Laboratori accreditati

Sono al XVIII Congresso nazionale dei Chimici a Bologna. In più di un intervento è stata affrontata la norma ISO 17025, quella che serve ad accreditare i laboratori.

Non ho niente contro il diritto che tra privati ci si metta d’accordo sul rispettare certi principi. Se un’azienda cerca un laboratorio e chiede allo stesso che sia accreditato, perché opporsi?

Ma, dobbiamo trovare il modo di enfatizzare il ruolo del Chimico a cui, per legge, spetta l’attività professionale.

Art. 16 del Regio Decreto 1 marzo 1928 n. 842: le perizie e gli incarichi in materia di chimica pura ed applicata possono essere affidati dall’autorità giudiziaria e dalle pubbliche amministrazioni soltanto agli iscritti nell’albo dei chimici.

Dobbiamo quindi mettere i laboratori accreditati nella corretta prospettiva di fabbricatori di numeri. Dobbiamo batterci per evitare che nelle leggi e nei bandi delle pubbliche amministrazioni venga scritto che a fare l’analisi sia un laboratorio accreditato, perché ciò è contrario alla legge. Non c’è neppure da discutere su questo. L’atto professionale è del chimico non può essere di un soggetto giuridico.

Una cosa sono le leggi, una le norme volontarie, a cui la ISO 17025 appartiene. Non mi pare difficile da capire.

Annunci

Il vinile puzza

Ora, quelli che sanno che di mestiere faccio il chimico potrebbero non sorprendersi da questa affermazione. Ma qui io non mi sto riferendo al cloruro di vinile, polimero o monomero. O meglio vorrei parlare di una particolare forma del Cloruro di Polivinile (PVC, per gli amici), quella cosa per cui “vinile” è una metonimia, il materiale per l’oggetto.

Si, i dischi in vinile (amichevolmente), quelli oggetti circolari su cui è incisa la musica, sono tornati prepotentemente di moda. Fior di conduttori radiofonici e musicofili hanno scoperto che per farci sentire in colpa nell’ascolto della musica, dovremmo tutti riconvertirci all’epoca dei giradischi (o piatti), quando per ascoltare un disco dovevi amarlo a comprare scegliendolo tra centinaia di altri in un contenitore perlopiù cubico aperto sopra dove erano infilati per lungo, muovere indice e medio per sfogliarlo come fossero pagine di un libro in verticale, poi arrivare a casa (perché i giradischi portatili erano scomodi ma c’erano per i 45 giri, quelli piccoli), metterei appunto sul piatto, prendere il braccio ed appoggiare la testina sulla parte esterna del disco, dove cominciava il solco. Chi, tra voi che state leggendo, ha meno di 20-25 anni  non avrà idea di quello che sto dice do, ma fidatevi, ascoltare la musica era così. La moda del vinile è una di quelle situazioni per cui una cosa popolare, come ascoltare la musica, deve essere elevato ad un altro rango, in modo che qualcuno possa distinguersi pur facendo quello che fanno milioni di altri esseri simili ma dai quali ci si vuol distinguere.

Ma ve lo ricordate cosa successe a metà degli anni ’80 quando arrivarono i CD? Vi ricordate di quanto ci stupimmo della qualità dell’audio che usciva da quei cosi al posto del gracchiare e dei fruscii che uscivano dai vinili, della possibilità che si graffiassero, saltassero, si incurvassero e che i CD fecero diventare solo un timido ricordo?

Certo, poi arrivò l’era dell’mp3, con una qualità audio inferiore dovuta alla compressione, al fatto che per far occupare poco spazio al file digitale si dovessero eliminare certi bit. Ma da quell’epoca le cose sono cambiate, ormai la musica diffusa sui supporti digitali è il formato lossless  e la qualità è uguale a quella del CD, basta volerlo.

Però ci vuole il vinile! No, porca paletta, non ci vuole il vinile. Il vinile è un modo di far sentire dei pezzenti quelli che il vinile non possono permetterselo. Perché ascoltare il vinile vuol dire avere un impianto, vuol dire farlo solo a casa mentre noi la musica vogliamo ascoltarla dovunque, dai telefoni e con le cuffiette che tutti abbiamo. Anche la musica cosiddetta colta, la sinfonica, la lirica, quella da camera ed il jazz, l’acid jazz‎, il bebop, l’hard bop, lo scat e lo skiffle grazie alle nuove tecnologie digitali, a Spotify ed Apple Music, sono raggiungibili da tutti e diventano quindi popolari.

Cosa fa della musica una cosa piacevole con cui passare il proprio tempo? Le melodie? Le armonie? Il ritmo? Il suono di un particolare strumento? La poesia di un testo che accompagna una canzone? Tutte queste cose si sentono altrettanto bene sia da un CD che (meno) da un vinile, da un telefonino o dall’hard disk di un computer. Ma la musica digitale ha un vantaggio: se voglio ascoltare Kamasi Washington o Yussef Kamaal, che la Galleria del Disco del mio piccolo paese non avrebbe mai avuto, basta che digiti i loro nomi nel campo di ricerca, se mia figlia vuol ascoltare I talk to the wind di cui io le ho parlato mille volte non deve andare in soffitta da nonna a cercare tra i miei scatoloni e magari le piace la versione di Astralasia. E lo può fare in qualunque momento della giornata, in qualunque luogo si trovi, cosa che il vinile non potrà mai dare.

