Buonasera a tutti quanti e benvenuti a questo webinar questa sera parliamo di elementi chimici e di sostenibilità e lo facciamo con un ospite di eccezione il professor Nicola Armaroli Buonasera professor Armaroli Buonasera a lei e a tutti gli insegnanti che ci stanno ascoltando dico due parole per presentarla anche se non ce n'è veramente bisogno comunque il professor armari è dirigente di ricerca del CNR studia i nuovi materiali per la conversione dell'energia solare la luminescenza e la catalisi ha pubblicato oltre 200 lavori e sei libri ed è consente scientifico di istituzioni internazionali sui temi dell'energia e delle risorse dirige sapere che è una storica rivista italiana di divulgazione della scienza che venne fondata nel 1935 e per Zanichelli è di una fortunata chiave di lettura che si chiama appunto energia per l'astronave terra a questo punto Io cedo subito la parola a lei professore perché il tema è molto caldo Molto interessante quindi siamo tutti quindi curiosi di iniziare ad ascoltarla bene Buonasera a tutti questa sera Parleremo della tavola periodica ma non nella sua rappresentazione classica che tutti conoscete che è quella che vediamo in questo momento con tutte le sue tante informazioni sulle proprietà elettroniche sugli orbitali e tutto il resto Ma eh ne analizzeremo una versione diversa che sembra quasi una tavola di Picasso qualcuno mi ha detto Eh può girare la la alla prossima e ehm che è questa in questa tavola che abbiamo preparato e stiamo diffondendo un po' in tutta Europa come società chimica Europea Nell'anno del 150o all tavola periodica abbiamo deciso di fne questa versione un po' diversa dove ogni elemento è tanto grande Quant'è la sua abbondanza relativa sulla crosta terrestre Questo è il motivo per cui le caselle sono diverse poi vedete dei colori e che stanno ad indicare invece il nostro rapporto con questi elementi quelli rossi sono quelli per i quali cominciamo ad avere Preoccupazioni in merito alla loro disponibilità nel corso dei prossimi decenni diciamo circa un secolo e via via arancioni gialli e verdi con criticità sempre minore rispetto alla disponibilità rispetto agli usi che stiamo facendo in questo momento Poi eh la tecnologia evolve la civiltà evolve magari i colori cambieranno nel tempo vedete anche che sono presenti dei simboli di di smartphone nel negli nel nella tavola e quelli che hanno il simbolo dello smartphone sono appunto elementi che stanno nello smartphone Ma su questo ci torneremo più avanti possiamo passare oltre noi eh parleremo di evoluzione materiale della civiltà che è una cosa importante perché fin da dalle epoche passate ci sono delle epoche storiche protostoriche che sono indicate con elementi chimici o comunque con materiali come il rame il bronzo e così via però noi non faremo un escurso storico ma ci limiteremo al agli ultimi agli ultimi 70 anni fino a circa al 1950 Le case erano come vedete qui sulla vostra sinistra e si trovano nei musei alcuni musei della cività contadina o cose simili case allestite com' erano fino circa gli anni 50 e sorprende la loro povertà materiale lo sorprende in particolare penso per i più giovani sono case che hanno molto legno un po' di vetro e qualche metallo povero come stagno zinco oppure un po' di rame anche così via quindi il contenuto materiale di quelle delle case fino ad allora è stato piuttosto ridotto poi nel 1990 si stima che in una casa ci fossero meno di 20 elementi chimici c'era già stata una intensificazione materiale tra il 50 e 90 Ma la svolta è avvenuta Soprattutto negli ultimi 30 anni se pensiamo che in uno smartphone Come dicevamo l'oggetto che citavo prima ci sono circa 40 elementi chimici Diciamo tra i 30 e i 40 adesso le le case che li fabbricano non sono molto aperte nel 10 cosa ci mettono ma più o meno questa è la stima bene possiamo passare oltre dicevo prima del 1950 è un anno significativo perché a inizio quella che tecnicamente viene indicata come la grande accelerazione Cioè se voi prendete vari parametri Eh come l'uso dell'acqua le telecomunicazioni il turismo il consumo di terra di fertilizzanti Scusate di di carte e così via di energia naturalmente da 1950 C'è un punto di inflessione cioè c'è un aumento incredibile della di tutti questi parametri perché appunto la civiltà di punti in bianco si è vista ha dato origine a una forte accelerazione che è stata basata su un grande aumento del consumo di energia e anche dell'emissione di CO2 in atmosfera ma purtroppo questo non è il tema della serata andiamo avanti nel corso di questi 70 anni eh C'è stata anche oggettivamente una dematerializzazione della nostra civiltà in un certo senso vediamo un esempio questo è un computer Eh il famoso eniac che è il primo computer elettronico del 1944 vedete da questa foto che occupava una stanza enorme e i suoi elementi fondamentali erano delle valvole che erano grandi più o meno come potremmo dire delle bottiglie e questo computer Aveva delle caratteristiche di dimensioni e di Potenza richiesta energetica andiamo avanti questo computer pesava 30 tonnellate conteneva pensate 19.000 di queste valvoli grandi grandi consumava 200.000 W di corrente potremmo paragonare questo dispositivo enorme che stava in una stanza enorme con il mio computer portatile che è un po' come il vostro e che troviamo nella diapositiva successiva F portatile pesa 1 K consuma 30 w e non 200.000 e ha 1,3 miliardi di transistor che hanno sostituito le valvoli che dicevamo prima questi transistor stanno dentro quel microprocessore che vedete lì che che il quadratino sulla destra invece trovate quello che è un po' il Trend della riduzione della Dimensione di transistor questo computer che vedete qui appoggiato sul tavolo su quella foto è immensamente più potente e immensamente più affidabile di quello che avete visto prima dove le valvole si rompevano ogni 5 minuti Bisognava anche capire Qual era quella che si era rotta Voi sapete Ormai l'abbiamo tutti un portatile sono dispositivi molto robusti Che buttiamo a destra e sinistra continuano ad andando e quindi c'è stato un grande incremento della qualità eh per quanto riguarda diciamo questa questo dispositivo ma eh eh naturalmente C'è stato anche una grande intensificazione materiale cioè Quel dispositivo quel computer lì ha dentro una quantità enorme di elementi chimici Ma questo lo vediamo meglio con la nostra con la successiva diapositiva rispetto a quello e torniamo al telefono che possiamo chiamare il campione della dematerializzazione che è il nostro smartphone questo dispositivo ne ha sostituiti una enormità Vediamo adesso una carrellata ha sostituito il telefono portatile Eh la sveglia La Bussola l'orologio da polso la mappa stradale che avevamo in macchina che se facciamo vedere un 14enne si mette a ridere l'agenda e la radio il la videocamera la fotocamera il riproduttore musicale e anche dispositivi più ingombranti come ad esempio le biglietti le le macchine che fanno i biglietti delle stazioni che sono già state a loro volta anche superate perché sapete che il biglietto lo possiamo mettere direttamente sul telefono quindi alla vostra destra vedete una quantità di materiali di decine di chili se ci mettiamo le macchine dei biglietti anche potremmo dire quintali e e tutta questa roba qui è stata sostituita da un dispositivo che pesa appena 148-150 g e quindi è evidente che c'è stata una grande dematerializzazione Ma tutto questo è avvenuto a spese di una enorme incremento del dell'utilizzo degli elementi quindi andiamo alla prossima 148 G sostituiscono chg di roba chg e chili di roba ma alla prossima questa dematerializzazione ha comportato una intensificazione materiale spingiamo la Ecco questa intensificazione vuol dire che siamo andati sempre più a caccia nella tavola periodica di elementi cioè il nostro telefono è in grado di fare una enormità di funzioni come numero estremamente sofisticate quelle che vanno a sostituire tutto quello che vedevamo prima ma questo ha necessità di un'intensificazione materiale di andare a cercare elementi nella tavola periodiche che Gli permettono di fare quelle singole attività molto specializzate che per noi sembrano normali Ma che hanno una sof sofisticazione e intensificazione materiale impressionante passiamo all prossima la miniera a cui noi andiamo ad attingere gli elementi che mettiamo nel telefono in tutti in tutte le cose che utilizziamo nella nostra vita è il nostro minuscolo Pianeta terra che è questo qui lo conosciamo molto bene ma Va sottolineato che non tutto il volume del pianeta Terra è a disposizione per andare a ricercare minerali Ma noi possiamo estrarre circa fino a 5 km le miniere più profonde sono localizzate al massimo 4 km5 k circa di profondità Questo è il nostro