Come liberarsi definitivamente dell'anidride carbonica
Cosa succede quando la CO2 catturata viene pompata nel terreno? Simulazioni computerizzate altamente sofisticate permettono di prevedere il suo comportamento a lungo termine
Se vogliamo salvare il clima, dobbiamo smettere di emettere anidride carbonica (CO2): su questo non ci sono dubbi. Ma questo da solo non sarà sufficiente. Inoltre, sarà necessario catturare laCO2 già presente nell'atmosfera e stoccarla in modo permanente, ad esempio pompandola in profondità nel terreno. Ciò solleva naturalmente la questione di cosa accadrà a questaCO2 nel lungo termine. È garantito che rimanga nel terreno o è possibile che possa fuoriuscire nel corso di decenni o secoli?
Simulazioni numeriche altamente sofisticate su supercomputer stanno ora mostrando per la prima volta cosa accade esattamente quandola CO2 si mescola con le acque sotterranee: in una complessa interazione tra le areepiù ricche di CO2 e quelle piùpovere di CO2, l'acquapiù ricca di CO2 sprofonda lentamente verso il basso, permettendo allaCO2 di essere immagazzinata in modo permanente nel sottosuolo.
La CO2 sale - ma laCO2 disciolta nell'acqua affonda
In profondità, la pressione è così alta che l'anidride carbonica rimane liquida, ma con una densità molto inferiore a quella dell'acqua. Si potrebbe quindi pensare che laCO2 salga immediatamente verso l'alto quando viene pompata nelle acque sotterranee. Ma la questione è un po' più complicata.
"LaCO2 pura ha una densità inferiore a quella dell'acqua, ma la situazione cambia quandola CO2 è disciolta in acqua. Quando le due sostanze vengono mescolate, il volume totale diminuisce, creando un liquido più denso", spiega Marco De Paoli, responsabile del progetto di ricerca. L'acqua con un alto contenuto diCO2 ha una densità maggiore rispetto a quella con un contenuto inferiore diCO2 e quindi affonda.
Marco De Paoli lavora attualmente presso l'Università di Twente a Enschede, nei Paesi Bassi, e presso l'Istituto di Meccanica dei Fluidi e Trasferimento di Calore della TU Wien ed è in procinto di trasferirsi a Vienna. Nel 2024 ha ottenuto una borsa di studio ERC dal Consiglio europeo della ricerca e dall'autunno 2025 realizzerà questo progetto presso l'Istituto di meccanica dei fluidi e trasferimento del calore della TU Wien.
Strutture irregolari che affondano
"Poiché l'acqua con un contenuto diCO2 più elevato ha una densità maggiore rispetto a quella con un contenuto diCO2 inferiore, le dinamiche nella roccia porosa sono molto interessanti", spiega Marco De Paoli. "Dove la concentrazione diCO2 è più alta, la miscela affonda più velocemente, il che a sua volta garantisce una miscelazione ancora migliore". Il risultato è un modello simile a una rete di aree con concentrazioni diCO2 più alte e più basse.
Nel complesso, il team è stato in grado di dimostrare con le sue simulazioni al computer che laCO2 affonda verso il basso e vi rimane - per periodi di tempo illimitati. Dai calcoli, il team è stato in grado di ricavare semplici modelli che possono ora essere utilizzati dagli ingegneri per prevedere il flusso diCO2 nel terreno e progettare strategie di iniezione senza dover effettuare complesse e massicce simulazioni al computer per ogni situazione.
Condizioni geologiche adatte
Naturalmente, questo non funziona ovunque. Innanzitutto, è necessario uno strato roccioso il più impermeabile possibile, sotto il quale laCO2 possa inizialmente raccogliersi fino a quando non si sarà dissolta in acqua. La roccia sottostante deve essere il più porosa possibile, in modo che l'acquacontenente CO2 possa facilmente scendere verso il basso. Una volta che ciò è avvenuto, lo strato di roccia impermeabile sovrastante non svolge più alcun ruolo. Anche i cambiamenti geologici, come un terremoto o le attività antropiche, non influiranno più sulla situazione. LaCO2 viene stoccata in modo sicuro nel terreno.
"Queste condizioni geologiche non sono così rare", afferma Marco De Paoli. "Si potrebbero utilizzare i giacimenti di petrolio esauriti. Esistono anche vaste aree chiamate acquiferi salini, situate sotto il fondale marino o nell'entroterra, dove sarebbe possibile stoccare laCO2 secondo questo schema". Almeno sei acquiferi salini sono presenti anche in Austria".
Nei prossimi anni, Marco De Paoli prevede di rispondere ad altre importanti domande nel suo progetto di ricerca ERC presso la TU Wien. Ad esempio, si dovrebbe anche chiarire come cambia la roccia quando l'acquacontenente CO2 la attraversa. Alcune reazioni chimiche possono causare la dissoluzione dei minerali della roccia, il che consentirebbe un flusso ancora maggiore diCO2 verso il basso. "Tutte queste domande devono trovare una risposta dettagliata se vogliamo mitigare gli effetti del cambiamento climatico su larga scala catturando laCO2", afferma Marco De Paoli.
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Inglese può essere trovato qui.
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