mercoledì 25 luglio 2012

Tecnologia dei Fotobioreattori


„Tecnologia“ dei Fotobioreattori
Autor & Editor: Silvano Enzo

Fotobioreattori sono una tecnologia recente, in pieno sviluppo ed evoluzione, non esiste un fotobioreattore tipo… esistono migliaia di modelli, sistemi concetti e soluzioni, proviamo ora a fare una classificazione generale.

Design:
Raceway: i raceway sono vasche o piscine in cui agiscono dei mulini che rimescolano l’acqua nella quale sono sparsi i  microorganismi, disciolte le sostanze nutritive e i gas per la respirazione. “Mescolare” favorisce l’accelerazione del metabolismo dei microorganismi. Il Raceway è il modello più economico.

Batch: il Batch o discontinuo è una cisterna, spesso usata in laboratorio, permette di coltivare grandi quantità alghe ed è spesso supportato da luce artificiale. È il modello più semplice di fotobioreattore. Come batch vengono usati i recipienti più disparati, sacchetti di plastica, bottiglie, silos e tubi.

Antenne: io le chiamo così, sono fabbricate per “ricevere” la luce con il massimo di efficienza e quindi ritengo sia il nome che le definiscono meglio. Per lo più sono tubi, eccellenti per coltivazioni monoalgali (axeniche) in continuo, possono produrre ininterrotamente, e sono molto costosi.

Elementi tecnologici:
Vasche: il primo fattore di scelta dipende dal tipo di microorganismo/i che si vogliono coltivare e la quantità. A questo punto decidiamo la qualità, ora però elencare tutte le possibilitá mi verrebbe complicato, facciamo 3 esempi semplici differenti:
Esempio 1) Voglio un fotobioreattore da laboratorio per sviluppare diversi tipi di alghe da usare per fare gli start in coltivazioni sperimentali. Quindi scieglierò un fotobioreattore semicontinuo in “batch”, in pratica delle “bottiglie” facili da riempire, svuotare e pulire.
Esempio 2) Voglio produrre la più grande massa possibile con i costi più bassi. Quindi scieglierò un impianto a raceway outdoor con mulini agitatori.
Esempio 3) Voglio sperimentare nuovi tipi di coltura. Quindi sceglierò un sistema di coltivazione continuo, indoor (nelle serre) con il controllo migliore dei fattori di temperatura, luce, alimentazione.

Filtri di raccolta: il sistema classico è la flocculazione, si “rompono” le alghe mettendole in agitazione violenta, magari con un “mixer” o un frullatore. Molto costoso a livello energetico… poi vanno anche raccolte le alghe che precipitano sul fondo. Esiste anche la "co-flocculazione", la “bioflocculazione” e la coagulagione, che però si usa per chiarificare le acque sporche, è un sistema chimico inorganico nel quale sostanze deionizzanti (di solito a base di calcio, ferro, magnesio, alluminio sodio etc...) abbattono le cariche elettriche delle sospensioni nell'acqua e si usa in parallelo o come pretrattamento nella flocculazione. Esistono anche altri tipi di “filtri” tipo reti“planktoniche” con buchi così piccoli che fanno passare solo l’acqua, vanno svuotati spesso, un procedimento molto ripetitivo che stressa i materiali. I sistemi che trovo più interessanti sono i “cavitatori” ossia delle pompe che fanno cavitare l’acqua, le micro o nanobollicine di vuoto prodotte vanno ad incollarsi alle superfici dei microorganismi, ma anche di altre impurità, per effetto elettrostatico generato dalla tensione superficiale dell’acqua e tendono a portare tutto in superfice. Esiste un brevetto inglese del Dr Will Zimmerman che dichiara di aver ridotto il consumo energetico di questi cavitatori facendoli diventare interessanti per questa applicazione.

Agitatori: come detto sopra un fotobioreattore accelera il metabolismo dei microorganismi mettendoli in agitazione, impedisce la stratificazione termica, aiuta la distribuzione dei nutrienti, favorisce lo scambio dei gas. È neccessario sapere prima “quanta” agitazione serve, perchè si rischia di distruggere le alghe… possiamo usare dei mulini, getti d’aria o gas, magari CO2 . Nei laboratori troviamo spesso gli agitatori con il mangetino; un contenitore con le alghe viene appoggiato su di una scatola contenente un rotore magnetizzato, quindi basta inserire un pezzo metallico all’interno del contenitore con le alghe per metterlo in movimento.

