Far volare gli aerei con gli scarti di cibo?


    Uno studio nuovo di zecca descrive nel dettaglio come potremmo, in una volta sola, eliminare lo spreco di cibo e ottenere carburante sostenibile per gli aerei. 

    L'aviazione commerciale da sola contribuisce per circa il 3% delle emissioni totali a livello globale di carbonio. Ma l'industria del trasporto aereo è attivamente alla ricerca di soluzioni verdi sotto forma di carburante sostenibile per jet, tale carburante potrebbe derivare dagli scarti alimentari domestici.

    In uno studio pubblicato questa settimana sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences, un team di ricercatori del National Renewable Energy Laboratory, Colorado, USA ha illustrato in maniera dettagliata un metodo per convertire i rifiuti alimentari in combustibile sostenibile che può essere utilizzato nei motori esistenti degli aerei di linea.

     

    La biomassa (come ad es. il letame e gli scarti di cibo) può essere convertita in biocarburanti, si tratta cioè di combustibili liquidi rinnovabili a base di materia organica. 

    Ala di un Airbus A320 tra le nuvole - Autore Prateek Karandikar, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons
    Immagine - Ala di un Airbus A320 tra le nuvole - Autore Prateek Karandikar, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons. 

    Carburante sostenibile per l'aviazione, una sfida complessa

    L'etanolo e il biodiesel sono due tipi comuni di biocarburanti rinnovabili, ma rendere il carburante per l'aviazione sostenibile è un processo un po' più complicato.
    Il carburante in questione deve essere così simile al carburante per motori a reazione a base di petrolio che usiamo oggi in modo che possa essere utilizzato direttamente, senza cioè dover modificare i motori degli aerei in alcun modo.

    Reinventare il motore dell'aereo per farlo funzionare con diversi tipi di carburante richiederà del tempo, quindi l'obiettivo è di progettare un carburante che possa essere utilizzato adesso.

    Convertire i rifiuti alimentari in paraffina

    I ricercatori sono stati in grado di catturare gli acidi grassi volatili prodotti dalla fermentazione dei rifiuti alimentari per convertirli in semplici molecole di paraffina che possono essere utilizzate nel carburante, tali molecole non sono poi così diverse dal punto di vista chimico rispetto ai combustibili fossili tradizionali. Altri combustibili sostenibili per l'aviazione sono stati prodotti a partire dalla biomassa e dal petrolio, dai grassi vegetali e animali, ma riuscire a smaltire direttamente la nostra pila (sempre crescente) di rifiuti alimentari per alimentare i motori degli aeroplani amplia di molto le nostre possibilità.

    Il dott. Derek Vardon è un ingegnere nonchè ricercatore senior presso il National Renewable Energy Laboratory, NREL insieme alla dott.ssa Nabila Huq, ricercatrice presso il NREL, sono entrambi autori dello studio pubblicato su PNAS e sostengono che il loro carburante ha funzionato miscelando il 90% del carburante convenzionale per motori a reazione con il 10% di miscela alternativa di carburante per motori a reazione richiesta attualmente dall'industria. I ricercatori sono convinti di poter arrivare a una miscela 70/30, ma saranno necessari più tempo e ulteriori test per consentire una tale combinazione di combustibili nel mondo reale.

    Il dott. Vardon sostiene che le principali aziende sono desiderose di essere coinvolte nello sviluppo di un carburante sostenibile per l'aviazione perché alcune soluzioni sostenibili, come gli aerei commerciali a batteria non sono ancora possibili con l'attuale tecnologia delle batterie. Un aereo alimentato a batterie sarebbe troppo pesante per volare su lunghe distanze, quindi il carburante che funziona allo stesso modo del carburante attualmente in uso è un modo più semplice per sostituire i combustibili fossili e abbattere le pesanti emissioni di CO2.

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    «C'è stata un'esplosione nell'ultimo anno delle aziende che cercano di utilizzare carburante sostenibile per l'aviazione, come ad es. Microsoft, Amazon, FedEx», scrive il ricercatore.

    Poiché i rifiuti umidi utilizzati nel processo normalmente andrebbero a finire in discarica degradandosi per rilasciare gas serra, il processo di produzione e utilizzo di combustibile sostenibile per l'aviazione potrebbe effettivamente avere un impatto positivo sul clima riducendo in maniera drastica l'impronta di carbonio, se portato su scala industriale.

    «Farlo e soddisfare i requisiti per un carburante sostenibile per l'aviazione non è in realtà banale», scrive Vardon. Il ricercatore paragona la capacità di realizzare il carburante sostenibile per motori a reazione alle possibilità che ha un giocatore di freccette di colpire un bersaglio a causa di severe normative per la sicurezza e le prestazioni richieste per i motori a reazione.

    Questi combustibili sostenibili non solo mettono l'industria del trasporto aereo sulla strada verso l'azzeramento delle emissioni nette di CO2, ma producono anche meno fumi neri durante la combustione. Le particelle di fuliggine forniscono il nucleo per le nuvole note come scie di condensazione che si formano allo scarico del motore, ciò che funge quindi da "coperta" e intrappola il calore nell'atmosfera.

    Per portare questo prodotto sul mercato nel breve termine, la dott.ssa Huq sostiene di aver cercato di «abbinare le specifiche del carburante convenzionale esistente senza provare nulla di troppo elegante per quanto riguarda le modifiche».

     

    Le compagnie aeree commerciali sono alla ricerca di una soluzione economica e sostenibile al processo ad alta intensità di carbonio del viaggiare in aereo. Le compagnie aeree stanno cercando di raggiungere obiettivi ambiziosi di sostenibilità entro il 2050, tra cui la riduzione delle emissioni nette di anidride carbonica del 50%. 

    È possibile far funzionare un motore di un aereo utilizzando combustibile completamente rinnovabile?

    Mentre gli scienziati procedono con questo tipo di ricerca viene spontaneo chiedersi se è realmente possibile far funzionare un motore d'aereo con combustibile completamente rinnovabile.

    Gli ingegneri della Rolls Royce hanno recentemente effettuato una dimostrazione su uno dei motori della loro azienda impiegando carburante (Sustainable Aviation Fuel, SAF) per aerei di linea sostenibile al 100%, i test hanno funzionato. Utilizzare carburante prodotto con gli scarti del cibo non è poi così folle come potrebbe sembrare, potremmo forse in questo modo aiutare a diminuire l'impatto climatico dovuto al trasporto aereo.

    Riferimenti

    Lo studio "Toward net-zero sustainable aviation fuel with wet waste–derived volatile fatty acids" è stato pubblicato sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).