Mattoni refrattari un ritorno al passato e un futuro sostenibile per consumo energetico e in molti processi industriali
L’impiego dei mattoni refrattari, una tecnologia risalente all’Età del Bronzo, torna prepotentemente all’attenzione della comunità scientifica come soluzione innovativa per ottimizzare i processi industriali e ridurre l’impatto ambientale. Il problema dell’energia nei processi industriali I processi produttivi moderni richiedono temperature elevate, spesso ottenute tramite la combustione di combustibili fossili. Questa pratica, oltre a inquinare, contribuisce al cambiamento climatico. La necessità di ridurre le emissioni e aumentare l’efficienza energetica ha spinto i ricercatori a cercare alternative più sostenibili. La proposta di Stanford: immagazzinare il calore nei mattoni refrattari Un team di scienziati della Stanford University ha proposto un approccio innovativo: utilizzare i mattoni refrattari per immagazzinare il calore necessario ai processi industriali. “Immagazzinando l’energia nella forma più vicina al suo utilizzo finale – spiega Daniel Sambor, uno degli autori dello studio – si riducono le inefficienze nella conversione energetica. È come immagazzinare acqua calda per avere una doccia calda.” I vantaggi dell’utilizzo dei mattoni refrattari Uno studio approfondito, condotto su 149 paesi responsabili della maggior parte delle emissioni globali, ha evidenziato i numerosi vantaggi dell’impiego dei mattoni refrattari: -Riduzione dei costi: L’utilizzo dei mattoni refrattari porterebbe a un risparmio di oltre mille miliardi di euro a livello globale. -Minor dipendenza dalle batterie: Si ridurrebbe del 14,5% la necessità di accumulare energia nelle batterie, semplificando la transizione energetica. -Minore impatto ambientale: L’utilizzo del suolo diminuirebbe dello 0,4% e il costo globale dell’energia si ridurrebbe di quasi il 2%. -Transizione energetica più rapida ed economica: L’impiego dei mattoni refrattari accelererebbe la transizione verso le energie rinnovabili, con benefici per la salute, il clima e l’economia. Perché i mattoni refrattari? I mattoni refrattari, grazie alla loro capacità di immagazzinare e rilasciare calore, offrono numerosi vantaggi rispetto alle batterie: Costo contenuto: Sono molto più economici delle batterie, con materiali facilmente reperibili. Semplicità: Il loro funzionamento è semplice e non richiede tecnologie complesse. Efficienza: Sono in grado di immagazzinare grandi quantità di calore in modo efficiente. Conclusioni L’utilizzo dei mattoni refrattari rappresenta una soluzione promettente per rendere i processi industriali più sostenibili e meno costosi. Questa tecnologia, seppur antica, si rivela oggi come un alleato prezioso per affrontare le sfide energetiche del futuro.
La pompa di calore più efficiente
Nella urgente sfida alla decarbonizzazione e alla mitigazione degli effetti catastrofici dei cambiamenti climatici, la transizione da sistemi di riscaldamento domestici alimentati da combustibili fossili come caldaie e forni diventa un’esigenza impellente. Secondo l’Agenzia Internazionale dell’Energia, le pompe di calore rappresentano un’arma chiave in questa lotta. A livello globale, si stima che possano ridurre le emissioni di CO2 di 500 milioni di tonnellate, equivalenti all’eliminazione di tutte le auto circolanti in Europa. Una nuova generazione di ingegneri del riscaldamento sta spingendo le pompe di calore al limite, raggiungendo livelli di efficienza sorprendenti. L’attenzione si concentra sulla progettazione di sistemi a bassa temperatura che riscaldano le abitazioni in modo ottimale, senza sprechi di energia. Le pompe di calore sfruttano i principi della fisica per offrire più kilowattora di calore per ogni kilowattora di elettricità consumata. Un refrigerante sigillato all’interno del dispositivo evapora facilmente quando viene riscaldato, anche a temperature esterne basse. Un compressore pressurizza il gas riscaldato, incrementandone ulteriormente la temperatura. Questo processo richiede solo una minima quantità di elettricità, generando un aumento significativo della temperatura del refrigerante. Un esempio concreto: una pompa di calore efficiente che alimenta un sistema di riscaldamento a pavimento a 35 gradi Celsius può raggiungere un COP (Coefficient of Performance) di 6, un valore estremamente performante. Tuttavia, il teorema di Carnot stabilisce un limite intrinseco al COP delle pompe di calore. In sintesi, il COP teorico massimo è sempre limitato dal rapporto tra la temperatura della fonte di calore esterna e quella interna desiderata. Il processo avviene in modo inverso, da un corpo caldo a uno più freddo, con inevitabili perdite di efficienza all’interno del sistema stesso. Inoltre, il compressore della pompa di calore non può mai raggiungere un’efficienza del 100%. Nonostante questi limiti, le pompe di calore rappresentano una tecnologia rivoluzionaria per il riscaldamento domestico sostenibile. La loro elevata efficienza energetica, unita alla capacità di sfruttare fonti di energia rinnovabili come l’aria, l’acqua e il suolo, le rende una soluzione chiave per ridurre l’impatto ambientale del settore residenziale e contribuire alla lotta contro i cambiamenti climatici.
