Una grande sfida per lo sviluppo sostenibile e la tutela dell’ambiente
È quello rappresentato dalla transizione ecologica, il complesso processo di innovazione mirato alla decarbonizzazione dei settori produttivo, dei trasporti e delle costruzioni e allo sviluppo sostenibile e rispettoso dell’ambiente e della società. Lidia Armelao, direttore del Dipartimento di scienze chimiche e tecnologie dei materiali del Cnr, ne ripercorre i passaggi chiave e il contributo fondamentale della ricerca scientifica nell’ambito delle scienze chimiche e della scienza dei materiali nella produzione di energia pulita e nelle filiere produttive circolari e che seguono i principi della green chemistry
La transizione ecologica è il complesso processo di innovazione tecnologica volto a raggiungere gli obiettivi di sviluppo sostenibile e decarbonizzazione, azioni necessarie per mitigare gli effetti del cambiamento climatico in linea con il piano del Green Deal Europeo verso l’azzeramento delle emissioni di gas serra e la riduzione dell’impatto antropico sulle risorse entro il 2050.
“La transizione ecologica rappresenta una delle più importanti sfide dell’umanità in questo inizio di terzo millennio. Vincere questa sfida rappresenta l’unica possibilità per garantire alle future generazioni un mondo sostenibile ed un benessere diffuso”, commenta Lidia Armelao, direttore del Dipartimento di scienze chimiche e tecnologie dei materiali (Dsctm) del Cnr.
I punti chiave del processo sono l’utilizzo delle fonti rinnovabili per la produzione di energia, il passaggio alla mobilità elettrica, la riduzione progressiva nelle emissioni di sostanze inquinanti e climalteranti nella produzione di materiali e beni di consumo, l’efficientamento energetico e l’ottimizzazione nell’uso di risorse nel manifatturiero. "I principali settori produttivi dovranno essere riorientati verso fonti alternative a quelle fossili per la produzione di energia e verso la sintesi di combustibili con cui assicurare una mobilità veramente sostenibile”, spiega il direttore del Cnr-Dsctm. “Il raggiungimento graduale di questi obiettivi consentirà di instaurare pratiche diffuse di economia circolare, migliorando l’uso e la gestione delle risorse naturali, in primo luogo dei tanti materiali critici, e di abbassare l’impatto che la nostra economia ha sul clima, sull’ambiente e sulla biodiversità del pianeta”.
Le industrie che operano in settori altamente energivori, come la produzione di cementi e materiali da costruzione, ceramiche, vetri e lavorazioni di metalli e leghe, sono da tempo impegnate nel ridurre l’impatto ambientale ed economico attraverso il riutilizzo di materiali di scarto, la produzione di energia da calore disperso e da fonti rinnovabili, la riduzione di imballaggi, l’ottimizzazione della logistica. I risultati e i dati della ricerca scientifica hanno dato un importante contributo nella riprogettazione di filiere produttive più sostenibili e meno inquinanti. “La transizione ecologica richiede l’abbandono di processi consolidati e lo sviluppo di innovazioni anche drastiche, che dovranno fare affidamento su grossi investimenti in ricerca di frontiera”, continua Lidia Armelao. “I ricercatori che si occupano di scienze chimiche e di scienza dei materiali sono in prima linea nell’individuare nuove fonti di energia rinnovabile e nello sviluppo di soluzioni basate sull'idrogeno, coprendo l’intera filiera scientifica legata a questo incredibile vettore energetico, dalla progettazione e realizzazione di nuovi materiali per lo stoccaggio e la produzione, alla sperimentazione di catalizzatori innovativi alternativi a quelli attualmente impiegati a base di metalli rari e costosi, per utilizzare al meglio l’idrogeno per produrre elettricità”.
Il concetto di fonte rinnovabile si applica non solo alla produzione energetica ma anche nella sintesi di molecole e materiali precursori di prodotti finiti, che trovano impiego nella vita di tutti i giorni, seguendo i principi della cosiddetta “green chemistry”: introdurre pratiche che riducano al minimo o addirittura eliminino l’utilizzo di precursori, intermedi e solventi nocivi per l’uomo e per l’ambiente, privilegiando materie prime rinnovabili e largamente disponibili.
“La rivalorizzazione degli scarti industriali e la progettazione dei materiali orientata verso la scelta di materie prime rinnovabili e disponibili sono tra i capisaldi di una funzionante e diffusa economia circolare”, chiarisce il direttore del Cnr-Dsctm. “La biotecnologia industriale ha un impatto crescente sul settore chimico, con la conversione efficiente sia di risorse di origine naturale, come lo zucchero e gli oli vegetali, sia di materie prime convenzionali, in composti chimici ad alto valore aggiunto”.
Parte complementare delle filiere produttive che seguono i principi dell’economia circolare è l’abbattimento delle sostanze inquinanti nei processi industriali per garantire la salubrità dell’aria, delle acque e del suolo, permettendo di sfruttare al meglio le risorse idriche e i terreni. “I risultati della ricerca scientifica sono incoraggianti: sono stati realizzati materiali e dispositivi efficaci sia nella purificazione delle acque dagli inquinanti classici ed emergenti come i perfluoroalchilici (Pfas), sia nella rimozione degli inquinanti atmosferici persistenti, con la possibilità di un feedback immediato e continuo attraverso sensori sofisticati per il monitoraggio ambientale”, aggiunge Armelao.
Il ruolo delle scienze chimiche e della scienza dei materiali nella transizione ecologica è trasversale, spaziando dalle tecnologie dei materiali, modulandone composizione e struttura, alla progettazione di metodi sintetici alternativi ai processi di produzione altamente impattanti, passando per il monitoraggio ambientale e la riduzione nelle emissioni degli inquinanti e/o loro degradazione a molecole non tossiche o nocive. "La transizione ecologica rimane un obiettivo ambizioso e impegnativo, ma raggiungibile, anche se richiede cambi di paradigma del nostro modello di sviluppo e una forte spinta innovativa su molteplici fronti”, conclude il direttore.
Fonte: Lidia Armelao, Dipartimento di scienze chimiche e tecnologie dei materiali, direttore.dsctm@cnr.it