Quindi, senza usare quel verso di Una vita in vacanza, andate da un’altra parte a proporre il vinile, perché il vinile puzza dalle teste!

Patate, acrilammide ed HACCP

Care e cari amiche ed amici, colleghe e colleghi, dopo il seminario sull’acrilammide di questo pomeriggio a Viareggio e dopo la chiacchierata che ho avuto a proposito delle procedure da attuare e del confronto con gli organi di controllo, vorrei condividere con voi alcune riflessioni sull’HACCP. Mi farebbe piacere sapere cosa ne pensate.

Il punto da cui partire è l’art. 5 del Reg. CE 852/2004: “1. Gli operatori del settore alimentare predispongono, attuano e mantengono una o più procedure permanenti, basate sui principi del sistema HACCP”. “2. I principi del sistema HACCP di cui al paragrafo 1 sono i seguenti: a) identificare ogni pericolo che deve essere prevenuto, eliminato o ridotto a livelli accettabili”.
Ad ogni corso diciamo che l’OSA deve fare l’individuazione dei pericoli, che sono di tipo biologico, fisico o chimico. Tuttavia, diciamo la verità, quasi sempre i pericoli individuati sui quali ci concentriamo, e sui quali si controllano gli organi di controllo, sono quelli microbiologici. Raramente ho visto scritta una procedura per la prevenzione da contaminazione dei peli di barba in un ristorante (pericolo fisico) o da composti ionici sui prodotti cotti nelle friggitrici contestata da un ispettore ASL o NAS. Dov’è che c’è scritto in un Regolamento o in una legge che si applica ad un ristoratore qual è il modo corretto di tenere degli alimenti deperibili in frigorifero? Si dice che è importante il mantenimento della catena del freddo, ma non si dettaglia il modo in cui questo viene fatto, perché ciascun OSA può scegliere la procedura che gli/le è più congeniale: basta raggiungere il risultato.
Purtroppo per i pericoli chimici la cosa non stanno esattamente così. Prendiamo per esempio il recente caso dell’acrilammide. Lasciamo per un attimo perdere il Regolamento (UE) 2017/2158. Esiste il pericolo di formazione di acrilammide nelle patate cotte in un ristorante? Si, se la temperatura di cottura supera i 120°C. Quindi il pericolo non si presenta se le patate le lesso, ma si può presentare se le friggo o le cuocio in forno tradizionale (non nel forno a microonde, visto che la temperatura massima raggiunta nel microonde è 100°C). I valori tipici di concentrazione di acrilammide in questo tipo di prodotto sono tra 100 e 5000 µg/kg, quando il valore di riferimento è 750. Allora l’art. 5 comma 2 lettera a) del Reg. 852/2004 mi chiede di prevenire, eliminare o ridurre il pericolo a livelli accettabili in modo da avere un rischio basso.
Il ristorante è una di quelle attività che, secondo il Reg. 2017/2158 è esonerato da campionatura ed analisi e dove si applicano le misure di attenuazione di cui all’allegato II, parte A.
Nell’allegato II, parte A ci sono misure di attenuazione per la preparazione di patate fritte ma non per le patate arrosto. Quindi, pare dicano gli ispettori ASL locali, per le patate arrosto non dovete fare niente.
Se questo ragionamento fosse valido allora perché mi dovrei preoccupare di prevenire la contaminazione da salmonella delle stesse patate, visto che non c’è alcuna norma che ne parli? Perché intervenire per impedire che dei pezzetti di vetro vadano nella salsa di pomodoro, visto che in nessuna norma se ne parla in modo esplicito?
In realtà o almeno questa è la mia idea, le misure di attenuazione che sono indicate in modo esplicito nel Reg. 2017/2158 sono un aiuto agli OSA che non esime loro però dal preoccuparsi di quello che può succedere con gli altri alimenti non indicati o con le differenti modalità di cottura.
La formazione di acrilammide NON dipende dal mezzo in cui i prodotti sono cotti, ma dalla temperatura di cottura. Se l’acrilammide si forma anche durante la cottura al forno oltre che durante la frittura, l’art. 5 del Reg. 852/2004 mi impone di adoperarmi comunque per prevenirne la formazione, eliminare la sostanza o ridurla a livelli accettabili.
Nel 2004 è finita nel campo alimentare l’era del “comando e controllo”, rappresentato dal coacervo di divieti, obblighi, controlli e sanzioni, strumento il quale ha dimostrato una evidente insufficienza nel correggere la complessità dei fenomeni, per passare finalmente all’era dell’attivazione degli strumenti di partecipazione, valutazione e responsabilizzazione diretta. Purtroppo molti sembrano non essersene ancora accorti. L’obiettivo sembra per molti essere rimasto quello della repressione, del trovare il controllato in fallo  e non davvero la salute del consumatore. È difficile fare un passo nella direzione del ragionamento: devo fare così perché altrimenti ci sarà un problema di igiene degli alimenti, intesa come le misure necessarie a garantire l’idoneità al consumo umano di un prodotto alimentare tenendo conto dell’uso previsto. Se non c’è scritto in una norma che per cuocere le patate al forno devo scegliere un cultivar di patate con basso contenuto di zuccheri riduttori, allora chi se ne importa? non è obbligatorio. Infatti, non è obbligatorio, è SOLO opportuno, con il significato che l’aggettivo opportuno ha nelle norme comunitarie (si veda il comma 3 dell’art. 2 dell’852): ove necessario, [l’OSA deve] disporre di adeguate strutture per la manipolazione e il magazzinaggio a temperatura controllata, […] in modo che la temperatura possa essere controllata e, ove OPPORTUNO, registrata (e non c’è ispettore, a parte qualche illuminato, che non chieda la registrazione delle temperature dei frigoriferi).
Le cose si fanno perché è necessario farlo, non perché è prevista una ricompensa o perché altrimenti è prevista una sanzione. Io dirò a tutti i ristoratori che cuociono le patate al formo che si devono preoccupare di operare in modo da ridurre la formazione di acrilammide: non stoccare le patate a basse temperature, usare cultivar con basso contenuto di zuccheri riduttori, sbollentare le patate prima di cuocerle, non farle scurire troppo durante la cottura. Chi dice che non serve, chi fa spallucce, chi dice eeeeh, esagerato, non ha capito un’acca del mondo in cui viviamo e del perché facciamo questo mestiere. Secondo me.