Corridoi verdi e piantare alberi è il segreto della sostenibilità – 2°C in meno in tre anni. Ecco l’esempio da seguire della città di Medellin in Colombia
Il sistema del corridoi verdi potrebbe portare ad ottimi risultati in tutte la città del mondo. L’impatto della cementificazione sul clima urbano L’espansione incontrollata delle città, caratterizzata da una massiccia cementificazione, contribuisce ad aggravare il fenomeno del riscaldamento globale. Questo non solo amplifica le problematiche a livello planetario, ma genera anche microclimi urbani nocivi per la salute degli abitanti e per l’ambiente circostante. Medellin, da eterna primavera a estate afosa Medellin, in Colombia, con i suoi circa 2 milioni e mezzo di abitanti, ne è un esempio lampante. Negli ultimi 20 anni, la città ha assistito a una trasformazione preoccupante del suo clima: l’eterna primavera ha ceduto il passo a un’estate afosa e persistente, con aria pesante e irrespirabile. La risposta coraggiosa, il progetto “Corridoi Verdi” Di fronte a questa situazione critica, nel 2016, sotto la guida dell’allora sindaco Federico Gutiérrez, Medellin ha deciso di invertire la rotta e intraprendere un’azione decisa per salvare la propria vivibilità. Nasce così il progetto “Corridoi Verdi”, un’iniziativa da 16,3 milioni di dollari volta alla creazione di 30 corridoi di verde lungo le strade e i corsi d’acqua cittadini. Un impegno concreto, oltre 70 ettari di verde L’ambizioso progetto ha portato al miglioramento o alla creazione di oltre 70 ettari di spazi verdi, comprendendo 20 chilometri di percorsi ombreggiati con piste ciclabili e pedonali. La peculiarità di questa iniziativa risiede nel coinvolgimento diretto della cittadinanza: un team di 150 “giardinieri cittadini”, provenienti da contesti svantaggiati e minoranze, ha lavorato fianco a fianco con 15 ingegneri forestali specializzati. Insieme, hanno piantato e curato centinaia di migliaia di alberi e piante in tutta la città. Ogni pianta scelta con cura, impatto massimo La scelta delle essenze vegetali non è stata casuale, ma oculatamente ponderata per massimizzare il loro impatto positivo. Le diverse specie piantate hanno infatti lo scopo di fornire cibo alla fauna selvatica, favorire la biodiversità e contrastare l’inquinamento atmosferico. Risultato tangibile, un calo significativo delle temperature I benefici del progetto “Corridoi Verdi” non si sono fatti attendere. Già nei primi tre anni di attuazione, le temperature a Medellin hanno registrato un calo di 2°C, con previsioni di un’ulteriore diminuzione di 4-5°C nei prossimi decenni. Questa riduzione considerevole si traduce in un minor ricorso all’aria condizionata e, di conseguenza, in un calo dei consumi energetici. Un modello da seguire per città più vivibili e sostenibili Il caso di Medellin rappresenta un esempio virtuoso di come un’azione decisa e lungimirante possa contrastare gli effetti del cambiamento climatico a livello locale. La creazione di corridoi verdi non solo migliora la qualità dell’aria e riduce le temperature, ma contribuisce anche a creare un ambiente urbano più vivibile, favorendo la mobilità sostenibile e la coesione sociale. L’esperienza di Medellin offre una lezione preziosa che merita di essere replicata in altre città del mondo, impegnate nella lotta contro il cambiamento climatico e nella costruzione di un futuro più sostenibile. Medellin, i benefici tangibili dei “Corridoi Verdi” Oltre al calo significativo delle temperature, il progetto “Corridoi Verdi” ha portato a una serie di altri benefici tangibili per la città di Medellin: Riduzione dell’inquinamento atmosferico. Tra il 2016 e il 2019, si è registrata una diminuzione significativa dei livelli di PM2.5, le dannose polveri sottili. Questo ha portato a un calo del tasso di morbilità e mortalità per infezioni respiratorie acute, migliorando la salute pubblica in generale. Incremento della biodiversità. Gli studi condotti dimostrano un ritorno della fauna selvatica: sono state identificate 30 diverse specie di farfalle in soli cinque corridoi verdi. La creazione di questi spazi verdi ha contribuito a ricostituire l’ecosistema urbano e a favorire la biodiversità. Modello replicabile. L’esperienza di Medellin dimostra che le città possono attuare strategie efficaci per adattarsi al cambiamento climatico e migliorare la qualità della vita dei cittadini. La creazione