Cibo o carburante?

Tempo di estate e tempo di birre fredde e falò sulla spiaggia: l’esperienza ci dice però di non avvicinare troppo le due cose, perché gli alcolici prendono fuoco facilmente, con il rischio di farci del male. Questo perché la componente principale dell’alcol, ovvero l’etanolo o alcol etilico, brucia molto bene in presenza di ossigeno e di una fonte di calore in grado dare l’energia sufficiente a innescare la reazione di combustione. L’altro classico simbolo dell’estate sono le lunghe e noiose code in autostrada, in cui le auto dei vacanzieri appena passate dal distributore per il pieno e per la revisione (ricordatevi sempre di farla!) risultano intrappolate anche per ore sono il Sole cocente. Anche in questo caso è bene non scherzare con il fuoco, perché il carburante della vostra auto, sia che sia benzina, diesel, GPL o idrogeno, non aspettano altro che uno stimolo per legarsi con l’ossigeno e fare ka-boom.

Alla luce di queste considerazioni, qualcuno si è reso conto che l’alcol è di fatto un carburante e che l’energia sprigionata da questa reazione può essere usata per alimentare il motore di un’automobile. Già Henry Ford, ideatore della catena di montaggio per le automobili, aveva pensato la mitica Ford T come una vettura alimentata ad alcol, ma per motivi socio-economici come il proibizionismo statunitense di inizio ‘900 la scelta è ricaduta sui derivati del petrolio, che avrebbero dominato la scena per oltre un secolo fino ai giorni nostri (e molto probabilmente anche nel futuro prossimo). Come spesso accade il vintage è tornato di moda e l’idea di utilizzare l’alcol per alimentare le nostre automobili è tornata in auge, attuando una vera e propria rivoluzione nel settore in alcune parti del mondo. Questo fenomeno è principalmente dovuto all’incostante (e poco rassicurante) su e giù del prezzo del petrolio, e della altrettanto poco stabile situazione socio-politica dei Paesi principali produttori. Anche il progressivo esaurimento dei giacimenti di petrolio è uno dei motivi, nonostante la situazione non sia così grave da questo punto di vista. Risulta invece chiaro l’impatto ambientale globale dell’uso di queste risorse fossili, dalla loro estrazione al consumo finale, nonostante il petrolio resti una straordinaria fonte energetica, che l’uomo ha imparato a usare per plasmare il mondo in cui viviamo oggi: già la plastica del telefono o del pc dal quale state leggendo questo testo ne è un esempio. L’alcol è quindi una potenziale alternativa a ciò che siamo abituati a trovare al distributore quando facciamo rifornimento.

Soffermiamoci sull’etanolo che, come detto, è la componente degli alcolici a cui siamo abituati, dalla birra alla vodka: per produrlo è necessaria la cosiddetta fermentazione alcolica, ovvero una serie di reazioni biochimiche che trasformano zuccheri in etanolo. Il protagonista di tutto ciò è il lievito del pane e della birra (Saccharomyces cerevisiae), noto da millenni all’uomo proprio per essere capace di compiere questa trasformazione: poiché viene utilizzato un essere vivente, in particolare un microrganismo, possiamo inserire questo processo fra le biotecnologie. La fonte originale è quindi principalmente costituita da piante, come l’uva o l’orzo, ma anche il mais e la canna da zucchero: chiamiamo queste sostanze biomasse. Le biomasse vegetali sono rinnovabili in quanto in grado di rigenerarsi grazie alla fotosintesi clorofilliana e all’energia gratuita del Sole, in maniera abbastanza veloce, sopratutto se confrontate con la velocità del consumo da parte dell’uomo: anche il petrolio ha un’origine organica poiché derivante da esseri viventi decomposti, ma per rigenerarsi necessita milioni di anni, di conseguenza a un certo punto lo esauriremo. I combustibili ottenuti a partire dalle biomasse vengono chiamati biocarburanti (o biofuel), e nonostante liberino comunque anidride carbonica (CO2), in quanto prodotto finale della reazione fra l’ossigeno e composti organici, hanno in linea di massima un impatto ambientale ridotto rispetto alla controparte petrolchimica. Prendiamo come esempio l’etanolo, spesso chiamato in questo caso bioetanolo (chimicamente sono la stessa cosa, il prefisso bio ne indica la provenienza da biomasse), che vorrebbe sostituire la benzina. Quest’ultima è una miscela di diverse molecole, alcune delle quali non vengono bruciate completamente e vanno a formare le pericolose polveri sottili, oltre a liberare composti tossici dello zolfo e dell’azoto: con l’etanolo questi problemi non sussistono. Altro vantaggio è legato al fatto che l’etanolo costa circa la metà della benzina al litro: quindi cosa aspettiamo a convertirci? Beh non è tutto rosa e fiori purtroppo, infatti a parità di volume la benzina libera circa il doppio dell’energia dell’etanolo, quindi il vantaggio economico sfuma in gran parte. Oltre a ciò, il motore delle auto a benzina non sarebbe in grado di sopportare l’etanolo puro e tanto meno una miscela al 20% con la benzina: è infatti necessario sostituire il motore con uno chiamato flexi-fuel.