Il futuro delle auto non è elettrico: è una questione di chimica

Nonostante quello che si sente dire frequentemente in giro, compreso quello che l’ultimo governo e il poco competente Ministro Galletti ha scritto lo scorso novembre nel documento sulla Strategia Energetica Nazionale, i veicoli elettrici non sono il futuro delle automobile e mai lo diventeranno. Il motivo principale è pratico e riguarda il tempo necessario che occorre a ricaricare le batterie.

I veicoli elettrici possono essere la risposta all’inquinamento nelle città ma non risolvono il problema globale dell’inquinamento, visto che l’energia che serve ad alimentarli deve essere prodotta da qualche parte e fino a che questa verrà prodotta utilizzando fonti fossili non faremo altro che trasferire l’inquinamento dalle città ai luogo dove sono presenti le centrali. Sia l’ibrido, soluzione attuate in questo momento principalmente da Toyota e la sua controparte di lusso Lexus, che i veicoli elettrici sono semplicemente delle tecnologie di transizione verso la soluzione definitiva, che è l’idrogeno.

Chi ha lavorato con le batterie per un tempo sufficientemente lungo, sa che caricare velocemente una batteria porta a due effetti non desiderati: il surriscaldamento ed il deterioramento. È una questione di chimica: non è possibile forzare gli ioni in una batteria senza causare danni. 

Come probabilmente già sapete, l’elettricità è il flusso di elettroni attraverso un percorso conduttivo. Questo percorso è chiamato circuito. Le batterie hanno tre parti, un anodo (polo negativo -), un catodo (polo positivo +) e l’elettrolita (una sostanza che in soluzione o allo stato fuso subisce la suddivisione in ioni che hanno la capacità di condurre la corrente elettrica) . Il catodo e l’anodo sono collegati a un circuito elettrico.

Le reazioni chimiche nella batteria provocano un accumulo di elettroni sull’anodo. Ciò si traduce in una differenza elettrica tra l’anodo e il catodo. Si può pensare a questa differenza come un accumulo instabile degli elettroni. Gli elettroni vogliono riorganizzarsi per sbarazzarsi di questa differenza. Ma lo fanno in un certo modo. Gli elettroni si respingono e cercano di raggiungere un luogo con meno elettroni. In una batteria, l’unico posto dove andare è il catodo. Ma l’elettrolita impedisce agli elettroni di passare direttamente dall’anodo al catodo all’interno della batteria. Quando il circuito è chiuso (un filo collega il catodo e l’anodo) gli elettroni saranno in grado di raggiungere il catodo. Questo è un modo per descrivere come il potenziale elettrico provochi il flusso di elettroni attraverso il circuito. Tuttavia, questi processi elettrochimici cambiano le sostanze chimiche all’anodo ed al catodo fino a che non smettono di fornire elettroni. Per questo motivo la quantità di energia disponibile in una batteria è limitata.

Quando si ricarica una batteria, si modifica la direzione del flusso di elettroni utilizzando un’altra fonte di alimentazione. I processi elettrochimici avvengono in senso inverso e l’anodo e il catodo sono ripristinati allo stato originale e possono di nuovo fornire piena potenza. Questo processo però richiede tempo e più vicini si arriva alla massima ricarica e più tempo serve per ricaricarle completamente.