stock a cui andiamo ad attingere prossima noi sappiamo anche che la Terra è letteralmente una minuscola astronave perché l'abbiamo fotografata e abbiamo una foto molto significativa dallo spazio che è stata scattata nel febbraio del 1990 dove la Terra vedete quel minuscolo pallino blu che vedete là questa fotografia fu scattata da questa sonda che si stava perdendo ai confini del sistema solare e lasciò stupefatto i tecnici della NASA che la Videro in tempo reale e si resero conto appunto per la prima volta Videro la terra questo pallina di vita in una immensità di materia inanimata che è la terra Noi tutti gli elementi di cui abbiamo bisogno dobbiamo andare a ricercare in quel pallido puntino blu che vediamo su questa è una delle foto si ritiene più influenti e famose di tutti i tempi e credo proprio che sia ben meritata questa fama andiamo avanti lui abbiamo siamo andati su questo minuscolo pianeta Terra alla caccia disperata di di elementi e di materiali più In generale abbiamo scavato miniere come vedete in alto a sinistra enormi a cielo aperto Abbiamo esplorato il fondo del mare Alla ricerca di idrocarburi abbiamo buttato giù montagne come si vede in fondo a sinistra come succede negli appala che si buttano giù montagne per reperire carbone e abbiamo siamo andati nelle viscere della terra come in quella miniera che vedete in fondo a destra passiamo oltre Eh la l'X in Italia lo chiamiamo oxe in inglese dice o HD come sta scritto in fondo e Ecco una cosa importante troverete in fondo a questa slide altre prima soprattutto alle prossime sempre delle dei riferimenti bibliografici quindi potrete andare voi stessi a cercarvi in rete sono Direi che sono tutti disponibili gratuitamente e li potrete approfondire e cercare ulteriori dati rispetto ai singoli che io posso mettere in questa presentazione che non può durare più di un'ora o giù di lì Eh loox appunto ha stimato recentemente che ha suddiviso i materiali che noi preleviamo dalla Terra in quattro categorie metalli combustibili fossili biomassa e non metalli vedete quattro categorie con quattro diversi colori e ha stimato che nel 2011 Sono stati estratti da queste quattro categorie dalla terra 37 miliardi tonnellata andando avanti di questo passo tenendo conto dell'aumento della popolazione arriveremo a 86 miliardi di tonnellate nel 2060 Cioè ci sarà un un più che raddoppiamento della del consumo poi alla fine ne vedremo un altro di queste classifiche che ha dei numeri diversi significato andiamo avanti quando parliamo in particolare di minerali dobbiamo fare una distinzione molto precisa perché sonò si rch di fare un po' di confusione ehm in un certo luogo Supponiamo qui sotto dove sono io nel Istituto qui CNR Bologna potrebbe esserci una miniera d'oro che non sappiamo o o di rame o di qualcosa quella è rientrerebbe nella categoria che vedete indicata in grigio è una risorsa non scoperta ancora non si sa chi c'è poi è un bel giorno qualcuno la scopre questa risorsa non scoperta diviene semplicemente una risorsa cioè passa nella categoria arancione però la risorsa in quanto tale non è detto che sia una cosa utile per diventare utile deve essere economicamente interessante da sfruttare conveniente e tecnicamente deve essere possibile andare ad estrarre questa questa risorsa nel caso in cui queste due condizioni siano rispettate la risorsa diventa una riserva e a quel punto il paese X può vantare riserve di oro di petrolio di carbone di tutto quanto il confine tra la parte della parte arancione prossima Eh è l'abile nel senso che quella che è una risorsa come ho appena descritto può diventare una riserva ma può anche succedere il contrario per esempio in Sardegna probabilmente sapete che alcune miniere sono state chiuse di zinco di alluminio ma non perché non ci fosse più que non ci fossero più quei metalli ma semplicemente non era più conveniente andarle ad estrarre era molto più conveniente andarle a cercare da un'altra parte dal punto di vista tecnico ed economico andiamo avanti quindi questo è una differenza importante eh professore poss interromperla La ringrazio per questa carrellata introduttiva che ci permette e permette ai nostro ascoltatori di entrare con più conoscenze e più consapevolezza nel discorso che adesso affronteremo vedo che è apparsa di nuova la diciamo la strana tavola periodica con cui abbiamo aperto ora iniziamo a fare un discorso più specifico su determinati elementi Non è vero sì Ehm Qui ci sono appunto 90 elementi ci sarebbe da chiacchierare per ciascuno per per ore ma ovviamente io ho fatto una piccola selezione del tutto arbitraria e quindi adesso vi presento alcuni elementi la loro criticità o non criticità e le loro e il loro utilizzo vorrei cominciare dall' Elio che è quello che vedete in alto a destra quel Cornino in alto a destra le è un elemento ehm Popolare perché ci porta immediatamente a pensare ai palloncini che danno a Luna par che ogni tanto i bambini non riescono più a trattenere Paron li vediamo Lass su in cielo e LEGO ha questa caratteristica che è un elemento estremamente leggero e quando si perde in atmosfera si perde letteralmente nel senso che è così leggero e così poco reattivo che sfugge dalla gravità terrestre una volta che in atmosfera si perde e l'utilizzo nei palloni da Luna par che può sembrare stupido Ma pensate assorbe circa il 10% del consumo mondiale che andrà evidentemente perso perché i palloncini prima poi verranno abbandonati Non si va a riciclare il palloncino andiamo avanti l'elio è l'elemento il secondo elemento più abbondante dell'universo e quindi Uno potrebbe dire vabbè qual è il problema Eh il problema è che sulla terra è molto raro perché ogni angolo dell'universo è fatto in maniera diversa La terra è completamente diversa sua composizione chimica dalla luna è completamente diversa da Marte e così via quindi il fatto che l'elio sia il secondo elemento più abbondante non ci rassicura affatto perché sulla Terra ce n'è molto poco eh Ha un volume infinitesimo dell'atmosfera e l'origine dell'elio pensate è nella crosta terrestre noi estraiamo eglio dai giacimenti di gas naturale volgarmente detto metano in alcuni giacimenti è particolarmente abbondante fino al 7% in volume e le aziende petrolifere del gas sono molto contente quando trovano un giacimento di gas particolarmente ricco di Elio Come si forma eh per decadimento radiattivo di elementi più pesanti tra i vari processi di decadimento c'è il decadimento Alfa Una particella alfa non è altro che un ione iio 2+ che si forma nel nella nelle viscere della terra a un certo punto Intercetta due elettroni diventa un atomo di Elio e può andarsi ad annidare in alcuni posti e quando noi andiamo a muovere le acque da sotto o meglio muovere il gas là sotto può tornare in superficie le risorse mondiali di io cioè quelle che si stima ci siano ma non è detto che siano utilizzabili sono circa 60 miliardi di Met C sono divisi in quella quel diagramma torta che vedete tra Sostanzialmente i grandi produttori mondiali di gas eh annualmente se ne consumano 180 milioni di m cu attualmente gli Stati Uniti sono stati da sempre il primo detentore mondiale di riserve cioè di di qualcosa che effettivamente disponevano nella realtà Grazie loro crearono all'inizio circa un secolo fa la riserva federale dell legno in Texas perché si pensava allora che i dirigibili avrebbero avuto un futuro per quanto riguarda i trasporti Voi sapete che futuro non c'è stato però ho pensato bene di tenere questa questa riserva questa grande giacimento sotterraneo e ehm che però hanno deciso negli anni 90 di vendere poi si è hanno litigato per 20 anni se venderlo o Mena effettivamente adesso l'hanno venduto questo giacimento in Texas faceva un po' da polmone rispetto alla domanda e l'offerta A livello mondiale adesso non c'è più quindi il prezzo D è molto più volatile passiamo oltre l'elio ha delle proprietà fisiche straordinarie ha un punto di ebollizione un punto di fusione che è vicino allo Zero Assoluto E sotto 4° Kelvin diventa un superfluido senza viscosità apparente e soprattutto ha una grandissima e straordinaria conducibilità terna l'elio è l'elemento Perfetto a 4° Kelvin per cosiddetti usi criogenici estremi cioè ad esempio per raffreddare le macchine nmr che servono per fare la risonanza magnetica alla spalla al ginocchio Probabilmente qualcuno di voi l'avrà fatto o per fare usare gli nmr Nei laboratori chimici di ricerca per fare analisi strutturali e questo magnete quindi è ha bisogno di lavorare a praticamente in condizioni di eh di di di di resistenza Zero che può raggiungere questo materiale speciale del magnete ha una temperatura molto bassa che gli può garantire appunto solo l'elio liquido Quindi c'è il magnete c'è una