibile. Artemis sostiene che il soggiorno sulla Luna degli astronauti sarà più prolungato rispetto a quello del programma Apollo, il che richiede l'installazione di infrastrutture e sistemi di alimentazione per i quali Blue Alchemist potrebbe offrire un grande contributo.
Lo stesso processo di elettrolisi potrebbe anche essere utilizzato per la produzione di metalli per la costruzione di habitat e per ottenere l' ossigeno, il che si tradurrebbe nella capacità di autosostenersi sulla Luna senza dover portare tutto il necessario dalla Terra. Si tratta per ora ancora di progetti avveniristici, ma è interessante come una giovane azienda come Blue Origin stia muovendo i primi passi per supportare lo sviluppo delle tecnologie.
Blue Origin ha suddiviso le sue attività in "Advanced Development Programs" in due unità, una indirizzata sui sistemi nello spazio come la sua stazione spaziale Orbital Reef e un'altra esclusivamente sulle attività lunari.
Giuseppe
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Si tratta di batterie ricaricabili più ecologiche che impiegano risorse facilmente biodegradabili. In questa realizzazione si è cimentato un gruppo di scienziati dell’Università del Maryland e dell’Università di Houston. Il team ha creato una nuova batteria allo zinco caratterizzata da un elettrolita proveniente da una fonte inaspettata: i crostacei. Per la precisione i ricercatori hanno impiegato chitosano, un polisaccaride usato in ambito farmaceutico e generalmente estratto dal mondo naturale.
Il chitosano è un prodotto derivato della chitina: essa ha molte fonti, comprese le pareti cellulari dei funghi ma la più abbondante “sono gli esoscheletri dei crostacei, inclusi granchi, gamberi e aragoste, che possono essere facilmente ottenuti dagli scarti dei frutti di mare.
batterie allo zinco
Queste batterie allo zinco utilizzano un elettrolita al chitosano che utilizzano ioni Zn2+ come portatori di carica.. Oltre ad una maggiore abbondanza lo zinco può offrire una capacità volumetrica teorica più elevata e una maggiore compatibilità con gli elettroliti acquosi. Lo zinco è più abbondante nella crosta terrestre rispetto al litio. Le batterie allo zinco ben sviluppate sono più economiche e più sicure. Un elettrolita biodegradabile significa che circa due terzi della batteria potrebbero essere scomposti dai microbi. Nel dettaglio, gli scienziati hanno realizzato un elettrolita gel a base di chitosano che si è biodegradato completamente in cinque mesi, facilitando il riciclo del componente metallico. I test effettuati hanno mostrato che la nuova batteria allo zinco e chitosano possiede un’efficienza energetica del 99,7% anche dopo 1.000 cicli di carica e scarica.
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- Rinnovabili: i pannelli fotovoltaici a tegole per i centri storici .
- Batterie gravitazionali da impiegare nelle rinnovabili per accumulare l'energia in eccesso....
- Arriva il pannello solare, spesso quanto un foglio di carta, prodotto dal MIT di Boston, spesso quanto un foglio di carta, in grado di rendere qualsiasi superficie fotovoltaicin grado di rendere qualsiasi superficie fotovoltaica