Devi immaginare le batterie come se fossero delle valigie: più sono riempite, più è difficile aggiungerci roba dentro e più tempo ci vuole a farlo. Questo è facile da capire se ci si ricorda che per caricare una batteria occorre essenzialmente l’inversione delle reazioni chimiche che avvengono quando si scarica. In una batteria di un computer portatile, ad esempio, la carica e la scarica coinvolgono gli ioni di litio che perdono ed acquistano elettroni avanti e indietro durante i due processi, da un elettrodo (dove ce ne sono molti) a un altro elettrodo (dove ce ne sono pochi). Poiché tutti gli ioni hanno una carica positiva, è più facile spostarli all’inizio verso l’elettrodo “vuoto”. Quando però iniziano ad arrivare anche dalla parte opposta, diventa più difficile comprimerli in più, rendendo le fasi successive della ricarica più difficili di quelle precedenti. Le Tesla, le più tecnologicamente e disponibile auto elettriche oggi sul mercato, richiedono circa un’ora di ricarica ad una presa a 220V, ogni 50 km di autonomia. La batteria più capiente montata su una Tesla Modello S ha un’autonoma di circa 500 km e completarne completamente la carica richiede quasi 10 ore.

Inoltre sovraccaricare le batterie è in genere peggio che lasciarle parzialmente cariche. Se le batterie sono completamente cariche e non si spegne il caricabatterie, queste dovranno liberarsi dell’energia extra che le sta alimentando. Per perdere questa energia in eccesso si surriscaldano, fatto che aumenta la pressione all’interno della batterie, cosa che può farle rompere, perdere le sostanze di cui sono costituite, perdere gas e persino esplodere.

Occorre allora alimentare un’auto con un combustibile che possa riempire un serbatoio tale da dare sufficiente autonomia in un tempo ragionevole. Oggi un rifornimento di carburante con un’auto tradizionale, a benzina, gasolio ma anche a metano o GPL, richiede solo qualche minuto. Occorre poi che questo combustibile non generi inquinamento o gas serra come l’anidride carbonica. La soluzione sono le auto alimentate con celle a combustibile elettriche, che sono un po’ come batterie alimentate a gas idrogeno. Sono silenziose e prive di inquinamento. Sono tra le fonti di energia più pulite e più verdi mai sviluppate.

Le celle a combustibile sono un po ‘come un incrocio tra un motore a combustione interna e la batteria. Come un motore a combustione interna, producono energia utilizzando il carburante di un serbatoio (anche se il carburante è gas idrogeno  pressurizzato anziché benzina, gasolio, mettano o GPL). A differenza di un motore tradizionale, una cella a combustibile non brucia l’idrogeno. L’idrogeno viene fatto reagire chimicamente con l’ossigeno presente nell’aria (di cui costituisce il 20,9%) per produrre acqua. Nel processo, che assomiglia a ciò che accade in una batteria, l’elettricità viene rilasciata e viene utilizzata per alimentare un motore elettrico in grado di far spostare un veicolo. L’unico prodotto di scarto è l’acqua.

Dobbiamo pensare alle celle a combustibile come batterie che non smettono mai di funzionare. Invece di esaurire lentamente le sostanze chimiche al loro interno (come fanno le normali batterie), le celle a combustibile funzionano con un rifornimento costante di idrogeno e continuano a produrre elettricità fino a quando c’è carburante nel serbatoio.

Quello che succede in una cella a combustibile è una reazione elettrochimica. È una reazione chimica, perché coinvolge due sostanze chimiche che si uniscono, ma è anche una reazione elettrica, perché l’elettricità viene prodotta mentre la reazione fa il suo corso.

Una cella a combustibile ha tre parti chiave simili a quelle di una batteria. Ha un terminale con carica positiva, un terminale con carica negativa e una sostanza chimica separatrice (l’elettrolita).

Ecco come una cella a combustibile produce elettricità: Artwork showing how fuel cells work

  1. Il gas idrogeno dal serbatoio alimenta il terminale positivo. L’idrogeno è infiammabile ed esplosivo, quindi il serbatoio deve essere estremamente resistente.
  2. L’ossigeno dall’aria arriva da una seconda tubazione verso il terminale negativo.
  3. Il terminale positivo (rosso) è fatto di platino, un metallo prezioso che funziona da catalizzatore e progettato per accelerare la reazione chimica che si verifica nella cella a combustibile. La molecola di idrogeno, H2, si divide in atomi di idrogeno. Quando gli atomi di gas idrogeno raggiungono il catalizzatore, si dividono in ioni idrogeno (protoni) ed elettroni.
  4. I protoni, essendo caricati positivamente, sono attratti dal terminale negativo (blu) e viaggiano attraverso l’elettrolito (giallo) verso di esso. L’elettrolita è una membrana sottile costituita da una speciale pellicola polimerica (plastica ) e solo i protoni possono attraversarla.
  5. Gli elettroni, nel frattempo, fluiscono attraverso il circuito esterno.
    Mentre lo fanno, alimentano il motore elettrico (arancione e nero) che guida le ruote dell’auto. Alla fine, arrivano anche al terminale negativo (blu).
  6. Al terminale negativo, i protoni e gli elettroni si ricombinano con l’ossigeno dell’aria in una reazione chimica che produce acqua.
  7. L’acqua viene emessa dal tubo di scappamento come vapore acqueo.