camicia esterna di Elio liquido e a sua volta l'elio liquido che è molto prezioso e costoso viene raffreddato Da un'ulteriore camicia esterna di azoto liquido che ha una temperatura più alta 77° Kin e non 4° Kin ma è molto costa molto meno è molto più abbondante disponibile quindi fa un po' da diciamo protegge l'elio che l'elio Viene riempito ogni qualche mese mentre la zot ogni qualche giorno settimana dipende dalla macchina e in questi ultimi anni c'è stato un grande problema nella Per quanto riguarda l'elio Perché non essendoci più quella riserva in Texas e il Qatar che è uno dei grandi produttori di Elio è un paese che è stato un po' messo ai margini perché ha avuto le sanzioni internazionali e perché era accusato di finanziare il terrorismo quindi c'è stata una vera e propria contrazione dell'offerta Dio sui mercati quindi ci sono state delle grandi oscillazioni e Eh questo ha avuto delle ripercussioni soprattutto nei paesi più poveri che non si possono permettere prezzi molto alti e in alcuni casi hanno dovuto chiudere macchine nmr perché non potevano più utilizzarle quindi l'o ci rappresenta questo elemento così piccolo così leggero e così tutto sommato Rao sul pianeta terra ci rappresenta ci dà appunto un'idea di come questa Questi elementi dobbiamo in qualche modo salvaguardar in questa diapositiva sulla sulla sulla sinistra trovate i vari utilizzi passiamo a un' altra ente Il litio Il litio è numero atomico 3 quindi viene subito dopo l'elio ed è un elemento molto leggero ed del metallo più leggero che ci sia questo parlo del litio perché è un elemento che abbiamo tutti in tasca i nostri telef defire le batterie sono batterie Lioni di litio passiamo alla prossima batteri di litio Funziona in quel modo descritto schematicamente lì abbiamo Naturalmente un catodo e un anodo il catodo è fatto di un ossido il cobalto e litio sulla sinistra in azzurro e a destra invece avete l'anodo che è fatto da fogli di grafite gli ioni litio sono i pallini verdi che vanno continuamente avanti e indietro nei processi di carica e scarica Quindi vanno durante la carica dal catodo che litico va alto all'anodo di grafite e quando si scaricano tornano indietro e noi dandogli appunto energia elettrica dall'esterno possiamo forzare gli elettroni ad andare dove non vorrebbero andare per poi dargli diciamo la molla nella fase di di di discarica per far funzionare i nostri dispositivi Il litio è perfetto per fare questa operazione perché è è il metallo più leggero quindi si muove con agilità diciamo all'interno della batteria che tra l'altro è piena di un elettrolita conduttore che è quella parte Azzurra che avvolge il tutto vedete che è fatto anch'esso di un materiale a base di litio e quindi è molto piccolo e anche ha un potenziale elettrochimico molto elevato il quarto della della Scala e quindi ha una combinazione di proprietà che lo rendono perfetto per le batterie andiamo avanti perché ha elevato densità di energia elevata velocità di carica proprio perché è piccolo e lunga durata Cioè è il litio Funziona molto bene senza diciamo danneggiare il dispositivo nel suo complesso Den stà di energia elevata legata al fatto che essendo leggero è quello che ci permette a parità di peso di avere una una batteria particolarmente leggera Pensate se al posto del litio ci fosse il piombo con molto più pesante quindi le batterie di litio sono perfette Il litio rappresenta anche un po' un limite per per quanto riguarda le batterie metalliche essendo il metallo più leggero non ci sarà mai una batteria a base di metalli migliore di quella del litio è impossibile da punto di vista delle performance complessive Quindi quelli che dicono ma sostituiremo un bel giorno in litio Insomma è facile da dire è molto meno facile da fare quindi se le sostituiremo mai saranno batterie non metalliche Ma questa è una prospettiva ancora lontana andiamo avanti il litio Dove si trova e cominciamo a fare qualche considerazione tipo geopolitico di litio Eh che è un metano instabile come sappiamo tutti in areia e acqua eh attualmente i maggiori produttori sono Australia Cile e Argentina ma le riserve principali le riserve sono Circa un terzo delle risorse Ma le risorse Scusate principali si trovano nel cosiddetto triangolo del litio tra Bolivia meridionale Cile settentrionale e Argentina settentrionale vedete quello indicato lì a destra e la più grande risorsa mondiale tra queste è questo immenso lago salato che si trova in Bolivia è di 10.000 km qu quindi molto più grande del Lago di Garda tanto per dire e ehm in quel lago che grazie alle condizioni di altitudine di temperatura eccetera l'acqua si è evaporata sono rimasti in superficie quantità di Sali di di di sodio di potassio mentre subito sotto ci sono enormi riserve di litio che devono essere estratte al momento momento questo lago non è ancora sfruttato in maniera intensiva Stanno cominciando a sfruttarlo e probabilmente lo sfruttamento di questo lago comporterà la compromissione di uno dei più belli dei più begli angoli del mondo io non ci sono stato ma se cercate in rete trovate delle bellissime fotografie di questo di questo anno sottolineo sul fatto il fatto che questi sono i tre paesi che attualmente ci forniscono principalmente Il litio perché quando parleremo di altri elementi vedrete che ci spostiamo geograficamente da parti andiamo avanti perché il litio è importante e preoccupa perché noi utilizziamo tutti un telefono e utilizzeremo sempre più delle auto completamente elettriche a batteria io ho un'auto elettrica batteria per cui mi pongo il problema del litio e queste sono le previsioni di crescita dell'auto elettrica del mercato dati dal 2015 1 milione di auto al 2020 20 milioni e poi vedete voi i numeri come come vanno quindi è evidente che si può presentare il problema della disponibilità della disponibilità di litio andiamo avanti e quindi come autista elettrico Mi sono posto il problema se basterà Il litio vedete quello è una macchina elettrica scoperchiata dove la batteria è alla base e quella è quella quella quel foglio grigio argento che vedete le batterie stanno tutte lì dentro sono in quel caso lì specifico sono piccole batterie stile un di fianco all l'altra più di 8.000 di batterie di dimensioni stio Questa è la è la Tesla il motore vedete che è quello più davanti è piccolissimo quindi di fatto un'auto elettrica si può chiaramente definire una batteria con le ruote cioè il cuore vero della macchina è proprio la batteria Quindi mi sono posto questo problema se basterà Il litio Quindi ho fatto un semplice calcolo molto semplice attualmente nel mondo Vengono venduti 80 milioni di auto ogni auto consuma circa richiede circa per la batteria 10 kg di litio vuol dire che se tutte le auto che escono dalle fabbriche del mondo in un anno parlo solo di auto quindi niente navi bus camion eccetera e servirebbero 800.000 tonnellate del litio e la domanda è tanto o è poco eh è tanto perché andiamo alla prossima l'attuale produzione mondiale di litio è 20 volte più basso e il problema del litio andiamo avanti è che naturalmente non serve solo per le batterie delle auto ma per i dispositivi portatili lubrificanti le altre applicazioni quindi è evidente che noi vogliamo passare la mobilità elettrica dobbiamo fare un utilizzo del litio molto razionale perché sicuramente è vero che possiamo anche aumentare di 20 volte come sarebbe richiesto da questi numeri la produzione mondiale di litio all'anno ma è del tutto evidente anche lo può capire chiunque che non potremo estrarre ogni anno da qui ai prossimi 100 anni 800.000 tonnellate di L le vincita della terra perché non ce ne sarebbe a sufficienza quindi e su questo ci torniamo alla fine andiamo avanti la nostra appunto il nostro prospettiva è quella di riciclare riciclare riciclare ma ci torniamo alla fine andiamo anora avanti molti essendo un autista elettrico mi chiedono Ma si può riciclare una batteria al litio Sì la risposta è assolutamente sì non vi sto eh Vi faccio vedere qual è Eh la B la batteria della mia macchina è questa e ed è fatta ed è grande pesa più di 2 quintali quindi insomma una discreta batteria no e è una batteria da 40 kWh dove eh Le Celle che sono il cuore della batteria quelle che vedete in fondo sulla destra sono delle specie di fogli delle dimensioni più o meno a quattro in ogni modulo che sono quei blocchi grigi che vedete infilati dentro la batteria invece vedete che ci sono questi blocchi grigi sono otto Celle quindi 24 moduli grigi da otto Celle che sono quelle in basso a destra abbiamo 296 c andiamo avanti Cosa si fa con una batteria esausta da due quintali Innanzitutto bisogna precisare un fatto che una batteria di un'auto è esausta quando ricarica circa all' 80% perché perché