Luci: Ovviamente noi useremo la luce solare, ma… se ci servisse possiamo usare anche delle lampadine normali, così se serve possiamo “riscaldare” la coltivazione, comuque le alghe prediligono frequenze ben precise di luce come le piante. Teniamo conto che con l’aumentare della concentrazione delle alghe va aumentata anche la luce, anche in rapporto all’ampiezza del fotobioreattore. Non è vantaggioso tenere le alghe sempre esposte alla luce, potrebbero perdere di sensibilità, è meglio avere un’ esposizione ciclica. Ci sono studi su come efficientare l’energia luminosa con la tecnica dei “Flash” con emettitori “LED” fatti di gallio, alluminio e arsenico.
Lo spettrodi ricezione luminosa (cioè la luce che viene “effetivamente” convertita in energia dalle alghe) varia da alga ad alga, in generale potremmo dire che la troviamo nel blu (400-500 nm) e rosso (650-700nm) , meno nel verde (500-650 nm).

venerdì 20 luglio 2012

Start a Wind Energy Project



Un nuovo progetto di energia eolica, il “Typhoon” una turbine dalle dimensioni ridotte che però non è mai stata provata, sta cercando finanziatori e partecipanti.
Il “Typhoon” è un caminetto che convoglia i venti e li accelera per effetto “vortex”, una tecnologia basata sui vortici come I cicloni, le trombe d’aria e appunto I tifoni da cui poi prende il nome. Quando il vento è accelerato, raggiunge la vetta del camino per effetto del “moto convettivo” (effetto camino) e qui si trova la turbine, molto più piccolo di una turbine normale che funziona senza moltiplicatore di giri e non ha bisogno del freno. A questo punto viene “silenziata” grazie all’effetto Venturi.
Il progetto sta cercando finanziatori e collaboratori, chiunque vuole partecipare può mandare un eMail a Silvano Enzo, e magari dare dei suggerimenti e contribuire alla riuscita del progetto.

Esistono già progetti simili, come il "Low Wind Turbine" oppure un infinità di altri progetti, molti dei quali sono già patentati, molto simile è il "Tornadoturm" e in questa pagina ne troverete ancora.
In italia c'è ancora un progetto simile che si chiama "Tornado Like", fu annunciato dalla Western co. nel 2009 <video>  potete leggere nel dettaglio sul Blog 100ambiente.

mercoledì 18 luglio 2012

Navi Di Cemento


Navi Di Cemento
Autor & Editor: Silvano Enzo


Nel 1800 vennero costruite le prime navi con cemento idraulico, lo scopo era evitare la condensa che rovinava le merci nei mercantili. Qando durante la II guerra mondiale vennero utilizzati massiciamente i metalli, venne usato il cemento in compound con il ferro per risparmiare lamiera. Il risultato fu eccellente, tanto che navi senza manutenzione, costruite 50 anni fa, galleggiano ancora.

Nella missione "Overlord"  lo sbarco in Normandia nella II guerra mondiale fu costruito un intero porto galleggiante, fatto come un puzzle poi trasportato lentamente davanti alle coste francesi per dare supporto logistico all'invasione.

Il ferrocemento è molto semplice ed economico da utilizzare, praticamente chiunque può farsi una barca, ed è usato anche massiciamente in architettura, inoltre lo si trova impigato nei „frangionda“ dei porti di tutto il mondo, galleggianti riempiti magari di plistirolo.

Tra le applicazioni più affascinanti ci sono le case galleggianti e le piattaforme Offshore.
Se desiderate costruirvi una barchetta, o una nave di Ferrocemento, ecco per voi un manuale.

lunedì 16 luglio 2012

Vacuumairship

Vacuumairship
Autor & Editor: Silvano Enzo


Cos'è più leggero dell'aria? "L'aria calda"! Si... ma più leggero ancora? "L'elio"! Si, si, ma ancora più leggero... Ancora più leggero dell'idrogeno? "?!?!? Il nulla"? Esatto, questo disegno mostra una nave più leggera dell'aria, dentro al pallone c'è il vuoto. "Ah certo... e dove fa il pieno? Nello spazio"? °_°... 


Teoricamente è possibile, qualcuno, esagerando l'ha anche patentato, l'idea era di Francesco Lana de Terzi intorno al 1670 poi molti hanno provato a costruirlo, ma fino ad oggi non ho visto prototipi funzionanti, 


Eppure un applicazione che proverbbe questa possibiltá esiste già (eccola su youtube) poi se cercate anche voi di ingegnerizzarla potete trovare i vostri gruppi nei forum di tutto il mondo. Ecco una pagina che anticipa qualche calcolo: Vacuum Buoyancy.