Questo tipo di cella a combustibile è chiamato PEM (acronimo di Polymer Exchange Membrane o Proton Exchange Membrane perché implica uno scambio di protoni attraverso una membrana polimerica). La batteria continuerà a funzionare finché ci saranno rifornimenti di idrogeno e di ossigeno. Poiché nell’aria c’è sempre molto ossigeno, l’unico fattore limitante è la quantità di idrogeno presente nel serbatoio.

Una singola cella a combustibile produce solo la stessa quantità di elettricità di una singola pila del tipo di quelle che alimentano le nostre torce, quindi in nessun modo sufficiente ad alimentare neppure un computer portatile, figuriamoci un’auto. Ecco perché le celle a combustibile progettate per i veicoli utilizzano pile di celle a combustibile collegate in serie. L’elettricità totale prodotta è uguale al numero di celle moltiplicato per la potenza prodotta da ciascuna cella.

Da dove verrà tutto l’idrogeno?

L’idrogeno è l’elemento chimico più semplice e più comune che esiste e costituisce la stragrande maggioranza (qualcosa come tre quarti) dell’intera materia nell’universo. Un sacco per tutti, quindi! Ma c’è un ostacolo: se catturi l’aria che c’è intorno a te e non troverai molto idrogeno: c’è solo circa un litro di idrogeno in ogni milione di litri d’aria. (In termini di volume, è come cercare circa due litri d’acqua mescolati a caso in una piscina olimpica piena). Quindi da dove verranno tutte le grandi nuvole di idrogeno per gestire la nostra flotta di auto globale? Il modo più semplice è farcelo noi stessi a partire dall’acqua, la sostanza che copre il 70 percento della superficie terrestre, e che è costituita in parte dall’idrogeno. La formula dell’acqua è infatti H2O e si può ottiene l’idrogeno, H, e l’ossigeno, O scomponendola.

Come si fa?

Tramite l’elettrolisi!

Un’apparecchio per l’elettrolisi dell’acqua (elettrolizzatore) è un apparato elettrochimico (qualcosa che usa elettricità e chimica allo stesso tempo) progettato per eseguire il processo : scindere una soluzione negli atomi da cui è prodotta passando l’elettricità attraverso di essa. L’elettrolisi fu sperimentata nel 18° secolo dal chimico britannico Sir Humphry Davy (1778-1829), che utilizzò una batteria primitiva chiamata pila Voltaic per scoprire una serie di elementi chimici tra cui sodio e potassio.

Un elettrolizzatore è un po ‘come una batteria che funziona al contrario:

  • In una batteria, hai le sostanze chimiche contenute in un contenitore sigillato con due elettrodi immersi in esse. Quando colleghi gli elettrodi ad un circuito, le sostanze vanno incontro a reazioni chimiche all’interno del contenitore e producono elettricità che scorre poi attraverso il circuito.
  • In un elettrolizzatore, si posiziona una soluzione in un contenitore e si immergono due elettrodi. Si collegano gli elettrodi a una batteria o altra fonte di alimentazione e si passa l’elettricità attraverso la soluzione. Le reazioni chimiche hanno luogo e la soluzione si divide nei suoi atomi. Se la soluzione che viene utilizzata è acqua pura (H2O), questa si divide rapidamente in gas idrogeno (all’elettrodo negativo) e gas ossigeno (all’elettrodo positivo). È relativamente facile raccogliere e conservare questi gas per l’uso successivo.

A questo punto quindi il problema sta nel trovare la fonte di energia che permette di far funzionare l’elettrolizzatore.

L’annuncio delle celle a combustibile è avvenuto negli anni ’60, quando i missili spaziali Apollo dimostrarono per la prima volta che la tecnologia era praticabile. a distanza di cinquant’anni sulle nostre strade ci sono pochissime auto a celle a combustibile, per una serie di motivi. Innanzitutto, il mondo, ancora oggi, è orientato alla produzione di motori a benzina che sono attualmente molto più economici, meglio testati e più affidabili. Si può comprare un’auto ordinaria per poche migliaia o decine di migliaia di euro. Invece  un’auto a celle a combustibile fino a poco tempo fa costava centinaia di migliaia di euro. (La “relativamente conveniente” Mirai della Toyota è finalmente diventato disponibile nel 2016 ed ha un costo di poco meno di 70.000euro, più del doppio del prezzo della  Prius ibrida.) Il costo non è tuttavia l’unico problema. C’è anche una massiccia economia basata sul petrolio per supportare i motori a benzina: ci sono garage ovunque che possono servire auto a benzina e stazioni di rifornimento dappertutto per fornire loro carburante. Al contrario, quasi nessuno sa nulla delle auto a celle a combustibile e praticamente non ci sono stazioni di rifornimento che forniscono idrogeno pressurizzato. L'”economia dell’idrogeno” ipotizzata da Jeremy Rifkin è ancora un sogno lontano. È facile vedere come potrebbe funzionare un mondo pieno di auto a idrogeno. Avremmo un sacco di fabbriche di elettrolizzatori dappertutto che producono idrogeno dall’acqua. Ora i gas occupano una quantità maggiore di spazio rispetto ai liquidi o ai solidi, quindi dovremmo trasformare il gas idrogeno in idrogeno liquido, rendendolo più facile da trasportare e immagazzinare, comprimendolo ad alta pressione. Quindi trasporteremmo l’idrogeno alle stazioni di servizio  dove le persone potrebbero pomparlo nelle loro auto, che sarebbero alimentate da celle a combustibile al posto dei tradizionali motori a benzina.

