LE PIANTE E L’ENERGIA DEL DOMANI

Carmen Maya Posta 08 Nov 2017
1087 volte

Come possono le piante cambiare il nostro futuro? Produrre energia elettrica sfruttando l’interazione tra batteri e fotosintesi vegetale si può, ecco come.

La fonte che permette il sostentamento di tutti gli esseri viventi sulla Terra è il carbonio, più in specifico l’anidride carbonica (CO2) che si trova nella nostra atmosfera.  La produzione delle biomolecole ha inizio con i processi innescati dal Sole, il più grande generatore di energia rinnovabile del pianeta. La grande stella luminosa irradia con onde elettromagnetiche l’atmosfera e una piccola parte di questa energia raggiunge gli organismi fotoautotrofi, i quali attraverso la fotosintesi elaborano sostanze per il loro sostentamento e quello degli eterotrofi. 

Il processo fotosintetico, nella prima fase luminosa, permette alla pianta di intercettare attraverso l’ausilio del pigmento clorofilla, una certa lunghezza d’onda specifica dei raggi del sole, denominata PAR (radiazione attiva fotosintetica), che attiva la produzione di energia “eccitando” gli elettroni, che si muovono per poi ritornare al loro posto. Questo movimento dell’elettrone provoca un rilascio di energia che la pianta trasforma in energia chimica (molecole di ATP e NADHP) da impiegare nella seconda fase al buio. Durante la fase buia la CO2 entra nella pianta grazie ad aperture sulle foglie chiamati stomi ed è trasformata attraverso una serie di reazioni chimiche in ossigeno e zuccheri semplici, come il glucosio, utilizzando le molecole ad alto rendimento energetico create nel corso della prima fase. La seguente formula ne riassume il processo:

CO2 (Anidride carbonica) + 6 H2O (Acqua) + Luce → C6H12O6 (Glucosio) + 6 O2 (Ossigeno)

Una volta ottenuta finita la reazione, la pianta distribuisce le risorse (carbonio) indirizzandole alla respirazione cellulare e alla produzione dei differenti organi che la compongono (foglie, fusto e radici) secondo le necessità che ha nell’ambiente in cui si trova. Mentre le restanti eccedenze sono rilasciate nel terreno per dare nutrimento alle forme eterotrofe che abitano il suolo.  I batteri che si trovano nel terreno svolgono una serie di attività essenziali nel mantenimento delle caratteristiche del suolo, indispensabile alla crescita della pianta insieme ad altri fattori fisici. Perciò, hanno un ruolo molto importante, ma non solo nell’ambito eco sistemico del microambiente della pianta presa in analisi, ma anche nello sviluppo di un’idea rivoluzionaria che cambierà definitivamente il nostro sostentamento energetico se adeguatamente applicato: la produzione di energia elettrica attraverso l’ausilio della fotosintesi.

 

Tale ipotesi sembra erompere da un libro di fantascienza di Asimov, il quale tra l’altro aveva immaginato tanti eventi che poi si sono effettivamente verificati. Ricavare energia dalla fotosintesi non è più frutto dell’immaginazione poiché le ricerche, la sperimentazione e lo sviluppo di prototipi lo ha reso realtà.  Tutte le fonti si basano sullo stesso principio. La pianta fa la fotosintesi e l’eccesso di glucosio è assimilato dai batteri. Passaggio questo che genera un potenziale elettrochimico nel metabolismo microbico dove gli elettroni si muovono producendo energia. Questa può essere in seguito captata da strutture inserite nel terreno che funzionano da elettrodi. I primi modelli sperimentali erano semplici progetti scolastici iniziati in alcune scuole superiori del Sud America, con un basso grado di rendimento energetico. Il passo successivo è stato fatto dall’UTEC (Università di Ingegneria e Tecnologia di Lima, Perù). Dove un gruppo di studenti e ricercatori ha creato Plantalámparas. Una lampada alimentata con l’energia delle piante. Sono stati in grado di fornire luce alle popolazioni delle aree più remote dell’Amazzonia migliorandone tempestivamente la qualità di vita. Un altro progetto è Plant-e, una spin-off che collabora con la ‘Environmental Technology of Wageningen University’ in Olanda, che prevede l’auto assemblaggio di moduli disegnati per produrre elettricità attraverso la fotosintesi. I quali purtroppo hanno una prestazione ancora insufficiente. Mentre il modello più all’avanguardia in questo momento, è quello di Bioo-Lite. 

Una collaborazione nata fra la Arkyne Technologies e tre universitari spagnoli, Rafael Rebollo, Pablo M. Vidarte e Javier Rodríguez.  Attraverso una raccolta fondi online sono riusciti ad ottenere le risorse necessarie per il successivo sviluppo del progetto. Nel corso di questo crowdfunding sono stati messi in vendita i primi esempi di piante in vaso, le quali permettono di ricaricare un cellulare con l’ausilio di un cavo USB fino a 3 volte al giorno con una potenza di 3.5 volt, l’equivalente di una porta USB del computer Le premesse future sono promettenti, si prevede che si potranno creare pannelli 1 metro x 1 metro in grado di generare energia dai 3 ai 40 watt (28 KWh – 280 KWh per anno), per cui 100 metri quadrati di superficie, dipendendo dalle specie vegetali impiegate, saranno sufficienti a fornire l’energia necessaria all’abitazione di una ipotetica famiglia media. Un gran numero di studenti, professori e dottorandi stanno mettendo in atto ricerche di questo tipo in Italia, Spagna, India, America, Cina, Francia, Germania... tutti dominati dalla curiosità e dal desiderio di creare una soluzione economica ed ecosostenibile per attingere a nuove forme di energia rinnovabili.

Immaginate le bellissime città del futuro piene di piante che ci riforniranno non “solo” di ossigeno e nutrimento, ma anche di tutta l’energia elettrica di cui la nostra società moderna ha bisogno.

Vota questo articolo
(0 Voti)

Lascia un commento

Assicurati di aver digitato tutte le informazioni richieste, evidenziate da un asterisco (*). Non è consentito codice HTML.

 

Scienzaonline con sottotitolo Sciencenew  - Periodico
Autorizzazioni del Tribunale di Roma – diffusioni:
telematica quotidiana 229/2006 del 08/06/2006
mensile per mezzo stampa 293/2003 del 07/07/2003
Scienceonline, Autorizzazione del Tribunale di Roma 228/2006 del 29/05/06
Pubblicato a Roma – Via A. De Viti de Marco, 50 – Direttore Responsabile Guido Donati

Photo Gallery