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Dalla pianta al serbatoio: biocarburante dai residui di  pomodorO

La TU Graz trasforma i rifiuti della produzione di pomodori in carburante per aerei e classifica il caffè espresso come mezzo di contrasto nella microscopia elettronica.

© Lunghammer - TU Graz
© Lunghammer - TU Graz
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European Green Deal - L'Europa mira a diventare il primo continente a impatto climatico zero. Questo obiettivo può essere raggiunto solo se si riuscirà a ridurre le emissioni di  CO2 del settore aeronautico. Per questo motivo sono in corso intense attività di ricerca per scoprire quali saranno le caratteristiche richieste in futuro alla tecnologia di propulsione e come potranno essere prodotti carburanti sostenibili.

Nei voli a lungo raggio, i carburanti rappresentano il 50% dei costi operativi. Qual è il carburante più adatto e come deve essere adattata la tecnologia di propulsione per poter volare? Le risposte a queste domande sono attualmente oggetto di ricerca, ad esempio nei laboratori della FH Joanneum Graz, in Austria. Le maggiori speranze sono attualmente riposte nell'idrogeno. Utilizzato come carburante, non produce emissioni di  CO2 ed è più efficiente del cherosene nella conversione in energia.

Un progetto dell'UE sta attualmente affrontando la questione di come produrre carburante sostenibile per l'aviazione (SAF - Sustainable Aviation Fuel). Dall'inizio dell'anno, 11 istituti di ricerca di 6 paesi si stanno dedicando a questo compito. Il progetto “ToFuel” è guidato dall'Università Tecnica di Graz. L'obiettivo è quello di sviluppare un concetto di bioraffineria che sia privo di rifiuti e neutro in termini di  CO2 e che produca un carburante per aerei sostenibile ed economicamente competitivo. La base è costituita dagli scarti dei pomodori.

Nella classifica delle verdure più consumate al mondo, il pomodoro è secondo solo alla patata. Insalata, polpa, passata, ketchup, sugo, conserve... se si considera quale verdura viene lavorata di più, il pomodoro è al primo posto. Le serre e la tecnologia moderna consentono di coltivare frutte e verdura fresca tutto l'anno, in Cina e in India così come in Turchia o negli Stati Uniti. Con un raccolto di 17 megatonnellate di pomodori, l'UE occupa il terzo posto nella produzione. Tuttavia, non è possibile lavorare l'intera pianta: fiori, foglie, steli, bucce, semi e pomodori di qualità insufficiente vengono attualmente bruciati o smaltiti come rifiuti agricoli. Ed ecco perchè c'è un grande potenziale: secondo le stime dei responsabili del progetto, entro il 2030 i residui della lavorazione dei pomodori prodotti in tutta l'UE potranno coprire circa il 3% del fabbisogno europeo di carburanti sostenibili per l'aviazione.

Dalla pianta al serbatoio, potrebbe essere questo il motto. Innanzitutto, i residui vegetali devono essere trattati in modo tale che i microrganismi possano utilizzarli in modo efficiente. Nel progetto vengono testate due tecnologie di frazionamento: nell'estrusione, la biomassa viene trattata con calore e pressione e poi scomposta nei suoi componenti cellulari mediante un brusco calo di pressione. Con la liquefazione idrotermica, la biomassa viene trasformata in bioolio e biocarbone ad alta pressione e ad alte temperature. Entrambi gli approcci vengono studiati e confrontati. Successivamente si procede alla purificazione dei composti azotati, prima che il bioolio possa essere raffinato per diventare carburante.

Oltre al carburante sostenibile per l'aviazione, vengono prodotti anche fertilizzanti, mangimi per animali e olio alimentare. Il progetto studia anche l'impatto ecologico, economico e sociale delle tecnologie. Non da ultimo, ciò potrebbe diventare una nuova fonte di reddito per la trasformazione alimentare.

Un altro interessante aspetto della ricerca della TU di Graz è quello che riguarda il microscopio elettronico. Per poter esaminare campioni biologici al microscopio, questi vengono trattati con un mezzo di contrasto che rende più riconoscibili le strutture dei tessuti. Il mezzo standard utilizzato è l'acetato di uranile. Per motivi di sicurezza, questa sostanza altamente tossica e radioattiva non può essere utilizzata in tutti i laboratori.

I ricercatori dell'università austriaca hanno ora scoperto che il caffè espresso non è solo un'alternativa equivalente, ma anche ecologica, innocua ed economica.  Ispirati dalle macchie circolari secche nelle tazze da caffè, hanno effettuato il test con un campione di alghe. Il risultato è stato promettente.

Lo stesso vale per il confronto diretto con l'acetato di uranile: in alcuni casi i valori di contrasto erano addirittura migliori. Per un ampio utilizzo nella microscopia elettronica biologica sono necessarie ulteriori ricerche su diversi tipi di tessuti. Il caffè stimola quindi la ricerca su più livelli.

© Mayrhofer/FELMI-ZFE, TU Graz
© Mayrhofer/FELMI-ZFE, TU Graz

Qui a fianco viene mostrata l'immagine al microscopio elettronico di un'alga che è stata pretrattata con caffè espresso per creare contrasti più marcati.