Come abbiamo detto, la produzione di idrogeno per elettrolisi utilizza energia, e in gran parte dobbiamo usare l’elettricità per dividere l’acqua. Se usiamo le tipiche celle solari per fornire quell’elettricità, che potrebbero essere efficienti a circa il 10 percento; poi un elettrolizzatore potrebbe essere efficiente al 75 percento, con il risultato di una misera efficienza complessiva di appena il 7,5 percento. È un inizio piuttosto scadente, ed è solo l’inizio!

Usiamo anche l’energia che trasporta idrogeno e lo comprimiamo (trasformando l’idrogeno in un liquido) in modo che le auto possano trasportarne abbastanza nei loro serbatoi per andare ovunque. Questo è un problema reale perché la densità di energia dell’idrogeno (la quantità di energia che trasporta per unità del suo volume o massa) è solo circa un quinto di quella della benzina. In altre parole, c’è bisogno di cinque volte di più idrogeno rispetto alla benzina per andare alla stessa distanza ovvero avere la stessa autonomia (supponendo che la tua auto a idrogeno sia pesante come quella a benzina, il che potrebbe non essere il caso – perché le auto a benzina hanno bisogno di motori pesanti e trasmissioni). Un altro problema è che l’idrogeno è difficile da immagazzinare per lunghi periodi perché le sue molecole estremamente minuscole fuoriescono facilmente dalla maggior parte dei contenitori, e poiché l’idrogeno è infiammabile, le perdite potrebbero causare orribili esplosioni.

E poi, naturalmente, ci sono tutte le inefficienze all’estremità opposta del processo, quando una macchina a celle combusti trasforma l’idrogeno in energia elettrica per alimentare i motori elettrici che muovono le sue ruote.

L’idrogeno non è, di per sé, un combustibile, ma semplicemente un modo di trasportare il carburante prodotto da qualche altro processo. Quindi è meglio confrontarlo con le batterie (un altro modo di confezionare e trasportare energia) rispetto alla benzina (un vero carburante). Tutto sommato, le auto ad idrogeno di oggi sono considerevolmente meno efficienti delle migliori auto elettriche che funzionano a batterie e spesso meno efficienti rispetto ai comuni veicoli a benzina o diesel ! Potremmo usare le celle solari per fare l’elettrolisi dell’acqua “gratuitamente”, ma potremmo altrettanto facilmente immagazzinare la stessa energia nelle batterie e usare quelle per alimentare le nostre auto. Le auto a celle a combustibile sembrano promettenti, ma se le auto a batteria sono davvero migliori, l’idrogeno potrebbe rivelarsi una costosa distrazione dall’importante attività di cambiare il mondo dai combustibili fossili alle energie rinnovabili .

Tutti questi problemi, riassunti, spiegano perché i sostenitori di auto a batteria come l’Elon Musk di Tesla amano deridere le auto a idrogeno come “veicoli folli”.

Quindi, perché continuare ad inseguire le celle a combustibile? Perché hanno numerosi vantaggi rispetto ad altre tecnologie di energia elettrica. Dove caricare un’automobile alimentata a batteria può richiedere da un’ora a un’intera notte, è possibile rifornire un’automobile a idrogeno in soli cinque minuti, con la stessa velocità con cui si può riempire il serbatoio di una normale automobile. Anche il campo pratico delle auto a batteria è stato un punto di discussione che rendono le auto a celle a combustibile più appetibili di quelle elettriche. I modelli attuali di auto elettrica hanno un’autonomia di qualche centinaio di chilometri tra due cariche, ma non tutti si possono poi permettere di aspettare ore per poter riprendere nuovamente l’auto; inoltre la batteria invecchia e dopo un certo numero di ricariche ha bisogno di essere sostituita. Le auto a celle combustibili, al contrario, raggiungono lo stesso chilometraggio dei normali veicoli a benzina/gasolio/metano/GPL, anche se le loro prestazioni si deteriorano con l’invecchiamento. Laddove le tecnologie delle batterie funzionano meglio nelle piccole auto, le celle a combustibile sono ugualmente buone per veicoli di grandi dimensioni e camion. Alcune di queste cose potrebbero cambiare nel tempo in quanto le due tecnologie rivali, ovvero le celle a combustibile a idrogeno e le batterie ricaricabili, si sviluppano e maturano.