E ora un sito che mostra una Vacuumairship dal design affascinante .

Fotobioreattori hawaiiani


Fotobioreattori hawaiiani
Autor & Editor:Silvano Enzo 


I fotobioreattori più grandi che conosco sono stati costruiti nelle Hawaii da Cyanotech, in queste isole americane si sono tenuti tra i piú grandi meeting mondiali sull'energia. Le Hawaii furono teatro del più inponente attacco contro gli Stati Uniti nel suo territorio, ecco perchè si cercano risorse energetiche indipendenti e rinnovabili per le forze armate. Qui è nato il primo impianto a RaceWay su scala industriale, si fa ricerca su diverse specie planctoniche e anche su zooplancton.

Le alghe di Johann Staudinger


Le alghe di Johann Staudinger
Autor & Editor: Silvano Enzo

Una bellissima avventura, trascorsa nel bel mezzo di un temporale estivo. Mentre mi trovavo al lago di Attersee per le vacanze, mi mostrano l'articolo del giornale Nachrichten, in Salzkammergut in alta Austria (Oberösterreich ) e leggo che questo signore si è lanciato nel business delle alghe, costruendo diversi fotobioreattori, con design diversi, cosi decisi di incontrarlo per informarmi sui suoi brevetti...

Quando arrivai a Timelkam, un paese vicino a Vöcklabruck, chiesi nel museo dell'energia (gratuito), ancora in allestimento, della nuovissima centrale  elettrica di Timelkam, dove potevo incontrare il signore che faceva i fotobioreattori. Mi dissero che abitava li vicino a Kalchofen, e che non era difficile riconoscere la sua casa perché cera una bella "piramide" in bella vista (?! in Austria!?)

Trovo subito la piramide, entro nella proprietà di Staudinger, e lo cerco. sparsi un pò ovunque ci sono fotobioreattori di ogni tipo, nel giardino ci sono molti prototipi, tutti già funzionanti, con le alghe già dentro, anche due pond, uno con un sistema d'illuminazione rossa brevettata da lui stesso. Cerco di entrare a casa sua, ma non ci sono campanelli o altro, salgo la rampa di una casa di legno di costruzione recente e trovo un vero e proprio laboratorio di biologia, con tutti quegli aggeggi di vetro e i microscopi, un paio di piccoli fotobioreattori a colonna messi sul miscelatore col magnetino e l'acqua verde che vorticava dentro come acqua e menta.

Nel laboratorio cerano due giovani, lavoravano al PC, chiedo del signor Staudinger e mi dicono che purtroppo non c'è, e chiesi un appuntamento, allora la ragazza giovane telefonò e mi mise in contatto diretto con Staudinger, e lui disse che era a lavoro ma dato la giornataccia di pioggia, sarebbe venuto a incontrarmi e avrebbe chiuso il suo ufficio unamezz'ora prima. Lo aspettai nel suo giardino. Protetto da un ombrellino, gironzolai liberamente  tra i brevetti del signor Staudinger ed entrai nei suoi fotobioreattori giganti, delle vere e proprie piscine di alghe con dei modernissimi mulinelli che movimentano vigorosamente il flusso nel Pond (vasca). Visitai la Piramide e poi scoprii che è una specie di sauna con sabbie riscaldate e luci infrarosse.

Lo riconobbi subito e ci stringemmo le mani, gli dissi che ero italiano e venivo da Venezia, così rimase impressionato, e fui molto meravigliato quando mi disse che non poteva assumermi e gli dispiaceva, anche se non lo avevo chiesto,  perché aveva appena completato l'organico per il lavoro di Timelkam, aveva ricevuto 2 milioni di finanziamento dalla centrale per un impianto pilota di fotobioreattore per assorbire le emissioni di CO2 della centrale. Ma mi promise che se gli emirati arabi avessero finanziato con 73 milioni il suo progetto per la loro città verde senza emissioni, allora si che mi avrebbe assunto subito. La scena diventò subito divertente, perché mi chiese cosa sapessi fare, e io gli dissi che ero un "Native Speaker", quindi mi chiese:- ma no che lavoro fai?-  E io :- Il Native Speaker, lavoro a Linz- E lui :- Si ma sai fare qualcosa? Sai... è importante fare qualcosa nella vita, non solo parlarne-. Bé ora vediamo se riceve il finanziamento, e così forse vado a lavorare in Arabia Saudita.

