Ghiaccio bollente…Nuova fonte di energia?

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Dalla Prima Rivoluzione Industriale in poi l’attività antropica è divenuta voracissima consumatrice di energia, ecco perché le risorse energetiche hanno giocato un ruolo sempre più importante nell’influenzare il delicato scacchiere geopolitico mondiale negli ultimi secoli. Tra XX e XXI secolo il capitalismo e la cultura del consumo hanno reso la disponibilità di energia un’esigenza primaria, sulla base della quale sono stati giustificati conflitti e politiche socio-economiche di ogni sorta e genere.
Questo smodato consumo di energia ha portato ad un assottigliamento delle risorse che il Pianeta Terra ci ha gentilmente concesso (o per meglio dire che ci siamo accaparrati senza chiedere il permesso!) e di conseguenza ha aperto una crisi energetica che i governi di tutto il mondo stanno cercando di risolvere, esplorando e sperimentando ogni possibile fonte energetica alternativa.

Tra le risorse energetiche più sfruttate globalmente figura sicuramente il gas naturale, una miscela di idrocarburi la cui componente maggioritaria è il metano. Questo viene prodotto principalmente tramite estrazione da giacimenti, i più grandi dei quali si trovano nel Golfo Persico e in Russia. Un altro importante serbatoio di idrocarburi gassosi è costituito dal cosiddetto shale gas, gas ottenuto da argille, il cui sfruttamento è oggetto di aspre critiche a causa delle tecnologie di estrazione poco ortodosse e dei dubbi benefici climatici legati all’utilizzo di questa risorsa, che però ha reso autosufficiente un gigante come gli Stati Uniti d’America.

Clatrato metano
Clatrato metano

La caccia a nuove risorse e il desiderio di molti governi di liberarsi dal giogo dei grandi produttori di gas ha messo in luce una nuova fonte di metano…l’acqua. Quest’ultima, se in condizioni di alte pressioni e basse temperature, in presenza di metano tende a formare una struttura solida cristallina a gabbie all’interno di ciascuna delle quali viene intrappolata una molecola di metano. Questo particolare solido prende il nome di clatrato idrato di metano e, all’apparenza, sembra semplicemente ghiaccio. Se a questo “ghiaccio” si avvicina una fiamma istantaneamente tende a decomporsi liberando il metano, che prende fuoco (video e immagine), dando l’impressione di avere tra le mani del ghiaccio infuocato. Questi composti possono immagazzinare grandissime quantità di gas, da 1 metro cubo di clatrato si possono liberare anche 160 metri cubi di metano! Le temperature e le pressioni alle quali i clatrati vengono formati sono le stesse condizioni riscontrabili in vari ambienti del pianeta, come gli abissi marini o gli strati di rocce sedimentarie al di sotto del permafrost, e infatti si stima ci siano miliardi di tonnellate di metano intrappolate in clatrati in giro per il mondo.

C’è però un enorme ostacolo tecnologico da superare per poter accedere a questo tesoro gassoso, ovverosia come poterlo estrarre? Per il momento impianti di estrazione su larga scala di metano da clatrati idrati sono ancora impraticabili, poiché non si è ancora riusciti a ovviare al principale problema, la fragilità intrinseca di questo “ghiaccio bollente”, che, al di fuori delle condizioni di pressioni e temperature ottimali o una volta liberato il metano intrappolato, tende a collassare liberando tutto insieme metano gassoso e acqua, minando dunque la stabilità di eventuali impianti di estrazione. Una possibile soluzione per ovviare al problema della stabilità di questi composti sta nel riuscire a sostituire il metano intrappolato con altre molecole che permettano alle gabbie costituite da molecole d’acqua di non collassare. Alcuni studi hanno dimostrato che l’anidride carbonica potrebbe svolgere il delicato compito.

Per il momento lo sfruttamento di clatrati di metano sembra ancora lontano, ma l’argomento sembra essere bollente, non solo perché questo “ghiaccio” prende facilmente fuoco, ma, soprattutto, per i risvolti economici e politici che questa tecnologia potrebbe apportare.

Per approfondire:
1) http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jp2119586
2) http://geology.com/articles/methane-hydrates/
3) http://www.nature.com/nature/journal/v426/n6964/abs/nature02135.html

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Autore dell'articolo: Luca Catalano

Ha studiato tra Milano e Bologna. Da sempre appassionato di scienza e storia, ma anche rugbysta, attore e grande appassionato di musica

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