In sintesi, fino a quando il petrolio e quindi i suoi derivati non diventerà molto costoso, gli automobilisti avranno poco o nessun incentivo a passare alle auto a celle a combustibile. Anche allora, potranno esserci delle tecnologie rivali che potrebbero impedire alle auto a celle a combustibile di affermarsi. Potremmo restare con i motori a combustione interna, ma alimentarli con biocarburanti . Oppure potrebbe rivelarsi più efficiente costruire auto elettriche con batterie che possano essere ricaricate a casa. O forse un passaggio massiccio alle auto ibride, ai motori a benzina e ai motori elettrici, estenderà la disponibilità petrolifera mondiali abbastanza a lungo da permetterci di inventare una tecnologia completamente nuova, forse anche auto nucleari ! Nessuno sa cosa riserva il futuro, ma una cosa è certa: il petrolio avrà una parte molto minore in esso. Prima accogliamo le alternative: auto elettriche a batteria, biocarburanti, celle a combustibile o altro, meglio è.

Dove cade la mela dell’albero scosso

L’Italia è un Paese di destra. Lo è stato dalle prime elezioni democratiche e lo è rimasta praticamente sempre. È una destra che si è connotata di anticomunismo, anche quando i comunisti sono, anche nominalmente, scomparsi. Ricordate le parole d’ordine di Silvio Berlusconi nel 1994? Non erano, nella sostanza, diverse da quelle dei manifesti elettorali con la frase dio di vede, Stalin no.
Le vittorie dell’Ulivo prodigano sono state ottenute grazie all’apporto di esponenti e partiti di destra: da Lamberto Dini a Clemente Mastella. Senza quei voti, e presentandosi unito, il centrodestra avrebbe vinto anche quelle due volte lì. Anche dopo i disastri dell’ultima volta, il debito, lo spread, i “nostri” non sono riusciti ad andare oltre l’onorevole non vittoria.
Poi è arrivato Renzi, certamente non accusabile di essere comunista, e alle prime elezioni possibili chi, turandosi il naso in nome dell’anticomunismo votava di là, votò Partito Democratico ottenendo più del 40% dei suffragi. Una cosa mai vista.
Una serie di errori ma soprattutto non essersi saputo difendere da una serie di attacchi, molti dei quali pretestuosi, ha denudato il Re. Il Movimento 5 Stelle ed i suoi esponenti hanno iniziato un martellante attacco mediatico che ha scosso dalle radici l’albero, mettendo in evidenza le manchevolezze del progetto politico renziano. I giornali, inizialmente accondiscendenti nei confronti del fiorentino, hanno iniziato a prendere le distanze ed a raccontarne le pecche, le cose non riuscite, modificando, a volte artatamente, la reale portata di molte delle iniziative renziane.
Tutti hanno pensato, loro per primi, che tutto ciò avrebbe aperto praterie per le truppe penta stellate, pronte a raccogliere i frutti caduti dall’albero scosso. Ed invece non sta andando così. L’elettorato di destra, attratto inizialmente dal non più comunista partito di sinistra, si è guardato indietro ed avendo visto che Renzi non c’è più è tornato alla casa del padre. Il centrodestra vola nei sondaggi. Nessuno ricorda più i disastri ante 2012, la condanna a Berlusconi per evasione fiscale (il reato grazie al quale l’Italia è nelle condizioni disastrose nelle quali si trova, il reato per il quale nostri connazionali rubano migliaia di volte più di tutti i politici messi insieme con i loro privilegi), i soldi rubati dalla Lega con il finanziamento pubblico dei partiti. Invece di votare M5S, del quale, avendo sale nella zucca, non si fidano, gli italiani si schierano di nuovo dalla parte verso la quale hanno sempre votato. A raccogliere le mele cadute dall’albero renziano sarà di nuovo Silvio Berlusconi e non Luigi di Maio, il cui compito sarà, come ai tempi in cui ha avuto un lavoro vero, accompagnare i vip nelle poltrone della tribuna che vanno a vedere lo spettacolo.

Strategia Energetica Nazionale e chimica

Oggi il governo ha presentato la Strategia Energetica Nazionale, http://www.sviluppoeconomico.gov.it/index.php/it/energia/strategia-energetica-nazionale, un piano decennale sul sistema energetico che ha vari obiettivi tra i quali si distinguono l’efficentamento, lo sviluppo economico, la riduzione delle emissioni di gas serra facendo ricorso a maggiori quantità di fonti rinnovabili. A parte la stranezza di un piano che va oltre gli orizzonti di questo governo ormai a termine (se vinceanno le destre o il M5S, le strategie potrebbero cambiare radicalmente) ci sono un paio di punti che non mi pare siano del tutto chiari al Ministero dell’Ambiente Galletti. Una delle azioni proposte riguarda l’incentivazione per l’acquisto di auto elettriche con l’obiettivi di arrivare a 5 milioni entro il 2030, per ridurre la quantità di emissioni di CO₂. Queste cosa, di per se apprezzabile, non arriverà a cogliere l’obiettivo se non si incrementa in modo significativo la produzione da fonti alternative a quelle fossili, ma anzi, rischia di aumentare le emissioni. L’elettricità che alimenterà quelle auto deve essere prodotta da un’altra parte e questo genera uno spreco di energia.