evidentemente Il il il proprietario non può compromettere la sua percorrenza chilometrica più di tanto e quindi quando uno va a ricaricare la macchina che si ricarica solo 80% perché la batteria in parte compromessa Questa batteria viene considerata non più buona e l'utente dell'auto elettrica vuole cambiarla però non è da buttare perché Innanzitutto ci sono varie opzioni e la prima Innanzitutto è quella della seconda vita cioè da utilizzare queste batterie che si caricano solo all' 80% diciamo sono da utilizzare per sistemi di accumulo per eolico fotovoltaico un esempio classico allo stadio di Amsterdam lo stadio di Amsterdam funziona così c'è un enorme impianto fotovoltaico sul tetto e negli scantinati diciamo così dello stadio ci sono un'enorme quantità di batterie come quella che avete visto prima esattamente identica a quella che vengono caricate di giorno con la luce solare con l'impianto fotovoltaico e di notte e di sera quando c'è la partita le attività varie viene utilizzata elettricità accumulata durante il giorno con queste batterie che continuano a fornire un servizio la seconda opzione è quella invece di andare a prendere i moduli ancora buoni disassemblare I sing le celle e riassemblare come ricondizionati questo impianto di riuso e riciclo la Nissan che è la causa automobilistica che fa la mia macchina e lo ha realizzato in Giappone nell'area di Fukushima perché è un'area appunto che deve essere rilanciata dal punto di vista industriale e quindi hanno pensato bene di fare questa attività quindi la batteria della mia macchina quando sarà esausta andrà in quell'impianto perché ogni azienda è responsabile delle batterie che produce la terza opzione intanto bevo è quella di fare il riciclo metallurgico estraendo i vari metalli che ci sono dentro come litio cobalto manganese e il processo che è in grado di fare questo vi avanzato Quest è quello di questa azienda belga che si chiama UNICORE che trovate indicato lì se siete curiosi copiat il link e andatelo a vedere andiamo avanti volevo sottolineare un concetto uno vedendo questi questi dati che ho dato prima 10 kg di litio uno dice sì quindi consumi tanto litio Sì consumo tanto litio Ma questa macchina questa è la mia macchina consumo poco petrolio pensate che quando io la batteria carica al 100% la batteria contiene 40 kWh di energia che sono equivalenti a 4 L di benzina cioè io quando ho la macchina carica ho l'equivalente energetico di 4 L di benzina la la vostra macchina termica quando è carica al 100% Scusate la vostra macchina termica quando ha 4 L di benzina ha già acceso la spiaa della Riserva da lungo tempo quindi capite che la situazione è molto diversa io con questi quattro litri teorici equivalenti di benzina faccio 300 km Questa è l'autonomia della mia macchina che dipende un po' dalla stagione un po' da come guido se accelero molto ecca però diciamo che posso tranquillamente fare 300 km quindi la macchina da 75 km con 1 l andiamo alla prossima esiste già e si chiama appunto auto elettrica e questa auto va paragonata alla mia vecchia auto Questi sono i ponti della mia vecchia auto con una macchina a gasolio Euro 3 che era 14 anni che ho sostituito l'anno scorso la mia macchina durante la sua vita si è ingurgitata 11 tonnellate di gasolio più di 7 volte il suo peso e ha emesso dal tubo di scarico oltre 21 volte il suo peso in CO2 quindi la macchina elettrica c'ha questi benedetti 10 kg di licchio ma sono una risorsa preziosa perché questi 10 kg di licchio fanno sì che quella macchina non richieda nulla io non metto mai nulla dentro la mia macchina metto dentro solamente della carica elettrica dell'energia elettrica che mi faccia muovere questi elettroni a destra e sinistra ma materialmente in quella macchina non entra nulla Infatti è una macchina molto odiata da alcuni settori industriali perché è una macchina che non ha grandi consumi e non ha grande manutenzione e questo comporta naturamente un cambiamento focale del settore automobilistico ma mi allargherei troppo volevo sottolineare questo fatto che ho evidenziato in un editoriale della rivista che ho l'onore di dirigere che è sapere l'editoriale di febbraio adesso è appena uscito il nuovo numero che è questo dove c'è Leonardo in copertina quindi quello è il vecchio numero si chiama 7 5 km con un litro in cui spiego più dettagliatamente questo concetto che vi ho spesso quindi se volete andarvi a vedere lo trovate sul sito sapere scienza.it che vi consiglio di frequentare perché trovate sempre grandi novità scientifiche nel mondo della ricerca ci sono i miei editoriali e perché no Se volete fare l'abbonamento No non mi non mi non mi offende andate pure avanti passiamo a un altro elemento importante per le batterie che è il cobalto vi faccio vedere prima che parte il cattolo Quindi ancora le batterie andiamo avanti Ah il cobalto è arancio Eh quindi comincia a essere un po' critico in questa diapositiva vedete le gli elementi che sono tipicamente presenti nelle batterie il cobalto ha una criticità prossima animazione vedete il cobalto per oltre l' 80% proviene da un unico paese che è la Repubblica Democratica del con resto dalla Cina e poi un po' dal dal Canada Quindi è un elemento molto concentrato quindi la domanda che si pongono diciamo chi lavora nel settore delle batterie è se il cobalto basterà è uscito un lavoro un paio d' anni fa Andiamo avanti dove faceva vedere che se da un lato la frase chusta scritta lì sotto se da un lato per quanto riguarda le batterie al litio possiamo stare relativamente tranquilli per il litio ci sono rischi potenziali invece associati con la disponibilità di cobalto perché se le proiezioni vanno alle stelle come indicato in quel grafico potremmo non avere disponibilità infatti la principale preoccupazione oggi delle aziende automobilistiche è quella di riuscire a sostituire il cobalto che ha delle caratteristiche elettroniche strutturali perfette per accogliere quel litio che andava avanti e indietro vi ricordate prima le palline verdi e che lo faccia bene come il cobalto dal punto di vista chimico per or non ci è trovato nulla di meglio andiamo avanti il problema del cobalto è anche che vengono viene estratto in condizioni spesso diciamo critiche disumane potremmo dire nella Repubblica Democratica del Congo Non sempre ma in alcuni casi come quello descritto qui qui in fondo è indicato un reportage del Washington Post del 2016 che vi consiglio ad andare a cercare perché racconta molto di questa vicenda del com andiamo avanti passiamo a un altro elemento l'indio l'indio è un metallo anch'esso che si trova Però non nella parte sinistra in alto come era il Il litio Ma si trova nella parte destra verso il basso ed è indicato in rosso e quindi è un elemento critico è venuto molto in Auge negli ultimi anni perché è una parte fondamentale dei display dei nostri dispositivi in particolare i dispositivi dei telefoni touch screen e così via andiamo avanti l'indio è un metallo tenero stabile in AR d'acqua quindi non ha niente a che vedere rispetto al al al litio completamente diverso i principali produttori ecco vedete si spostano completamente sono Cina Corea del sud e Giappone i paesi cambiano ma la caratteristica fondamentale è che l'Europa non salta mai fuori cioè noi non abbiamo un accidente sostanzialmente il perché l'ind L'India è importante perché è in grado di fare questo fantastico materiale il cosiddetto indio l'ossido di indio stagno ito in termini acronimo Mericano che è un materiale fantastico perché è allo stesso tempo trasparente conduttore e si lega molto bene al vetro quindi è perfetto per stare per fare da da elettrodo nei nostri dispositivi i nostri dispositivi ad esempio ne nei telefoni bisogna che il il lo schermo Eh si veda qualcosa non si vedano delle immagini in questo in questo schermo cioè noi le diamo la luce non rimanga nero Mh E perché non rimanga nero Bisogna che uno dei due elettrodi perché i materiali sono posti tra due elettrodi uno di questi due elettrodi deve essere trasparente perché da lì deve uscire la luce che è quello esattamente che fa l'indio nei nostro telefono l'indio ito naturalmente E fino adesso tutti si sono messi a cercare dei sostituti han una delle attività principali di molti ricercatori A livello mondiale ma per il momento sostituti che affacciano lo stesso servizio dell'it non c'è quindi serve l'indio l'indio pensate era un metallo che fino agli anni metà degli anni 80 praticamente non interessava nessuno poi pian piano la sua domanda è cresciuta proprio per questo utilizzo nei negli schemi dei dispositivi andiamo avanti l'indio e questo è un concetto importante e sembra complicata questa diapositiva ma non lo è e a parte i dettagli che poi vi potete vedere quando