E’ importante  sviluppare nuovi materiali per supportare la transizione verso fonti energetiche sostenibili. In particolare, è necessario focalizzarsi sulla necessità di materiali avanzati per la produzione, lo stoccaggio e il trasporto dell'idrogeno, considerato un vettore energetico chiave per il futuro.​

Uno degli esempi storici è l'introduzione del "metro campione" nel 1889, realizzato con una lega di platino e iridio per garantire stabilità dimensionale indipendentemente dalle variazioni di temperatura. Successivamente, nel 1896, il fisico Charles Édouard Guillaume sviluppò una lega composta dal 64% di ferro e dal 36% di nichel, denominata "Invar", che mostrava una minima espansione termica. Questa scoperta gli valse il Premio Nobel nel 1920.​

Oggi, leghe simili sono utilizzate in applicazioni dove la stabilità dimensionale è cruciale, come nei serbatoi per gas liquefatti. Con l'espansione dell'infrastruttura dell'idrogeno prevista nei prossimi anni, c'è una crescente domanda di nuove leghe che mantengano la loro integrità su un ampio intervallo di temperature.​

Inoltre, la transizione verso un'economia sostenibile richiede materiali che siano non tossici, prodotti con il minimo spreco e completamente riciclabili. Questo implica anche la riduzione della dipendenza da materie prime critiche provenienti da paesi specifici, come le terre rare dalla Cina. Una strategia potrebbe essere la progettazione di leghe che facilitino il recupero degli elementi durante il riciclaggio, riducendo così la necessità di nuove estrazioni.​

In questo contesto, alcuni ricercatori stanno utilizzando l'intelligenza artificiale per accelerare lo sviluppo di nuovi materiali. L'IA consente di analizzare vasti set di dati e di prevedere le proprietà delle leghe, facilitando la scoperta di combinazioni ottimali che soddisfino i requisiti di sostenibilità e prestazioni.​

L’intelligenza artificiale è fondamentale per affrontare le sfide materiali poste dalla transizione energetica, garantendo al contempo sostenibilità ambientale e indipendenza economica.​

L'intelligenza artificiale (IA) può rivoluzionare il riciclaggio e il recupero dei materiali, rendendo i processi più efficienti, precisi e sostenibili. Ecco alcuni modi in cui l'IA può insegnarci e migliorare il riciclaggio:

1. Identificazione e separazione automatizzata dei rifiuti

L'IA, combinata con visione artificiale e robotica, può:

  • Riconoscere e classificare i materiali di scarto (plastica, vetro, metalli, carta) con telecamere ad alta risoluzione e algoritmi di deep learning.
  • Automatizzare la selezione con bracci robotici, migliorando la purezza dei materiali riciclati.
  • Identificare materiali difficili da separare, come le plastiche miste, suggerendo processi di recupero più efficienti.

Esempio:
Aziende come AMP Robotics utilizzano IA per creare robot in grado di selezionare e separare rifiuti con un'accuratezza superiore a quella umana.

2. Ottimizzazione dei processi di riciclo e recupero

L'IA può:

  • Analizzare la composizione chimica dei materiali e suggerire il metodo di riciclo più efficiente.
  • Prevedere il degrado dei materiali, indicando il numero di volte che un materiale può essere riutilizzato prima di perdere qualità.
  • Migliorare i processi di fusione e separazione dei metalli riducendo il consumo energetico e le emissioni.

Esempio:
Newcleo, startup italiana nel settore nucleare, sta studiando l'uso dell'IA per ottimizzare il recupero di materiali da reattori e ridurre i rifiuti radioattivi.

3. Progettazione di materiali più facilmente riciclabili

L'IA può aiutare a sviluppare nuovi materiali con queste caratteristiche:

  • Facilmente separabili durante il riciclo (es. plastiche senza additivi tossici).
  • Riutilizzabili in più cicli senza perdita di qualità.
  • Composti da elementi abbondanti e non critici, riducendo la dipendenza da terre rare e metalli preziosi.

Esempio:
Il Max-Planck-Institut für Nachhaltige Materialien utilizza IA per scoprire nuove leghe metalliche facili da riciclare e più sostenibili.