Passaggio a Nord-Ovest


Passaggio a Nord-Ovest
Autor & Editor: Silvano Enzo

Molti problemi sono spesso citati come conseguenza del riscaldamento globale. Uno di essi è la riduzione del pH degli oceani per effetto dell'aumento della CO2 nell'atmosfera e di conseguenza l'aumento della quantità che si discioglie nell'acqua. Infatti la CO2 disciolta forma acido carbonico, che aumenta l'acidità. Si stima che il valore del pH all'inizio dell'era industriale era pari al' 8,25% ed è diminuito al 8,14 nel2004, con proiezioni che prevedono un'ulteriore diminuzione del valore di una quantità variabile tra 0,14 e 0,5 per il 2100. Gli organismi e l'ecosistema sono adattabili solo in uno stretto intervallo di valori del pH, quindi è stato ipotizzato un possibile evento di estinzione, che distruggerebbe la catena alimentare.

Attraverso il Tempo


Attraverso il Tempo
Autor & Editor: Silvano Enzo

Fino a qualche giorno fa, se qualcuno mi avesse chiesto di costruirgli una macchina del tempo, gli avrei risposto che non faccio l’orologiaio…

 Riflettendo, viaggiare nel tempo, fisicamente è sempre stato possibile, certo non è un viaggio che fa il nostro corpo, il tempo, infatti, è solo un metro per definire lo spostamento di un oggetto nello spazio, quindi viaggiare nel tempo, sarebbe concettualmente paradossale, tipo “viaggiare nello spostamento di un oggetto nello spazio” da ciò risulta che viaggiare nel tempo non ha senso, neanche grammaticale.

Riflettendo una seconda volta si può stravolgere il concetto, per esempio se osserviamo una stella, sappiamo che non stiamo osservando quello che esiste, ma quello che è esistito, anni o secoli, o millenni etc…

Riflettendo una terza volta potremmo dire che osservare una stella è come guardare infiniti momenti diversi, attraverso lo spazio, mano a mano che ci si allontana, quello che si osserva diventa sempre più antico, e osservando uno spazio vuoto, in realtà osserviamo infiniti tempi diversi contemporaneamente.

Il viaggiatore intergalattico


Il viaggiatore intergalattico
Autor & Editor: Silvano Enzo

Prologo:
 Per arrivare su S31 Andromeda, la galassia più vicina, ci vogliono circa 2,5 milioni di anni viaggiando alla velocità della luce.

Problemi tecnici principali:
Supponendo di poterla raggiunere e interrompere in un tempo ragionevole, senza rimanere schiacciati dall’accelerazione, resta  comunque il problemino  E=mc² di Einstein,  per accelerare un capello alla velocità della luce è necessaria un’energia infinita, perchè raggiunge massa infinita (se non collassa nuclearmente) a velocità prossime a quelle della luce, un capello “corto” potrebbe raggiungere la massa del pianeta Terra. Ed ecco sbucar fuori I problemucci della quantità d’energia necessaria: Produrla, Gestirla, Stoccarla, Utilizzarla… “innimaginabile”!!! 

Risorse e logistica:
Il viaggio dura parecchio, servono piloti, ingegneri, tecnici, (forse anche combattenti?) magari accompagnati dalle famiglie…  Allora servono scuole, tribunali, teatri, ristoranti, chiese etc..
La comunità nonostate tutto sembra limitata, ma per circa 2,5 milioni di anni  bisogna prevedere la  possibilità di sviluppo demografico.  Da scongiurare le “Tappe”,  fermare una nave colossale ad una velocità enorme  per fare scorte, o scaricare, è assurdo,  e poi  tra una galassia e l’altra ci sono anche poche o nessuna opportunità. 

Considerazioni  generali:
Tutto considerato la “nave” intergalattica avrà dimensioni planetarie e sarà necessario il contributo di alcune decine di pianeti popolati come il nostro per poter realizzare un colosso simile.

Ma…

Tenendo conto delle caratteristiche che  deve avere una’astronave intergalattica, quali:  dimensioni, popolazione, risorse energetiche ed ecologiche, velocità. Ogni dettaglio sembra descrivere eattamente il nostro pianeta.
Secondo la teoria del " Red & Blue Shift", l’universo si espande a una velocità prossiama a quella della luce, le galassie si muovono  in modo abbastanza caotico le une contro le altere scontrandosi e attraversandosi,  quindi non è esclua la possibilità di incrociarne qualcuna.

Soluzione:
Il modo migliore per fare un viaggio intergalattico è… Godersi la vita!

Buon viaggio.