avrete la presentazione andate a leggere nel dettaglio Ma il concetto che voglio far passare è questo l'indio non è prodotto direttamente cioè l'indio in realtà viene estratto da minerali andiamo avanti di zinco di solfuro di zinco da cui si ottengono si ottiene naturalmente lo zinco e anche l' indio e germanio quindi l'indio viene ottenuto come prodotto secondario dall'estrazione dello zinco Ma tutta la filiera dei minerali è fatta così Perché esistono dei metalli cosiddetti attrattori sono quelli che vedete indicati lì sono quelli per i quali esistono le miniere visto le miere di platino Palladio rame zinco alluminio e così via invece c'è tutta una serie ancora più lunga di metalli cosiddetti autostoppisti tecnicamente vengono proprio chiamati così e sono indicati lì tra cui Cè cobalto di cui prima e naturalmente anche l'indio e che sono ottenuti come prodotti secondari dell'estrazione dei metalli a trattori e quindi qual è il problema in tutto ciò andiamo avanti il problema è che questi elementi sono particolarmente soggetti a volatilità dei prezzi e ha un potenziale rischio di interruzione incontrollata delle forniture nel caso dell'India se lo zinco ci dovesse essere un'interruzione nella produzione di zinco Oppure lo zinco interessasse meno la tecnologia A livello mondiale e la domanda Calasso automaticamente Noi verremo ad essere anche in in in carenza di di e quindi capite che questo è un problema e quindi una delle principali preoccupazioni di chi si occupa di metalli dei mercati dei metalli è che questi autostoppisti dalla sera alla mattina potrebbero anche da un certo punto non dico scomparire Ma insomma avere grossi problemi andiamo avanti un altro gruppo di elementi qui non solo uno ma un gruppo intero sono le terre rare terre rare sono i lantanidi che sono 14 vedete indicato là in fondo più lo scambio litrico che vedete indicati un po' più in alto a sinistra eh non c'è il promesso in questi elementi cioè c'è nella tavola ma non esiste sulla terra perché è troppo instabile e quindi sono questi elementi Questi elementi hanno un comportamento chimico molto simile talmente simile che ci hanno messo più di un secolo per individuarli tutti eh sapete che in particolare per i lantani Noi andiamo progressivamente a riempire gli orbitali F Ma gli orbitali F stanno sepolti sotto quelli che ci stanno sopra e quindi la chimica che è dettata dagli orbitali che puntano più esternamente è sostanzialmente la stessa anche se voi andate a riempire gli orbitali f e quindi hanno una chimica praticamente identica e andarli a individuare veramente ciascuno essendo anche tanti è stato molto difficile ma questo non toglie che ciascuno di essi abbia delle proprietà magnetiche luminescenti ottiche o catalitiche particolari che sono dettate dal riempimento progressivo degli orbitali F che determinano il livello elettronico e l'energia di quei di quei di quegli elementi ad esempio i latali hanno delle transizioni elettroniche ciascuno peculiare Infatti ci sono ad esempio molti laser ci sono i laser al neodimio i laser all' herbio e così via perché hanno delle righe molto particolari ha un laser che ha una lunghezza d'onda molto specifica che può dare solo quell'elemento chimico oppure anche le proprietà magnetiche sono particolari il gadolinio per esempio è l'unico elemento al mondo che abbia sette elettroni spaiati in sette orbitali diversi delle proprietà magnetiche uniche viene utilizzato come mezzo di contrasto nelle macchine di risonanza magnetica e così via ok Quindi sono molto importanti andiamo avanti sono chiamati terre rare Ma se andiamo a vedere un grafico non in una mappa di colori come la nostra tavola la la L'abbondanza relativa vediamo che i lantanidi che sono quelli rossi poi tutto sommato non sono tra i più rari per dire l'oro l'osmio il tellu il regno qui indicati in giallo nella macchia gialla sono molto più rari e Eh quindi perché vengono chiamati terre rare perché sono raramente concentrati ad un livello che ne permetta uno sfruttamento economicamente conveniente Quindi in realtà le miniere di terre rare nel mondo quasi si contano sulle dita di una mano C una grandissima in Cina un in California un in Australia e Diciamo non tanto altro andiamo avanti si suddividono in due categorie abbiamo quelli leggeri che vanno dallo scandio all'e europio e quelli pesanti che vanno dal litri all' lutezio i tipicamente più rari sono i pesanti e tra questi sono particolarmente rari il terbio il tuo e il lutezio il ter È importantissimo perché ad esempio fa il colore verde è la componente verde della luce bianca di tutte le nostre lampade che abbiamo al neon per esempio che hanno dei fosfori di terbio verde di europio rosso e di altri emettitori blu fanno RGB rosso verde e blu e da questi es luce bianca e la parte verde ter avanti Qui c'è una diapositiva che racconta quelle che sono le le app di questi elementi e vedete le applicazioni sono tante quella sulla parte sinistra nel campo dei magneti dei fosfori dei catalizzatori cos Qui ognuno può andare a vedere quello che gli interessa tornando agli smartphone invece sulla parte destra negli smartphone ci sono ben OT terre rare di questi elementi e vedete Alcuni fanno parte del circuito altri fanno parte appunto del dello schermo colorato la parte importanti quelli che hanno la vibrazione non è una cosa banale altre sono importanti perché sono presenti nelle nelle cuffie come Dom e così via Insomma vedete ognuno la sua funzione professore io la ringrazio perché oltre adesso a guardare il mio smartphone con occhi completamente nuovi e anche tutti i nostri corsisti Staranno facendo così credo che ci abbia dato una serie di spunti utili per i docenti di tecnologia ma anche profondamente interdisciplinari per progetti lavori trasversali con il professore che alle scuole medie si occupa di matematica e scienze e che quindi affronta un po' il tema della chimica comunque l'approccio A partire dagli oggetti è sicuramente qualcosa che coinvolge anche gli studenti più giovani Ora però passiamo a un tema forse ancora più importante e caro per i docenti di tecnologia che è il tema dell'energia e della sostenibilità sì Eh questo tema dell'energia è un tema che mi sta molto caro ho ho scritto un paio di libri No ho scritto Forse qualcuno di più Ma insomma con il collega eh Vincenzo Balzani in particolare questi due Questo è un testo in inglese diciamo abbastanza più corposo rispetto a quello Invece più divulgativo che è energia per l'astronave terra che forse qualcuno di voi ha avuto occasione di di leggere e o di far conoscere propri studenti e che è Edito da Zanichelli Quindi se non l'avete potete andare a tirare la giacchetta al al al al commerciale Zanichelli le prossime volte che viene a trovari a scuola e invece sapere la rivista che citavo prima dove spessissimo parliamo di argomenti di tipo energetico come è stato nel nel nel numero di di febbraio che viete indicato e faremo anche un numero speciale sulla tavola periodica in autunno per sapere Appunto perché l'anno internazionale andiamo avanti dicio gli elementi chimici sono fondamentali nella transizione energetica che noi dobbiamo passare lo sappiamo dei combustibili fossili energia rinnovabili però tutte le tecnologie rinnovabili lo spiego meglio nel libro sono ad elevata intensità materiale perché cioè se da un lato quello che sta scritto in fondo a sinistra l'energia solare è un input extraterrestre largamente superiore al nostro fabbisogno centinaia migliaia di volte largamente superiore al nostro fabbisogno non dobbiamo accontentarci di questo Cioè Uno potrebbe dire vabbè arriva tanta energia dal sole Quindi abbiamo risolto problema energetico Purtroppo non è così e la situazione è molto più complicata perché la luce solare che adesso qui sta scomparendo Io ormai sono immerso nel buio forse accend la luce non lo so ecco ehm la luce solare come come tale non serve quasi a niente occorre convertirla ed accumularli quindi corrono convertitori e accumulatori di energia solare questi pate paleoliche pannelli fotovoltaici batterie per le auto elettriche eccetera sono tutti materiali disponibili in modo limitato e nella transizione energetica che dobbiamo assolutamente fare eh intendiamoci assolutamente dobbiamo noi abbandonare al più presto i combustibili fossili andare verso energie rinnovabili che sono quasi tutte di origine solare diretta e indiretta Ma non è che cambierà la situazione perché se durante L'Era dei combustibili fossili andavamo a grattare la crosta terrestre alla ricerca di petrolio carbone e gas facciamo ancora ovviamente Purtroppo dopo e lo facciamo già fortunatamente dobbiamo andare invece a grattare la crost terrestre la ricerca di elementi chimici che ci