4. Predizione della domanda e dell'offerta di materiali riciclati

L'IA può:

  • Analizzare dati globali per prevedere le quantità di materiali riciclati disponibili sul mercato.
  • Ottimizzare la catena di fornitura per evitare sprechi e garantire che i materiali vengano riutilizzati nel modo più efficace.

Esempio:
Algoritmi di machine learning vengono già usati per ottimizzare il riciclo dei pannelli solari e delle batterie al litio.

 

5. Educazione e sensibilizzazione sul riciclo

L'IA può insegnare ai cittadini e alle aziende come riciclare meglio, grazie a:

  • App interattive che riconoscono i rifiuti tramite la fotocamera dello smartphone e danno istruzioni sul corretto smaltimento.
  • Chatbot e assistenti virtuali che rispondono a domande su materiali e riciclaggio.
  • Simulazioni virtuali per educare le scuole e le aziende a ridurre gli sprechi.

Esempio:
L'app Recycle Coach utilizza IA per aiutare le persone a capire dove e come smaltire correttamente i rifiuti.

L'intelligenza artificiale sta trasformando il modo in cui affrontiamo il riciclaggio e il recupero dei materiali. Grazie alla sua capacità di analizzare enormi quantità di dati e ottimizzare processi, può insegnarci a riciclare meglio, ridurre gli sprechi e sviluppare materiali più sostenibili.

App IA per il Riciclo Domestico e Aziendale

Questa app aiuterebbe gli utenti a smaltire correttamente i rifiuti e a ottimizzare il riciclo con funzioni come:

Riconoscimento dei rifiuti con la fotocamera (scansiona un oggetto e l'IA ti dice dove buttarlo).
Notifiche personalizzate sui giorni di raccolta differenziata nella tua città.
Consigli su alternative eco-friendly, suggerendo prodotti più sostenibili.
Sfide e premi per il riciclo, incentivando comportamenti virtuosi.

Tecnologie: Computer Vision, Machine Learning, database dei materiali riciclabili.

Piattaforma IA per Aziende e Smart Cities

Un sistema più avanzato per aziende, supermercati, ristoranti e città, con:

Monitoraggio dei rifiuti in tempo reale con sensori IoT nei cassonetti.
Ottimizzazione della logistica dei rifiuti, riducendo costi e sprechi.
Analisi predittiva per prevedere la domanda di materiali riciclati.
Blockchain per la tracciabilità dei materiali (garantire il riciclo effettivo).

Tecnologie: Big Data, IoT, AI Predittiva, Blockchain.

Robot e Sistemi di Selezione Automatizzati 

Bracci robotici con IA per separare plastica, metalli e carta nei centri di riciclo.
Scanner a spettroscopia e AI per riconoscere materiali difficili.
Migliore recupero dei materiali rari (come terre rare e litio da batterie).

Esempi reali:

  • AMP Robotics sta già sviluppando robot per i centri di riciclo.
  • Alcune startup lavorano su IA per recuperare il litio dalle batterie usate.

Presto ci accorgeremo di aver incenerito materiali importanti per il nostro futuro, senza nulla aver fatto per aumentare la consapevolezza per la raccolta differenziata nelle nostre città, sempre con l’attenzione verso piccoli e fittizi privilegi per non intaccare il consenso per le future elezioni. Avremo certo amministratori che sanno qual è la giusta ricetta (per i rifiuti e per qualsiasi altra cosa) ma che non hanno strumenti o capacità per metterla in pratica.