di corridoi verdi rappresenta un modello replicabile in altri contesti urbani, offrendo soluzioni concrete per contrastare le sfide ambientali. Verso un futuro più sostenibile. Il successo del progetto di Medellin ha ispirato altre città in Colombia, come Bogotá e Barranquilla, ad adottare piani simili. Anche San Paolo, la più grande città del Sud America, ha recentemente avviato l’espansione dei propri corridoi verdi, dimostrando l’ampio potenziale di questa strategia. Dichiarazioni di esperti: Paula Zapata, consulente per Medellin presso C40 Cities: “Sicuramente, i corridoi verdi potrebbero funzionare in molti altri luoghi.” C40 Cities è una rete globale che riunisce circa 100 delle principali città del mondo, tra cui Roma e Milano, che si impegnano per la promozione di un futuro urbano più sostenibile. Il progetto “Corridoi Verdi” di Medellin si inserisce perfettamente in questa visione, offrendo un esempio concreto di come le città possono contribuire attivamente alla lotta contro il cambiamento climatico e al miglioramento della qualità della vita dei cittadini. Sfide e prospettive future Nonostante il suo innegabile successo, il progetto “Corridoi Verdi” di Medellin deve affrontare alcune sfide che è importante considerare: Inquinamento e traffico. I corridoi verdi nelle aree centrali della città si confrontano con elevati livelli di inquinamento atmosferico e traffico veicolare. Questo comporta la necessità di un’attenta gestione e manutenzione per garantire la salute delle piante e la fruibilità degli spazi verdi. Comportamenti incivili, come il gettito di rifiuti da parte degli automobilisti, richiedono un impegno costante per mantenere il decoro e la pulizia dei corridoi. Senzatetto. La presenza di persone senzatetto che cercano rifugio all’interno dei corridoi verdi rappresenta una questione sociale complessa che richiede soluzioni ad hoc. È necessario un dialogo costruttivo con le realtà locali che si occupano di queste tematiche per trovare soluzioni di accoglienza e supporto adeguate, garantendo nel contempo il rispetto del decoro e della fruibilità degli spazi verdi da parte di tutti i cittadini. Costi di manutenzione. La gestione e la manutenzione dei corridoi verdi comportano un costo annuale di circa 625.000 euro. Sebbene non si tratti di una cifra esorbitante, è importante considerare tale onere nel bilancio complessivo della città, soprattutto in un contesto di indebitamento come quello di Medellin (2,8 miliardi di dollari). Efficacia a lungo termine. Monitorare l’evoluzione del progetto nel
Scoperto un nuovo materiale che può assorbire carbonio dall’atmosfera più velocemente degli alberi
Un team di scienziati afferma di aver scoperto un materiale poroso che ha il potenziale di immagazzinare grandi quantità di gas serra, sostenendo che alcune caratteristiche della struttura potrebbero renderla un eccellente deposito per l’anidride carbonica e l’esafluoruro di zolfo, un altro potente gas serra. Il nuovo materiale agisce come una gabbia composta da molecole più piccole, ovvero una supermolecola organica formata da ossigeno, azoto e fluoro. Piantare alberi è un modo molto efficace per assorbire il carbonio, ma è molto lento, quindi abbiamo bisogno di un intervento umano – come le molecole prodotte dall’uomo – per catturare i gas serra dall’ambiente in modo efficiente e più rapidamente. Sono in fase di sviluppo anche altri materiali che potrebbero potenzialmente catturare velocemente carbonio. Uno di questi materiali è una struttura bidimensionale composta da boro che ha un’ampia superficie e potrebbe potenzialmente assorbire grandi quantità di gas serra provenienti dalle centrali elettriche. Un altro materiale che gli scienziati stanno esplorando è il cemento, che è alla base della società moderna ma il cui utilizzo, emette grandi quantità di anidride carbonica, stimate pari all’8% delle emissioni prodotte dall’uomo all’anno. I ricercatori hanno esplorato come l’aggiunta di materiali come il bicarbonato di sodio al calcestruzzo potrebbe aiutare il materiale ad assorbire l’anidride carbonica nell’atmosfera invece che emeterla. Ma il grosso ostacolo è che molti di questi nuovi materiali sono fondamentalmente esperimenti di laboratorio. Questa è una sfida per chiunque voglia utilizzare la scienza dei materiali per affrontare il cambiamento climatico: come si fa a passare dal laboratorio al mercato?