permettono di fare convertitori e accumulatori andiamo avanti e sembra quasi che come dire la natura ci prende un po' per i fondelli Perché tutte le tecnologie energetiche rinnovabili efficienti o digitali che guidano e tutto il resto richiedono elementi paleoli ci sta dentro nel magnete permanente neodimio praseodimio disprosio nella macchina elettrica ci stanno quegli elementi lì nel telefono abbiamo detto e così via andiamo avanti e per capire Appunto Di nuovo ribadire questo concetto della intensificazione materiale andiamo a vedere queste tre lampade queste tre lampade sono probabilmente presenti in tutte le nostre case perché sono tecnologie che sono succedute in fretta quella led è un po' una tecnologia vecchiotta Ma siccome lampade LED quella che è rappresentata lì adesso sono diverse da queste sono tecnologia boc che è un'altra cosa Ma comunque probabilmente in molte case ci sono ancora queste lampadine sicuramente perché durano tanti anni Allora quelle tre lampade hanno assorb una potenza diversa ma emettono la stessa quantità di luce quindi erogano lo stesso servizio L'importante è che queste lampade dato in blu durano in tempi diversi quindi vista così Chiaramente la lampada vince consuma meno e dura molto di più però se andiamo a vedere dentro quelle due LED cfl hanno tutto una una parte elettronica che controlla quel flusso enorme di ad alta ad Alta tensione che va 220 V che va dentro la lampadina che se noi sparass Imo dentro a questi dispositivi li bruceremo immediatamente quindi C va tutto un dispositivo elettronico di controllo che è quello che vedete lì che è molto più sofisticato di quello che sta dentro una lampada incandescenza quella la lampadina che è sulla sinistra è un filo di tum Steno dentro un tubo di vetro tirato a vuoto fine non è che sia una gran tecnologia Invece quell'altra è molto più intensiva quindi il contenuto di metalli ad esempio nelle tre lampade è quello che vedete indicato in marrone quindi Chiaramente la lampada meglio Ma guardate A quale costo materiale andiamo avanti e e poi c'è un altro problema estrazione dei minerali c'è anche il fatto che producono rifiuti qui sono indicati alcuni dati sono un po' del 2010 ma il concetto non cambia sono aumentati in quantità ma il concetto che voglio esprimervi non cambia ad esempio il petrolio petrolio è una roba fantastica io come chimico mi muovo a pensare al petrolio perché del petrolio praticamente non si butta niente come un po' come il maiale no di cui con cui facciamo tutto la parte più leggera del petrolio la utilizziamo per fare benzina e gasolio la parte più pesante poi vi vi C tutte le altre frazioni Ma la parte più pesante Non la buttiamo via guarda più pesante è l'asfalto Eh e lo utilizziamo per fare le strisce sopra i quali camminano i mezzi che vanno con la parte più leggera quindi il petrolio è un come dire una sorta di ciclo perfetto infatti la produzione di rifiuti Guardate sul petrolio è bassa estraiamo 3,5 miliardi di tonnellate e ci sono più di 3 miliardi di roba buona se andiamo vedere loro Invece quello che andiamo ad estrarre poi praticamente è tutto un rifiuto perché la concentrazione talmente bassa che la quantità effettiva materiale che andiamo a estrarre è irrisoria e quasi trascurabile e questo si applica anche se Guardate al al carbone o ad altri elementi poi ci sono anche costi ambientali e sociali in alto a sinistra trovate quella che è una sorta di vasca di decantazione della più grande miniera di terre rare che si trova in Cina la Cina è il più grande produttore mondiale di terr rare e quando noi andiamo a comprare un dispositivo elettronico ad esempio un telefonino che dentro otto di terra rara Dobbiamo ricordarci che parte di quell' inquinamento che vedete in quella foto è anche colpa nostra e quindi questo dovrebbe portarci una maggiore diciamo razionalità e sobrietà dell'utilizzo delle cose Poi abbiamo impatti ambientali di vario tipo soprattutto nei paesi più poveri estrazione di oro e cobalto in Congo diamanti insanguinati su cui i giornali internazionali fanno i titoli le più grandi miniere del mondo che si vedo dello spazio come quella che vedete lì in centro andiamo avanti la tavola periodica si può declinare in vari modi Questa è una tavola periodica pubblicata nel 2014 Anzi più di una che viene declinata sulla base dell'impatto ambientale cioè c'è una scala cromatica che va dal blu a rosso gli elementi Rossi sono quelli che hanno un maggiore impatto ambientale in termini di consumo energetico per ottenerli acidificazione delle acque terrestri e eutrofizzazione delle acque e in generale tossicità faccio notare semplicemente un fatto che i rossi arancioni si concentrano soprattutto in quella parte lì che vedete D tavola periodica di metare di transizioni più pesanti perché sono presenti in basse concentrazioni quindi bisogna consumare un sacco di energia fare un sacco di inquinamento per tirarli fuori e ehm hanno anche punti di fusione elevati e così via quindi sono quelli più Diciamo ambientalmente impattanti sonoo quelli che vanno ad esempio delle marmitte catalitiche delle automobili tradizionali quindi non c'è solo un problema per il litio quindi demonizza l'auto elettrica per il litio il cobalto però insomma ci sono anche elementi rari nelle macchine tradizionali andamo avanti allora Uno potrebbe dire sostituiamo Eh magari purtroppo spesso non è ancora possibile questo è un'altra tavola periodica ne farò vedere alcune qui alla fine che ormai ci stiamo avvicinando Questa è la tavola periodica della performance di sostituzione dei metalli Anche qui c'è una scala cromatica che va dal blu a rosso di blu non ne vedete neanche uno cattiva notizia di Rossi tanti Cosa vuol dire rosso blu i blu sarebbero Uso il condizionale perché non ce ne sono elementi per i quali esistono esempi di sostituti per tutti gli usi principali di quell elementi quelli rossi Invece sono quelli per i quali non esiste alcun sostituto con performance adeguate per tutti gli usi principali quindi ente questa tavola ci dice che sì linea di principio la sostituzione è una gran cosa ma linea di fatto in pratica spesso non si riesce a fare ancora in tutto ciò l'Europa perché parlo dell'Europa l'avevo accennato un po' all'inizio perché noi viviamo in Europa e l'Europa Adesso ha diciamo i suoi dei problemi e anche le lezioni imminenti e quindi può essere un motivo di riflessione alcune cose andiamo avanti l'Europa ha un'economia molto particolare da a partire dal 2011 Ha individuato un numero crescente di cosiddetti materiali critici per la propria economia cioè che sono i materiali fondamentali per le nostre aziende che li usano per il nostro benessere che utenti finali che però non abbiamo in nel nostro continente oppure ci sono ma spesso non è conveniente estrarli o non si possono estrarre perché la d di popolazione non lo permette quindi dobbiamo importarli ok e questo è un problema perché dobbiamo sempre ricordarci che la nostra prosperità è basata su risorse che provengono da altri continenti che si tratti di petrolio e gas o elementi rari questo è E questo lo si vede particolarmente in questa diapositiva dove GL le i materiali critici sono indicati dall'alto verso il basso li vedete indicati come nome sulla sinistra E queste è la percentuale sotto avete una percentuale sull'asse x è la percentuale di quella elemento gruppo di elementi che andiamo a prendere da un singolo paese Chi è il Violo è la Cina Noi andiamo a prendere dalla Cina un'enormità di elementi critici per la nostra economia per il nostro benessere e e dipendiamo moltissimo dalla Cina cioè questa immagine almeno in me quando la vi la prima volta ha distrutto in me l'idea che la Cina è semplicemente una nazione che produce che produce beni manifatturieri a basso costo Non è vero La Cina è critica per noi perché ha un grandissimo fornitore di materie prime altri paesi importanti sono il Brasile Stati Uniti Sudafrica Congo e così via quindi questa fissatela bene in testa e per quanto riguarda gli elementi Allora facciamo un altro esempio l'alluminio invece a proposito di usi alcuni anni fa è uscito questo lavoro dove hanno stimato Quant'è la quantità di alluminio che è attualmente stock nel mondo cioè utilizzati in qualche dispositivo il computer una sedia da qualche parte Ok si stima che il che ogni persona mediamente abbia 90 kg di alluminio in stock a disposizione in oggetti e Eh se andiamo a vedere in una carta geografica dove sono localizzati andando ad ingrandire e facendo le nazioni tanto grandi in proporzione Quant'è lo stock di alluminio che hanno i 90 kg a persona sono il principio di R Lussan no tutto uguale ma non è così La maggior parte dell' luminia è concentrata negli Stati Uniti e nell'Europa