Ogni anno nel mondo vengono prodotte circa 350 milioni di tonnellate di rifiuti chimici, tra cui pesticidi, residui di farmaci e microplastiche. I composti alchilici perfluorurati e polifluorurati (PFAS) sono particolarmente resistenti alla degradazione e rimangono così persistenti in natura che per loro è stato coniato il termine "prodotti chimici eterni". Per queste cose non esistono praticamente strategie di smaltimento. Di solito vengono inceneriti, il che non solo consuma molta energia ed è costoso, ma sposta semplicemente il problema: dai rifiuti liquidi che inquinano l'ambiente ai gas serra rilasciati durante l'incenerimento, che contribuiscono al cambiamento climatico. "Ho sempre voluto dare il mio contributo a questo problema ambientale", afferma Estelle Clerc, e così ha avviato la propria attività con uno smaltimento sostenibile e conveniente dei rifiuti chimici. La loro spin-off CellX Biosolutions, fondata nel 2024 , ha sede presso il Politecnico federale di Zurigo (ETH) e si avvale dei maestri della degradazione: i batteri.

Prendere di mira i batteriL'idea di Clerc si basa su una metodologia da lei sviluppata insieme al suo supervisore di dottorato Roman Stocker, professore di acque sotterranee e idromeccanica presso l'Istituto di ingegneria ambientale dell'ETH di Zurigo ( Nat Commun , 14: 8080 ). All'epoca, il microbiologo voleva identificare i batteri marini che danno un contributo importante al ciclo del carbonio. Utilizzando un chip microfluidico autocostruito, caricato con composti di carbonio, è stato possibile attrarre batteri in grado di degradare il composto corrispondente. Ciò che ha sorpreso i ricercatori è stato il fatto che i batteri studiati erano apparentemente in grado di percepire composti di carbonio ancora più complessi. Dopotutto, la comunità scientifica aveva precedentemente dato per scontato che ciò funzionasse solo con gli zuccheri semplici. "Tuttavia, in studi sul campo a Raunefjord, in Norvegia, siamo stati in grado di dimostrare che le comunità batteriche possono percepire e seguire un gradiente di concentrazione di laminarina e altri polisaccaridi complessi", spiega Clerc. La laminarina è un polisaccaride prodotto principalmente dalle alghe brune come riserva di energia e fonte di cibo per molti batteri marini.

Una "trappola batterica" ​​praticaLa sua osservazione diede un'idea alla dottoranda: "Se i batteri riescono a riconoscere la laminarina, dovrebbero riuscire a fare lo stesso anche con altre sostanze complesse e difficili da degradare". Da qui è nata l'idea di CellX Biosolutions: utilizzando il chip microfluidico, che è dotato di una sostanza chimica bersaglio e funge quindi da "trappola batterica", vengono isolati in modo specifico i consorzi batterici in grado di degradare la sostanza bersaglio corrispondente. In laboratorio, i microbi catturati vengono coltivati ​​e analizzati per valutarne le prestazioni di degradazione. Se ciò verrà confermato, i batteri potranno essere preparati per l'uso industriale. "Con il nostro metodo possiamo isolare comunità batteriche naturali con attività metabolica selezionata", afferma Clerc, pensando ad esempio ai consorzi provenienti da impianti di depurazione o da siti contaminati. Nella realizzazione della sua idea imprenditoriale, la microbiologa ha ricevuto il supporto di tre co-fondatori, tutti con esperienza in ambito di fondazione e che condividevano la visione di Clerc di uno smaltimento dei rifiuti chimici sostenibile, conveniente ed efficiente dal punto di vista energetico: Geoffry Besnier, Christian Engler e Fabienne Kurt.

