Energia rinnovabile e minerali critici: la nuova sfida della ricerca italiana per un'estrazione sostenibile a emissioni zero

 Valentina Prigiobbe, Professore Assistente del dipartimento di Geoscienze dell'Università di Padova, dichiara che l'estrazione dei minerali critici rappresenta un passaggio indispensabile per lo sviluppo dei sistemi a energia rinnovabile. 

Valentina Prigiobbe  – Dipartimento di Geoscienze dell’Università di Padova: " L'estrazione di minerali critici (critical minerals, CMs), è fondamentale per la costruzione dei sistemi ad energia rinnovabile. Questi minerali sono concentrati in limitate aree geografiche e spesso ottenuti con metodi inefficienti e non sostenibili. Abbiamo condotto ricerca nello stato di New York.  Nel complesso, i risultati di questo lavoro gettano le basi per la ricerca su nuovi processi minerari sostenibili che affrontino l'eredità ambientale delle precedenti attività, aprendo al contempo la possibilità di un'attività mineraria a emissioni zero!".

La ricerca è stata presentata al recente Congresso Nazionale Congiunto della Società Italiana di Mineralogia e Petrologia e Società Geologica Italiana!          

“Interessanti i dati emersi da una ricerca che abbiamo condotto nello stato di New York! L'estrazione di minerali critici (critical minerals, CMs), è fondamentale per la costruzione dei sistemi ad energia rinnovabile. Questi minerali sono concentrati in limitate aree geografiche e spesso ottenuti con metodi inefficienti e non sostenibili. Inoltre, le attuali catene di approvvigionamento sono inadeguate a soddisfare la domanda futura prevista. Di conseguenza, vi è una crescente necessità di esplorare approcci innovativi e sostenibili per il recupero di questi minerali da risorse alternative e più ampiamente disponibili, come ad esempio i rifiuti. Nella presentazione, mostrero’ i risultati della nostra ricerca sullo sviluppo di un processo innovativo che combina l'estrazione di minerali critici (manganese e titanio) da rifiuti con la mineralizzazione di anidride carbonica (CO₂). In particolare, nella nostra ricerca, abbiamo utilizzato i rifiuti di miniera (mine tailings) ottenuti da una cava di wollastonite situata nello stato del New York. I mine tailingscontengono tre minerali principali: wollastonite, diopside, e granati.

L’estrazione e’ stata condotta attraverso il processo di dissoluzione accelerato usando acidi organici (acido citrico, formico e ossalico). Per l’experimetal design e la descrizione dei dati, abbiamo sviluppato un modello matematico che combina l’equazione di bilancio di popolazione (population balance equation, PBE) con la geochimica. Questo modello mostra un buon accordo con i dati sperimentali e indica che il processo integrato raggiunge lo stato stazionario entro 48 ore a 80°C, con un'efficienza di estrazione del calcio per la rimozione della CO₂ e del manganese uguale all'80% entro il primo giorno. Mentre, il titanio rimane nel residuo solido che puo’ essere usato come materiale da costruzioni.

Nel complesso, i risultati di questo lavoro gettano le basi per la ricerca su nuovi processi minerari sostenibili che affrontino l'eredità ambientale delle precedenti attività, aprendo al contempo la possibilità di un'attività mineraria a emissioni zero!". Lo ha affermato Valentina Prigiobbe del Dipartimento di Geoscienze dell’Università di Padova!

E’ la quarta rivoluzione industriale!

“Noi sappiamo che siamo nella quarta rivoluzione industriale e se prima erano importanti i minerali, il ferro, il rame,  adesso con la quarta rivoluzione andiamo oltre, andiamo a nuove risorse, alla ricerca di nuove risorse.  E questo non può essere fatto che non da persone che studiano l'ambiente, la geologia, i minerali.

Dove trovare i minerali? Che cosa si può fare con questi minerali?  Quindi da questo punto di vista il nostro congresso credo che sia l'avanguardia, sia importantissimo dal punto di vista strategico per l'Italia e per l'Europa. Sappiamo benissimo quello che sta succedendo a livello internazionale con le grandi potenze  - ha affermato Paolo Mazzoleni, Presidente della Società Italiana di Mineralogia e Petrologia - che si stanno organizzando in questo senso.  Indubbiamente anche l'Italia, anche l'Europa deve andare a convergere verso una ricerca di nuove risorse, di nuovi orizzonti su cui poter fondare il proprio futuro. Perché si tratta del futuro di tutti noi ancora, Noi, Italia, abbiamo un punto a nostro favore e cioè che non abbiamo mai smesso di fare didattica, di fare ricerca.

Quindi non partiamo da zero. La geologia, le Scienze della terra in Italia hanno sempre continuato a interessarsi di quelle che sono le risorse. Un tempo si interessavano sfruttando diciamo quelli che erano i paesi dove le risorse sono molto abbondanti.

E ora si sta tornando allo studio del nostro territorio. E’ importante la cartografia italiana che ci consente di sapere cosa può fornire il territorio. Si è tanto investito e lo hanno fatto l'università italiana, gli enti di ricerca sullo studio delle  materie critiche, delle risorse minerali. Un tema che non è stato abbandonato assolutamente dall'Accademia e dai nostri corsi di laurea ma che deve prendere di nuovo vigore proprio nello studio del territorio italiano.

Spesso parliamo di guerre proprio legate alle materie prime, ma tante volte le innovazioni hanno utilizzato materie molto comuni, per esempio il carbonio, il silicio, lo stesso idrogeno.  Lo sviluppo tecnologico, la nuova industrializzazione, le nuove frontiere che ci vengono dalle tecnologie richiedono delle nuove materie prime, sempre più rare, sempre più difficili da produrre. E’ importante avere una capacità, intanto una conoscenza e poi una capacità anche pratica di poter individuare queste materie prime nel territorio e di poterle estrarre.

Nessuno penserà mai che l'Italia sarà indipendente rispetto a questo problema delle risorse minerali, però un contributo importante può venire già dallo studio del territorio e dallo studio dei minerali appunto presenti all'interno del nostro territorio. Poi c’è la corsa allo spazio. E’ la sfida ultima, futura che probabilmente neanche i nostri figli vedranno, ma i nostri nipoti, ma il futuro sarà quello".