occidentale Se però andiamo a vedere chi detiene invece le la baite che sta ancora che n nel sottosuolo vendoita teniamo l'alluminio minerale cu prendiamo l'alluminio ecco vedete che il mondo si distorce completamente rispetto a sopra scompare il Nord America scompare l'Europa e diventano enormi Sud America l'Africa e l'Australia e tra paesi africani vedete Quello rosso è la Guinea che è un paese relativamente piccolo ma che ha enormi riserve di baite e questa mappa ci può portare delle riflessioni interdisciplinari con i nostri ragazzi con noi stessi e con i nostri ragazzi e questa mappa ci racconta una storia che noi non vogliamo sentirci raccontare che è questa noi siamo molto pronti a discutere se prendere persone da Paesi africani ad esempio stiamo parlando dell'Africa in questo momento se diciamo Li vogliamo prendersi se meritano se è giusto prenderli o meno però non obietti mai sul fatto perché ci fa comodo o spesso non lo sappiamo neanche è il fatto che noi Da quegli stessi paesi prendiamo cose materiali e di questo non ci facciamo nessuna discussione lo diamo per scontato Quindi quando affrontiamo il discorso dell'immigrazione Ricordiamoci che c'è un'immigrazione materiale verso i nostri paesi che è la è il fondamento della nostra prosperità della nostra ricchezza del nostro benessere che viene da paesi che spesso abbiamo intensamente sfruttato nel passato Forse oggi un po' meno ma comunque è un problema molto serio e quindi quando parliamo di immigrazione cerchiamo di fare un discorso a più ampio raggio e non solamente un discorso indirizzato allo stomaco e alla pancia ma un discorso più ampio che ci permette di aprire gli orizzonti e capire che il mondo è strettamente interconnesso non ci sono solo le persone che si muovono ma anche le merci e le cose e le materie prime andiamo avanti a proposito di Africa l'Africa Ricordiamoci immensa Noi abbiamo una visione completamente distorta dell'Africa che è data dalla famigerata proiezione di Mercatore che va a diciamo sacrificare tutte le zone a cavallo dell'equatore tra cui tipicamente l'Africa che ci sta proprio appoggiata sopra L'equatore cavallo l'Africa se voi Guardate una carta di mercatori ne ho qui una qui sulla mia sinistra è impressionante vedere come l'Africa viene di fatto risulta essere grande come la Groenlandia in questa carta completamente distorta in realtà è completamente sbagliata l'idea perché dentro l'a se non Ci credete andate a prendere le misure di chilometri quadrati che trovate sull'atlante eh o su Wikipedia dove volete fate la somma e vedrete che l'Africa è la somma geograficamente parlando con superficie di Cina Stati Uniti continentali Europa occidentale Europa orientale e India e quindi capiamo tutti che l'Africa è una è un'immensa è un immenso continente pieno di risorse di cui abbiamo bisogno e con cui dovremmo fare i conti avanti eh iniziamo ad avviarci un po' verso la conclusione quindi iniziamo a parlare anche di soluzioni possibili Eh vediamo un po' cosa si potrebbe fare allora cominciamo un po' con uno scherzo quando io parlo di soluzioni andiamo avanti qualcuno subito mi dice ma possiamo andare sugli Asteroidi a prendere gli elementi rari È un'idea suggestiva ma completamente infondata perché da un lato è vero che negli Asteroidi c'è una quantità una concentrazione di metalli come questi che sono molto rari sulla terra che è decine centinaia o migliaia di volte più più grande di quella che abbiamo sulla terra ma ogni persona di buon senso e ragionevole come siete tutti voi che mi state ascoltando che avete un minimo di cognizione tecnica e scientifica sapete benissimo che mettere insieme una operazione spaziale che possa avere un costo sostenibile una tecnicità affrontabile e che sia in grado di portare sulla terra una quantità significativa di metalia po assolutamente fuori da qualsiasi Quindi questa opzione per quanto affascinante andiamo avanti Non è assolutamente realistica e quindi Quali altre opzioni ci restano una è quella del mare profondo e nel mare profondo sono stati individuati alcuni grandi serbatoi di metall ad esempio quella zona del Pacifico indicata dal rettangolo nero c'è un'enorme quantità di manganese c'è un'autorità internazionale che vigila sul fondo del mare che dà delle autorizzazioni a alcune aziende andare a ispezionare questo i un po' più percorribile forse andiamo alla prossima animazione ma Ricordiamoci che non è semplice nel senso che per esempio il fondo del mare non è piatto Come magari qualcuno pensa certamente non voi ma forse il cittadino medio Pensa che il fondo del mare sia piatto il fondo del mare è completamente fatto a buchi ad avvallamenti esattamente come è le terre emerse e quindi andare a fare estrazioni in queste condizioni potrebbe volere dire anche scatenare Tsunami Ismi di vario tipo quindi non è un opzione percorribile Però forse in futuro potremo In alcune circostanze farlo sicuramente più percorribile della della degli Asteroidi andiamo avanti un'altra soluzione che qualcuno sta individuando È quella ad esempio di andare a prelevare elementi dalle acque regue Questa è una tavola periodica pubblicata in questo lavoro un paio d'anni fa dove In Svizzera hanno visto che quegli elementi indicati lì in particolare in rosso quelli a concentrazioni più elevate si possono andare ad estrarre dalle acque di scarico delle nostre città Ehm a concentrazioni che a volte sono più alte di quelle delle Miniere Addirittura in alcuni casi si può andare a estrarre Oro o cose del genere quindi acque refle potrebbe essere una soluzione alternativa Perché la nostra civiltà tecnologica Butta via un sacco di di elementi e anche di metalli andiamo avanti un'altra opzione è quello che si chiama il cosiddetto le miniere urbane no in Cina Le minere urbane sono molto sviluppate in questo grafico vedete che fino agli anni 2010-12 in cina riciclavano un sacco le tv poi hanno cominciato a farlo anche percentualmente parlando con altri tipi di dispositivi e Eh prossima animazione in questo lavoro fanno vedere che per quanto riguarda oro e rame la loro concentrazione più elevata nelle nei rifiuti elettronici che nelle miniere quindi in Cina stanno sviluppando tutta una filiera della del recupero degli elementi da da da rifiuti elettronici e questo lo dico perché ho avuto occasione di vederlo di persona andiamo avanti rischiamo che i cinesi ci sorpasso sono stato un paio d'anni fa a Pechino nella fiera dell'economia circolare con una delegazione europea cinese e nell'ex Villaggio Olimpico hanno fatto questa bella fiera dove esponevano rifiuti elettronici anche molto vecchi andiamo avanti da cui estraggono una serie di materiali metallici Vedete qui nichel manganese cobalto e c'è anche lingio lo vedete nella diapositiva di destra oro argento eccetera Uno potrebbe chiedermi Ma sei sicuro che siano impianti veri Sì perché andando alla prossima l'impianto l'abbiamo visitato Camo portato a vederlo Questo è il più grande impianto al mondo nel riciclo dei materiali dei rifiuti elettronici e si trova alla periferia di Pechino andiamo avanti in Europa come siamo messi per male male perché il tasso di riciclo a fine vita degli elementi chimici è rappresentato di nuovo da questa scala cromatica dove il rosso sono quelli che praticamente non ricicliamo mai e quelli che hanno un tasso di riciclo superiore al 50% Naturalmente in Europa sono semplicemente argento e piombo il litio sempre in alato a sinistra Praticamente non viene riciclato perché conviene più andarlo a prendere nelle ne Nei laghi salati del Sud America piuttosto che dentro le nostre le batterie dei nostri telefoni quindi gli attuali tassi di ciclo in Europa sono chiaramente totalmente insostenibili dobbiamo metterci a correre se vogliamo competere con con la Cina andiamo avanti V un'altra tavola periodica l'ultima che vi faccio vedere che ci spiega che il riciclo ha dei limiti ed è importante il design Questo è un articolo di un ricercatore italiano che lavorava negli Stati Uniti e del 2015 fa vedere eh dei colori sui vari elementi ne ha studiati tanti e ci sono elementi come lo zinco vedete che ha che ha una fetta Rossa abbastanza importante eh circa un po' Insomma verso la sinistra in alto lo zinco perché han usi dissipativi lo zinco ad esempio è presente nelle pti di pneumatici Quindi quando noi andiamo a frenare il pneumatico si consuma e quindi ehm eh Viene disperso nell'ambiente Sostanzialmente però ci sono tanti usi che sono quelli indicati in azzurro che invece sono potenzialmente riciclabili ma non lo facciamo ancora e quindi c'è ancora tanta strada da fare soprattutto nel design degli oggetti Cioè noi fino adesso abbiamo comprato utilizzato e comprato dei dispositivi perché erano belli perché