Viaggio nelle profonditàMentre Besnier, in qualità di Chief Operating Officer, si occupa principalmente del business operativo, vale a dire dell'implementazione della visione condivisa, Kurt, che ha un dottorato in biotecnologia, è responsabile dello sviluppo dei prodotti. Ciò che la aiuta è il fatto che ha già esperienza nello sviluppo di prodotti a partire da microrganismi viventi. Engler è un ingegnere e si occupa di ottimizzare la trappola batterica affinché possa penetrare in habitat inospitali o difficilmente accessibili. Ha progettato un involucro resistente alla pressione e un robot subacqueo in grado di raggiungere una profondità di 800 metri. Ciò consente a CellX Biosolutions di accedere al potenziale metabolico in gran parte inutilizzato dei microbi delle profondità marine.Il fatto che non tutti i batteri delle profondità marine possano essere coltivati ​​in laboratorio non è un problema, spiega il fondatore dell'azienda: "Per la nostra applicazione, ci concentriamo sugli organismi che crescono sugli inquinanti desiderati nel nostro laboratorio". Questo approccio si riflette anche nel nome dell'azienda, come riassume Clerc: "CellX sta per i batteri che studiamo, X per l'estremo. Cerchiamo i nostri "degradatori" in habitat difficilmente accessibili o dove la presenza di inquinanti rappresenta una sfida importante per i batteri. Questi ambienti unici ci permettono di trovare organismi che degradano anche le sostanze più ostinate."Anche dal punto di vista finanziario la start-up svizzera si presenta bene: dalla sua fondazione nel 2024, ha già raccolto 1,2 milioni di dollari USA; 150.000 franchi svizzeri provengono dal programma Venture Kick della Kick Foundation, nell'ambito del quale diverse fondazioni, aziende e privati ​​hanno unito le forze per promuovere lo sviluppo economico. Per sostenere la sua visione, Clerc ha appena ricevuto anche una borsa di studio Bridge Proof of Concept dal Fondo nazionale svizzero per la ricerca scientifica e dall'Agenzia svizzera per la promozione dell'innovazione Innosuisse. Il programma di finanziamento è rivolto ai giovani ricercatori che desiderano sviluppare un'applicazione basata sui risultati delle loro ricerche.

Un mercato da miliardi di dollariCon questo livello di sostegno finanziario, la strada è spianata per i primi studi pilota con due importanti partner del settore, come spiegano i quattro fondatori in un breve filmato di Venture Kick . L'attenzione sarà rivolta allo sviluppo del prodotto e all'ampliamento del primo consorzio microbico. L'obiettivo finale è creare un catalogo di microrganismi degradabili che possano essere resi disponibili in base alle necessità. In futuro, oltre all'acqua, come fonti di batteri si utilizzeranno anche il suolo e i sedimenti. Oltre alla fornitura di singoli consorzi microbici, come ulteriore servizio vengono offerti studi sulla biodegradabilità di sostanze selezionate.Il mercato del trattamento dei rifiuti chimici è vasto: si stima che raggiungerà i 48 miliardi di dollari entro il 2027. CellX Biosolutions ha in programma piani ambiziosi e punta a raggiungere una quota di mercato di un miliardo di dollari USA. I potenziali clienti sono principalmente grandi produttori di PFAS e aziende farmaceutiche che desiderano gestire i propri rifiuti nel rispetto dell'ambiente.Larissa Tetsch

Ci vediamo in tribunale. Eau de Paris, la principale azienda idrica pubblica francese, ha annunciato al quotidiano Le Monde il 13 febbraio che nei prossimi giorni presenterà una denuncia contro ignoti. L'autorità parigina denuncia diversi reati penali: inquinamento delle reti di distribuzione dell'acqua potabile dovuto allo scarico di sostanze, abbandono di rifiuti e degrado sostanziale dell'ambiente.

Lo scopo di questa denuncia è quello di ottenere il risarcimento del danno ecologico e di far sì che la bonifica venga finanziata dagli industriali. "  Sono gli inquinatori che devono pagare, le multinazionali chimiche che commercializzano queste sostanze inquinanti, di cui conoscono la tossicità da decenni ", ha dichiarato a Le Monde Dan Lert, presidente di Eau de Paris . Non gli utenti, non i gestori dell'acqua potabile, non le comunità.  »

Tra tutti i campioni prelevati nel 2024 dal laboratorio Eau de Paris, la somma di venti PFAS - che saranno integrati nel monitoraggio obbligatorio delle acque potabili a partire dal 2026 - è rimasta "  ben al di sotto  " della soglia regolamentare di 0,1 microgrammi per litro (µg/l). Tuttavia, nell'elenco dei PFAS che saranno presto regolamentati manca un inquinante perenne : l'acido trifluoroacetico ( TFA ) , un prodotto della degradazione dei pesticidi. Tuttavia, questo contaminante raggiunge concentrazioni molto più elevate rispetto alle altre molecole di questa famiglia nell'acqua potabile parigina.

