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Un legno morbido per ottenere energia pulita grazie alla piezoelettricità

Legno piezoelettrico per produrre energia

Bruciare il legno non è l’unico modo di utilizzarlo a scopi energetici. Dalla Svizzera, per esempio, arriva una tecnologia sostenibile che trasforma il legno in un generatore di elettricità sfruttando le sue proprietà piezoelettriche.

Da sempre il legno viene utilizzato per produrre energia termica tramite combustione, risultando una delle principali e più antiche fonti di energia rinnovabile. Ma questa non è l’unica modalità di sfruttamento del legno in tal senso. Il materiale naturale sostenibile per eccellenza trova da sempre largo impiego nelle case, sia a livello strutturale che per il design di interni che per il riscaldamento. Tuttavia, oggi è chiaro che gli orizzonti del suo utilizzo, soprattutto a scopo energetico, sono molto più estesi.

Al di là del suo fascino tradizionale, il legno è infatti sempre più spesso protagonista di esperimenti che mirano a trasformarlo per ottenerne derivati o a migliorarne le caratteristiche termiche e strutturali. Tra questi, il più recente e sorprendente è condotto da scienziati del Politecnico di Zurigo (ETH) e dell’EMPA, che, nell’articolo che l’ha presentato al mondo, dichiarano: «Lo studio condotto è uno step fondamentale per lo sviluppo di materiali da costruzione green di prossima generazione autoalimentati, per il futuro approvvigionamento energetico e l’attenuazione del cambiamento climatico».

Un legno morbido per ottenere energia pulita grazie alla piezoelettricità

A quanto pare, in futuro potremmo generare energia elettrica semplicemente camminando sul parquet. È questa la scoperta dei ricercatori dell’ETH e dell’EMPA (i Laboratori federali svizzeri di scienza e tecnologia dei materiali), che hanno intuito e dimostrato come, sfruttando le note proprietà piezoelettriche del legno, si possa produrre elettricità sottoponendolo a deformazione elastica. Quest’ultima nei solidi origina infatti una tensione elettrica. È necessario però un fondamentale passaggio per rendere il materiale utilizzabile a questi scopi.

Ciò che permette al legno di polarizzarsi, dando luogo a una carica elettrica, è la componente cristallina della cellulosa. La struttura poco flessibile del materiale, dovuta soprattutto alla lignina, impedisce però che questa carica sia di una consistenza tale da avere qualche impiego. Gli scienziati sono dunque intervenuti immergendo il legno in una sostanza acida a base di Ganoderma Applanatum, un fungo che in natura ne causa la marcescenza. La delegnificazione così ottenuta, ovvero l’estrazione parziale di lignina, ha reso più malleabile il materiale. Il risultato è una spugna di legno composta soprattutto di cellulosa ed emicellulosa, la cui flessibilità le permette, sottoposta a pressione, di dare origine a cariche elettriche 55 volte maggiori. Un vero e proprio generatore di corrente.

Un processo ecologico – l’utilizzo del fungo evita l’impiego di sostanze chimiche – per una soluzione sostenibile e rinnovabile, che necessita tuttavia di una lunga fase di sperimentazione. I risultati ottenuti finora sono disponibili da inizio marzo su Science Advances. I prossimi passi prevedono l’introduzione del materiale così ottenuto in applicazioni industriali, per dimostrare le sue effettive utilizzabilità e utilità nel quotidiano. Un giorno la spugna di legno potrebbe servire da biosensore oppure potrebbe essere applicata ai pavimenti degli edifici, per aumentarne l’efficienza energetica.

Sfruttare le biomasse legnose per produrre energia

Tra l’utilizzo tradizionale della legna da ardere per il suo potere calorifico e la nuova scoperta dei ricercatori basata sulla piezoelettricità del legno si inseriscono numerosi altri impieghi dello stesso materiale nella produzione di energia. Le biomasse legnose in Italia sono infatti la prima Fonte Energetica Rinnovabile (FER), costituendone oltre un terzo. Sono utilizzate, in particolare, due volte tanto l’idroelettrico, quattro volte il fotovoltaico e cinque volte l’eolico.

Anche gli scarti del legno possono essere convertiti in energia termica ed elettrica, se si utilizzano impianti di cogenerazione a biomassa. In questo modo, i residui legnosi prodotti dalla manutenzione dei boschi e del verde cittadino e dalle attività agricole e industriali non vengono scartati. Vengono invece prima trasformati in cippato e poi valorizzati a livello energetico, per esempio tramite la gassificazione (syngas). La sostenibilità di questo tipo di impiego del legno e dei suoi scarti dipende naturalmente da una corretta ed equilibrata gestione delle foreste. È infatti necessario che il numero di alberi abbattuti per ottenere legna da ardere (e conseguenti scarti) non superi quello degli alberi piantati. A tal proposito, sono indicative le certificazioni PEFC e FSC, che attestano la sostenibilità della gestione forestale e della catena di custodia.

Dal legno cippato, e in generale dalle biomasse, si può ottenere energia per diversi scopi, dal riscaldamento all’elettricità ai biocarburanti per i trasporti. Trovare soluzioni sostenibili per questi settori è infatti vitale, dato il ruolo di edifici e trasporti nella produzione di inquinamento atmosferico. E i materiali organici di scarto, ancora oggi poco sfruttati, possono essere la chiave di volta. Non solo perché rinnovabili, ma anche in termini di indipendenza energetica, per sviluppare una maggiore resilienza in caso di difficoltà sistemiche come quelle causate dalla pandemia.

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