Il Parlamento Europeo approva la norma Case Green chiamata EPBD4
La normativa Case Green, nota come EPBD4 (Direttiva sull’Efficienza Energetica degli Edifici), è una legge fondamentale nell’Unione Europea per affrontare il cambiamento climatico e promuovere la sostenibilità ambientale attraverso l’ottimizzazione dell’uso dell’energia negli edifici. EPBD4 rappresenta un’evoluzione delle direttive precedenti, con l’obiettivo di rendere gli edifici europei più efficienti dal punto di vista energetico e meno inquinanti. Il cuore di EPBD4 è l’introduzione di standard più rigorosi per la costruzione e il rinnovo degli edifici, con l’obiettivo di ridurre le emissioni di gas serra e aumentare l’uso di energie rinnovabili. Questi standard stabiliscono requisiti minimi di efficienza energetica che devono essere rispettati durante la progettazione e la realizzazione di nuovi edifici, nonché durante i lavori di ristrutturazione. Inoltre, la normativa promuove l’adozione di tecnologie innovative e soluzioni intelligenti per ottimizzare il consumo energetico degli edifici. EPBD4 prevede anche l’introduzione di misure per migliorare il monitoraggio e la valutazione delle prestazioni energetiche degli edifici. Ciò significa che gli Stati membri sono tenuti a implementare sistemi di monitoraggio e reporting che consentano di valutare l’efficienza energetica degli edifici in modo accurato e regolare. Questi dati saranno utilizzati per identificare aree di miglioramento e garantire il rispetto degli standard stabiliti. Un altro aspetto significativo di EPBD4 è l’importanza data alla formazione e alla sensibilizzazione degli operatori del settore edilizio. Gli architetti, gli ingegneri e gli altri professionisti coinvolti nella progettazione e nella costruzione degli edifici devono essere adeguatamente formati sulle migliori pratiche in materia di efficienza energetica e sostenibilità. In questo modo, si promuove una cultura dell’edilizia sostenibile e si incoraggia l’adozione di soluzioni innovative. Il nostro studio Purarchitettura adotta sistemi Bim e software evoluti per produrre i milgiori progetti architettonici sostenibili. Inoltre, EPBD4 mira a incentivare gli investimenti nell’efficienza energetica degli edifici, attraverso l’adozione di politiche di finanziamento agevolato e l’offerta di incentivi fiscali per chi adotta soluzioni sostenibili. Ciò contribuirà a stimolare il mercato delle tecnologie energetiche pulite e a favorire la transizione verso un’economia a basse emissioni di carbonio. In conclusione, EPBD4 rappresenta un passo importante verso un’edilizia più sostenibile ed efficiente dal punto di vista energetico nell’Unione Europea. Attraverso l’adozione di standard più rigorosi, il monitoraggio delle prestazioni energetiche degli edifici e l’incoraggiamento agli investimenti nell’efficienza energetica, la normativa si propone di ridurre l’impatto ambientale degli edifici e contribuire agli sforzi globali per mitigare il cambiamento climatico.
Architettura rigenerativa
L’architettura rigenerativa non solo limita l’impronta ecologica sull’ambiente, ma punta ad avere un’influenza positiva sull’ecosistema locale. Il concetto prende in considerazione ogni aspetto del rapporto tra l’uomo e la natura, ed è legato ad alcuni elementi fondamentali quali: la progettazione di tutto la zona progettata, l’orientamento degli edifici in considerazione dello studio approfondito dei flussi d’acqua e d’aria che attraversano il sito, l’uso dell’architettura per creare un legame costante con la natura e migliorare la qualità dell’ambiente circostante. Oltre a sperimentare applicazioni contemporanee delle tecniche di costruzione tradizionali, per dar vita a spazi abitativi confortevoli, contemporanei e dal design elegante. Il progetto che completa l’architettura rigenerativa prevede anche il ricorso a tecnologie all’avanguardia per produrre e rendere autonomi gli edifici da un punto di vista energetico. L’architettura rigenerativa quindi, non è solo una semplice struttura abitativa ma anche un’esperienza, un modo di vivere che coinvolge attivamente gli abitanti nell’adozione di uno “stile di vita rigenerativo”. Gli utenti sono coinvolti in pratiche quotidiane di manutenzione come la raccolta di legna e la pulizia dell’erba per favorire il flusso dell’aria fresca, contribuendo così positivamente all’ecosistema locale. Il progetto, di architettura rigenerativa rappresenta una filosofia che intende influenzare profondamente il nostro modo di coesistere con la natura.