Il primo dovuto ad un doppio passaggio da materiali che producono energia chimica, ad energia chimica che deve essere trasformata in energia elettrica, cosa che termodinamicamente porta ad una perdita netta, il secondo causato dalla dispersione, che può arrivare al 50%, dovuta alla necessità di trasportare l’energia dal luogo di produzione al posto dove l’auto dovrà essere caricata. L’abbandono dell’orizzonte dell’auto all’idrogeno ed in generale dell’economia all’idrogeno teorizzata ormai più di 10 anni fa da Rifkin, a me sembra poco lungimirante e scientificamente scorretta. 

Il secondo riguarda la trasformazione che dovranno avere i nostri centri urbani per raccogliere questa massa di ipotizzate auto elettriche. I 5 milioni di auto che si hanno come obiettivo vogliono dire, mediamente, 50mila auto a provincia. In un posto come Pisa, per esempio, potrebbe voler dire realizzare 5-10mila posti di ricarica delle auto elettriche. Rapportato ai numeri odierni di colonnine per auto elettriche, qualche decina, vuol dire stravolgere completamente l’aspetto urbano ed un investimento monstre. 

A questo si aggiungono, oggi, i tempi necessari alla ricarica di una batteria. La sfida per migliorare questo processo è una sfida prima di tutto chimica! Trovare un materiale che permetta di accumulare una quantità di energia sufficiente a consentire gli spostamenti necessari per muoversi all’interno delle città in tempi brevi dovrebbe essere uno degli orizzonti a cui puntare. Così come tutto chimico è l’obiettivo di trovare un materiale che permetta di riprodurre artificialmente la fotosintesi, processo antientropico di produzione di energia. Per questo l’avvicinamento di un sempre maggior numero di giovani allo studio della scienza chimica è auspicabile, così come un reindirizzamento della ricerca delle nostre università verso questo settore. Purtroppo ho più di un timore che questo aspetto non venga colto dai nostri. 

Trovo strano che il mio ordine…

Trovo strano che il mio ordine, per il quale in questi giorni sono iniziate le operazioni per l’elezione del nuovo Consiglio per il quadriennio 2017-2021, non abbia ritenuto opportuno organizzare una riunione di presentazione dei candidati in lizza.

Ci sono 16 candidati per i 10 posti della sezione A e 2 candidati per il posto per della sezione B. 8 dei 16 candidati erano già consiglieri nella precedente consiliatura, 8 sono assolutamente nuovi e sconosciuti ai più. Non sarebbe stato male capire cosa ha spinto loro a candidarsi, cosa pensano di portare al nuovo consiglio. Alcuni dei vecchi consiglieri, secondo me, si possono cambiare, visto l’apporto nullo che hanno dato negli ultimi quattro anni (o comunque questo è quello che si è percepito dall’esterno), ma cambiarli con altri che desiderano solo occupare un posto esclusivamente per fini personali forse anche no.

Trovo anche sia almeno fuori luogo che due degli otto “vecchi” abbiano nuovamente presentato la loro candidatura. Hanno infatti già fatto 2 consiliature e quindi, a rigor dei legge, non potrebbero neppure essere eletti. Infatti il sistema elettorale è regolato dal DPR 169/2005, che all’art. 2 comma 4 dice

I consiglieri restano in carica quattro anni a partire dalla data della proclamazione dei risultati e, a far data dall’entrata in vigore del presente regolamento, non possono essere eletti per più di due volte consecutive.

È vero che nel 2010 l’art. 2 comma 4-septies del D.L. 29/12/2010, n. 225 ha aggiunto questa frase

Le disposizioni di cui all’articolo 2, comma 4, del regolamento di cui al decreto del Presidente della Repubblica 8 luglio 2005, n. 169, si applicano per i componenti degli organi in carica alla data di entrata in vigore della legge di conversione del presente decreto, con il limite massimo di durata corrispondente a tre mandati consecutivi

e molti l’hanno interpretata come l’estensione al terzo mandato per tutti, ma a me pare che la possibilità del terzo mandato sia stata data solo a quelli che erano in carica nel 2010, anno di entrata in vigore della legge di conversione, e non a tutti, altrimenti la formulazione della legge sarebbe stata diversa ed avrebbe fatto riferimento direttamente alla modifica dell’art. 4 del DPR 169/2005, che invece resta in vigore senza modifiche.

Per non sbagliare non voterò nessuno dei due che hanno fatto già due giri.