La gestione dei rifiuti rappresenta una delle sfide più urgenti per tutte le città ma sopratutto per  la città di Roma, La città metropolitana ha oltre 4 milioni di abitanti e non puo’ essere messa a confronto con alter iniziative (vedi CoppenHill a Copenhagen con 600 mila abitanti). Attualmente, la Capitale affronta costi straordinari per l'esportazione dei rifiuti all'estero (in 10 anni alla media di 150 milioni l’anno si è speso piu’ di 1 miliardo, che I cittadini hanno pagato con le loro tasse), un sistema che pesa sul bilancio cittadino e che non offre una soluzione sostenibile a lungo termine (non si può pensare che le discariche siano una soluzione e che non inquinino pure loro).  In questo contesto, il termovalorizzatore emerge come una scelta strategica, non solo per affrontare l'emergenza rifiuti, ma anche per trasformare un problema in un'opportunità economica ed ecologica.

Attualmente, Roma spende centinaia di milioni di euro ogni anno per esportare i propri rifiuti in altri paesi europei, come l'Olanda e la Svezia. Questo sistema non è solo economicamente insostenibile, ma rappresenta anche una dipendenza strutturale da infrastrutture estere. Un termovalorizzatore locale consentirebbe di abbattere questi costi, ottimizzando la gestione dei rifiuti e riducendo la necessità di trasporti a lunga distanza.

CoppenHill deve importare rifiuti per rendere economica la propria sopravvivenza, deve bruciare anche carta, cartone e altri prodotti… nulla di paragonabile con Roma se il termovalorizzatore rientra in un sistema integrato di gestione dei rifiuti in cui si deve disincentivare l’incenerimento e favorire la raccolta differenziata, e questo non accadrà se non si farà pagare il conferimento all’indifferenziata.

Un moderno termovalorizzatore non è solo un impianto di smaltimento, ma anche una centrale energetica in grado di produrre elettricità e calore. Esperienze come quella di CopenHill a Copenaghen dimostrano che questi impianti possono fornire energia pulita a migliaia di abitazioni, riducendo al contempo la dipendenza dai combustibili fossili.

Contrariamente a quanto spesso si pensa, un termovalorizzatore ben regolamentato non ostacola il riciclo, ma lo integra. La gerarchia europea dei rifiuti stabilisce chiaramente che prima viene la riduzione, poi il riutilizzo, quindi il riciclo e solo successivamente il recupero energetico tramite incenerimento. L'importante è garantire che solo i rifiuti non riciclabili arrivino al termovalorizzatore.

Le discariche sono la forma più dannosa di smaltimento dei rifiuti, sia per l'ambiente che per la salute pubblica. Un termovalorizzatore riduce drasticamente la quantità di rifiuti che finisce in discarica, contribuendo a minimizzare le emissioni di metano e altri gas serra.

Oltre al risparmio sui costi di esportazione dei rifiuti, un termovalorizzatore crea posti di lavoro diretti e indiretti, stimola l'economia locale e può generare entrate attraverso la produzione e la vendita di energia.

Paesi come la Danimarca, la Svezia e i Paesi Bassi dimostrano che i termovalorizzatori possono essere parte di una gestione integrata e sostenibile dei rifiuti. Questi impianti non hanno ostacolato le alte percentuali di riciclo, ma hanno fornito un supporto cruciale nella gestione dei rifiuti residui.

Il termovalorizzatore non è la soluzione definitiva, ma è un tassello fondamentale in una strategia complessiva di gestione dei rifiuti che includa riduzione, riuso, riciclo e recupero energetico. Roma non può più permettersi di rimandare una scelta tanto necessaria. È il momento di investire in tecnologie moderne e sostenibili che possano trasformare i rifiuti in risorse, offrendo al contempo benefici economici, ambientali e sociali alla città e ai suoi cittadini.

L'investimento nel termovalorizzatore dovrebbe essere solo una parte dell'investimento complessivo per creare quel "sistema rifiuti" che puo' generare le "buone pratiche" per Roma, in riferimento sopratutto al comportamento dei cittadini romani

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