Inquinamento – La maggior parte delle microplastiche negli oceani sono polvere di pneumatici.
La maggior parte delle microplastiche negli oceani sono polvere di pneumatici. Un documento di ricerca pubblicato nel 2020 ha evidenziato l’impatto dell’inquinamento dei pneumatici esaminando la difficile situazione del salmone coho nei corsi d’acqua della costa occidentale. Gli scienziati hanno infine identificato una sostanza chimica chiamata 6PPD, tipicamente utilizzata nella produzione di pneumatici per rallentare la rottura e il degrado. Quando esposta all’ozono nell’atmosfera, la sostanza chimica si trasforma in molte altre specie, incluso il 6PPD-chinone, che si è rivelato altamente tossico per molti pesci, incluso il salmone coho. Da allora la stessa sostanza chimica è stata rilevata nell’urina umana, anche se eventuali effetti sulla salute rimangono sconosciuti. La scoperta del 6PPD-q e il suo impatto hanno portato un nuovo esame dell’inquinamento generato dalle particelle rilasciate da pneumatici e freni. In particolare, la gomma dei pneumatici è composta da oltre 400 diversi composti chimici, molti dei quali sono noti per avere effetti negativi sulla salute umana. Nuovi sforzi di ricerca stanno appena iniziando a rivelare l’impatto della polvere quasi invisibile dei pneumatici e dei freni. Un rapporto del Pew Charitable Trust ha rilevato che il 78% delle microplastiche oceaniche provengono dalla gomma sintetica dei pneumatici. Queste particelle tossiche finiscono spesso per essere ingerite dagli animali marini, dove possono causare effetti neurologici, cambiamenti comportamentali e crescita anormale. Nel frattempo, la società britannica Emissions Analytics ha dedicato tre anni allo studio dei pneumatici. Il gruppo ha scoperto che i quattro pneumatici di una singola auto rilasciano collettivamente 1 trilione di particelle “ultrafini” per ogni singolo chilometro (0,6 miglia) percorso. Queste particelle, di dimensioni inferiori a 100 nanometri, sono così piccole che possono passare direttamente attraverso i polmoni e nel sangue. Possono persino attraversare la barriera emato-encefalica del corpo. Anche l’Imperial College di Londra ha studiato la questione, rilevando che “Esistono prove emergenti che le particelle dovute all’usura dei pneumatici e altro particolato possono contribuire a una serie di impatti negativi sulla salute, tra cui cuore, polmoni, sviluppo, riproduzione e cancro”. È un problema di emissioni che non scomparirà nemmeno con la transizione ai veicoli elettrici. Secondo i dati di Emissions Analytics, i veicoli elettrici tendono a perdere circa il 20% in più di pneumatici a causa del loro peso maggiore e della coppia elevata rispetto ai tradizionali veicoli con motore a combustione interna. In effetti, la portata di queste emissioni è significativa. Si ritiene che le emissioni di particolato provenienti da pneumatici e freni, in particolare nelle gamme di dimensioni PM2,5 e PM10, superino la massa delle emissioni dallo scarico delle moderne flotte di veicoli, secondo uno studio pubblicato quest’anno su Science of the Total Environment. Questo problema è passato in gran parte sotto il radar fino a poco tempo fa. Le emissioni dallo scarico sono facili da studiare, poiché richiedono semplicemente la cattura o il rilevamento dei gas direttamente allo scarico del motore. Catturare il particolato fine emesso da pneumatici e freni è decisamente più difficile. Farlo in modo da riflettere accuratamente la quantità di tali emissioni è ancora più difficile. Forse è improbabile che tale inquinamento abbia un impatto diretto su questioni come il cambiamento climatico, ma la potenziale tossicità per gli esseri umani, gli animali e l’ambiente in generale è una delle principali preoccupazioni. Le autorità di regolamentazione si stanno già affrettando per affrontare questo problema, finora largamente ignorato dai governi di tutto il mondo. Nell’UE, gli standard Euro 7 regoleranno le emissioni di pneumatici e freni a partire dal 2025. Negli Stati Uniti, l’EPA della California richiederà ai produttori di pneumatici di trovare una sostanza chimica alternativa al 6PPD entro il 2024, per contribuire a ridurre l’immissione di 6PPD-q nell’ambiente in futuro. A loro volta, i produttori stanno esplorando tutto, dalle composizioni alternative dei pneumatici a speciali metodi elettrostatici per catturare l’emissione di particolato.