erano utili fino a pochi anni fa pian piano la legge sta cambiando Eh uno andava a comprare un oggetto Supponiamo il solito telefono che ho citato 50 volte e diciamo una volta uscito dal negozio quel telefono diventa Figlio di nessuno e non interessa per nessuno che fine Faà invece non è più così bisogna che le ditte che producono e che vendono anche se ne facciano carico a fine vita ed è già una legge nei paesi più avanzati e Bisogna però che quei dispositivi per cui essere riciclati siano progettati per essere disassemblato e riciclati cosa che per decenni non si è fatto perché se non faremo questo perderemo tutti i nostri elementi perché non sappiamo fare design e non sappiamo riciclare andiamo avanti questa è praticamente l'ultima diapositiva tecnica è una è un sommario quantitativo dell'economia mondiale attuale è uscito nel 2019 è stato presentato ad avos un paio di mesi fa e è stato stabilito diciamo calcolato stimato che l'economia mondiale circolava al 9% Cioè secondo questa stima che è diversa da quella che vi ho fatto vedere all'inizio ogni anno vengono immessi nel nella nella nostra civiltà tecnologica 93 miliardi di tonnellate di Roma ok circa di cui solamente 8,4 tornano in circolo Quindi circa il 9% e torna diciamo n nel sistema della del consumo e dell'utilizzo quindi c'è ancora molta strada da fare per arrivare a questa benedetta economia circolare andiamo direi praticamente vedete app 92 e 8,4 prossima e appunto l' 88% andiamo avanti in breve alcuni punti da diciamo portare a casa anche se a casa forse ci siete già in questo caso eh esiste una sola risorsa abbondante di origine extraterrestre su questo pianeta che si chiama luce solare tutte le altre risorse devono essere reperite sulla terra che è una sorta di piccola astronave con risorse limitate nella stiva dove la stiva è la crosta terrestre l'atmosfera e la biosfera un numero crescente di elementi chimici a rischio Avete visto la nostra tabella Rossi poi arancio poi giallo e così via la criticità degli elementi è legata a vari fattori disponibilità in natura ovviamente implicazioni ambientali e sociali e anche vulnerabilità dell'offerta quindi sono fattori economici molto importanti le par le parole d'ordine per il futuro Sono tre efficienza cioè utilizzare meglio le poche risorse limitate tante risorse ma limitate che abbiamo su questo pianeta riciclare questo detto ma anche sobrietà cioè noi dobbiamo cominciare a insegnare a noi stessi ai nostri figli e ai nostri ragazzi che abbiamo nelle scuole dell'università con in sobrietà cioè che non è strettamente necessario che era il telefono tutti gli anni ricordandoci che quel telefono che funziona ancora benissimo dopo un anno se lo andiamo a cambiare qu comporta quella quel quell'impatto ambientale che abamo visto in Cina e non solo e quindi noi stessi siamo responsabili di tutto questo Quindi se vogliamo essere responsabili fino in fondo e prenderci a cuore il futuro del pianeta delle future generazioni dobbiamo pensare a questo e attenzione Purtroppo il secondo principio della termodinamica lavora contro di noi quindi i ricicli integrali togliamolo dalla testa non sarà mai possibile e spesso dobbiamo accontentarci finora sempre del cosiddetto downcycling con materiali riciclati per applicazioni meno avanzate classico esempio ramo ricicliamo la plastica per fare sacchetti dell'immondizia o sedie da giardino Quindi per concludere veramente eh questa tavola per periodica che voi conoscete che presentate ai vostri ragazzi eccetera eccetera continuerà ad essere una piattaforma straordinaria didattica informativa per i nostri ragazzi ma quella che ho cercato di descrivervi stasera che è la prossima è una piattaforma straordinaria di tipo multidisciplinare che ci permette di aprire ai nostri ragazzi un nuovo Orizzonte che riguardi non solo la scienza e la tecnologia ma anche l'uso delle risorse e Diciamo più in generale la nostra la necessità che abbiamo di avere un senso del limite che abbiamo smarrito e senza recuperare il quale non abbiamo molte speranze diciamo di risolvere i problemi ambientali energetici che stanno diciamo sempre più a sulle nostre teste e quindi incoraggiamo i ragazzi veramente ad avere uno sguardo ampio e utilizzare questo strumento per capire tante cose del mondo che circondano e anche e il modello di sviluppo che vogliamo che vogliamo mettere in pratica e io vi ringrazio per l'attenzione Peret io la ringrazio tantissimo a nome di tutti i quanti che stanno commentando e ringraziando per il messaggio finale ovviamente è importantissimo soprattutto perli stenti giovani della scuola media di un nostro non lo sento tanto bene non mi sente tanto bene Adesso provi provi meglio ok domanda è in Italia e in Europa quali vincoli tecnici o legislativi impediscono nel riciclo dei rifiuti elettronici di Comp Cina dunque la Cina ha un problema molto concreto problema di inquinamento spaventoso perché andando là uno tocca proprio con mano io quei giorni che ero lì che vi faccio vedere in quella fiera c'erano le polveri sottili 550 PPM noi alziamo l'allarme Quando arriviamo a 40 giustamente giustamente 40 50 poi anche noi a volte superiamo i 100 comunque 550 Quindi io a me è venuta l'asma quindi lì hanno un problema molto concreto Cioè o risolo i problema ambientali altrimenti non escono peré con un miliardo e mezzo di persone che premono e che cominciano a manifestare anche sintomi diciamo di di ribellione in certe situazioni stanno correndo a ripari quindi la Cina ha questa enorme potere tecnologico su superiore a quello che noi ci aspettiamo e anche decisionale perché qui decide praticamente uno per tutti che quel signore che avuto l'altro giorno in Italia normalmente c'è un parlamento Ma sapete e Ecco il problema principale dell'Europa che è una macchina complicata la democrazia c'ha i suoi c'ha i suoi problemi e tanti vantaggi ma anche quindi le decisioni sono sono lente sono lente quindi il pacchetto europeo sull'economia circolare è stato lanciato già da 45 5 anni e pian piano sta prendendo forma e le i singoli stati devono recepire tutte queste normative Diciamo che attualmente la nostra legislazione non è inferiore a quella cinese però un'economia che è molto dirigista cioè decide qualcuno e si fa è un competitoor dinario questo non vale solamente per il riciclo ma anche per il R quindi per riassumere noi non abbiamo nulla da invidiare per quanto riguarda le leggi anche se il nostro processo è molto più lento siamo stati in realtà noi primi in Europa a inventare le leggi che preservano il clima che vanno verso l'economia circolare poi essendo una macchina complicata di 28 paesi e una ventina di lingue facciamo poi sempre fatica a essere abbastanza reattivi mentre in Cina una domanda invece Più legata alla scuola se dovesse dare un consiglio a ragazzi giovani da applicare B qu per dare ai giovani la voce va e viene la sua giovani mero cosa il consiglio da dare per vivere secondo diciamo un'ottica di sostenibilità Ok Innanzitutto io il consiglio che do sempre è quello di essere consapevoli dei propri consumi quindi cominciare a guardare a casa propria quanti quali Quanti sono i consumi di acqua gas ed elettricità perché finché noi non diventiamo quantitativamente consapevoli di quello che consumiamo non ne usciamo mai e non proviamo neanche soddisfazione nel diventare più bravi e diventare più virtuosi quindi il mio consiglio ai giovani e anche non solo a loro è di appropriarsi dei contatori di casa propria andare a vedere ad esaminare i propri consumi dopodiché le guide per un vivere più sostenibile ci sono tutte un classico esempio io l'ho scritto anche nel libro Comunque sul libro trovate suggerimenti energia per l'astronave terra ehm è quello di di mangiare frutta e verdura di stagione stamattina sonato a fare la spesa c'erano fragole spagnole non ce l'ho con gli spagnoli Ma insomma posso aspettare una settimana perché dietro a quelle fragole lì c'è stato un trasporto presumibilmente su camion che ha prodotto una qualità di CO2 spaventosa e che si porta dietro le fragole che io avrei dovuto comprare Insomma diciamo che non ci mancano le occasioni e i modi per capire Come si può fare in modo sostenibile Però ripeto da un punto di vista educativo parlando di insegnanti cercate di rendere consapevoli i ragazzi dei loro consumi di quanta acqua consumano ogni giorno gas ed elettricità penso che sia un buon punto di partenza per cominciare a renderli consapevoli n concreto potrebbe anche essere il punto di partenza perfetto per compito di realtà e questo concludiamo io la ringrazio tantissimo a nome di tutti quanti La ringrazio la saluto e le auguro una buona serata anch'io a voi state bene Buon fine settimana e buon lavoro a tutti