Figura 4.1
Distributore statunitense. Da sinistra a destra, miscela di benzina e etanolo al 20%, 30% e 85%, dedicato ai motori flexi-fluel, benzina senza piombo e benzina + 10% etanolo, per tutti i motori.

Questa tipologia di motore è diffusissima in Paesi come il Brasile, grande produttore di bioetanolo a partire da canna da zucchero, pianta della quale sono uno dei maggiori produttori mondiali. Similmente negli Stati Uniti il mais è utilizzato per la sintesi di questi biocarburanti, che vengono definiti di prima generazione, in quanto derivanti da fonti alimentari. E questa è un’altra nota dolente, che apre problemi di diverso tipo: in primis, la competizione con il settore alimentare rischia di far schizzare il prezzo del biocarburante, che risulta essere decisivo per la competizione con il petrolio. In secondo luogo si apre un enorme dibattito etico, in quanto si andrebbe a togliere cibo alla popolazione, soprattutto in Paesi poveri, per alimentare i grossi suv dei milanesi imbruttiti (io giuro che prendo i mezzi e la bici!). Le automobili hanno fame, ma anche le persone, quindi è una questione che non è possibile lasciarsi alle spalle. Da questo punto di vista una potenziale sostenibilità ambientale, come l’introduzione di biocarburanti ai danni dei derivati del petrolio, si scontra con una mancata sostenibilità economica e sociale.

19145749_10209430920906013_4696023328341016438_n
Ho incrociato questa macchina parcheggiata mentre andavo in laboratorio. Semplicemente geniale!

Quale potrebbe essere una soluzione? La cosiddetta seconda generazione apre nuove porte in quanto la biomassa non è più alimentare, bensì piante che non hanno valore commerciale, come le canne dei fossati o le erbacce ai bordi delle strade, o scarti e sottoprodotti di produzioni varie possono essere il nuovo “cibo” del lievito o di altri microrganismi, geneticamente modificati o meno. La produzione della canna da zucchero stessa per esempio si lascia dietro diversi scarti da smaltire, ma anche la frazione organica dei rifiuti urbani è finita sotto la lente d’ingrandimento di scienziati e aziende di tutto il mondo, in particolare di quelle che si occupano di biotecnologie industriali (o white biotech). Purtroppo anche in questo caso i problemi emergono immediatamente in quanto queste sostanze non sono proprio viste come piatti gourmet dalle cellule, che fanno fatica a fermentare queste biomasse, che chiamiamo lignocellulosiche.

Tuttavia questa faccenda sottolinea come il dialogo con la società civile sia importante per indirizzare la ricerca pubblica e privata verso soluzioni accettate dalla comunità: bisogna che questa tuttavia abbia la pazienza di vedere realizzati progetti un passo alla volta. I biocarburanti di prima generazione sono ormai una realtà mondiale, e nonostante aprino il dilemma del rubare cibo o meno, sono un necessario apripista per la seconda (e anche la terza, la quarta, ecc.) generazione. Le biotecnologie e l’ingegneria genetica possono ampliare ulteriormente i nostri orizzonti, con nuove biomasse, nuovi biocarburanti, nuovi microrganismi e nuovi processi, come ho approfondito che ho nel libro “Geneticamente modificati”, edito da Hoepli.

Ora godetevi Homer Simpson alla prese con un’auto alimentata ad alcol 😀

 

Rispondi

%d blogger hanno fatto clic su Mi Piace per questo: