Le saline, possibili «miniere» sostenibili per le materie prime critiche dell’Europa
Il Mar Mediterraneo è ricco di minerali preziosi, generalmente presenti in concentrazioni molto basse. Le civiltà antiche avevano trovato il modo di estrarre una parte di questa ricchezza affidandosi all’evaporazione naturale dell’acqua marina e alla cristallizzazione in bacini poco profondi per produrre sale, un processo tuttora ampiamente utilizzato dalle saline. Oltre al cloruro di sodio e ai sali di calcio prodotti dall’acqua di mare, resta una soluzione altamente concentrata ricca di magnesio, litio e altre materie prime critiche (MPC), nota come bittern. Questo processo di concentrazione naturale trasforma le MPC in elementi facilmente accessibili tramite l’attuazione di processi sostenibili. Il progetto SEArcularMINE, finanziato dall’UE, ha dimostrato questo potenziale in un impianto pilota pienamente operativo. Sulla base dell’analisi del contenuto del bittern, del suo valore di mercato e della ricerca relativa alle tecnologie da impiegare, SEArcularMINE si è concentrato sul recupero di magnesio, litio, boro, rubidio, bromo e sali di sodio solfato e di cloruro di sodio.
Economia circolare e processi basati sulle energie rinnovabili
L’approccio pionieristico applicato da SEArcularMINE si basa su processi completamente circolari, a basse emissioni di carbonio ed economici. Come spiega Andrea Cipollina, coordinatore del progetto e ricercatore presso l’Università di Palermo: «Il bittern, soluzione attualmente scaricata dalle saline, è l’unico materiale iniziale che utilizziamo, oltre all’acqua. Si tratta di un concetto rivoluzionario: i minerali che recuperiamo provengono solitamente da risorse estratte in condizioni dannose per l’ambiente e/o da processi che richiedono reagenti chimici.» L’elettricità è il terzo e ultimo elemento iniziale, che risulta necessario per azionare i processi di separazione. SEArcularMINE ha sfruttato i processi a elettromembrana, promettenti alternative ecologiche ai metodi di separazione convenzionali, che impiegano un gradiente di potenziale elettrico come forza motrice del trasporto degli ioni e membrane a scambio ionico per la separazione e la rimozione dei componenti carichi dalle soluzioni. «I processi a elettromembrana sono caratterizzati da un’elevata intensità energetica. I nostri impianti possono operare utilizzando fonti sostenibili per produrre elettricità in loco grazie al loro funzionamento flessibile a carico intermittente e variabile, adattandosi all’energia disponibile. Ciò a cui puntiamo è l’indipendenza dalla rete elettrica ricorrendo all’elettricità prodotta dal gradiente di salinità, nonché all’energia solare e a quella eolica», osserva Cipollina.
Costruire il futuro digitale dell’Europa preservando metodi antichi
Grazie all’azione sinergica di ricercatori dedicati dotati di varie competenze specifiche, SEArcularMINE ha sviluppato rapidamente le tecnologie: in quattro anni, il consorzio è passato dal concepimento dell’idea iniziale alla realizzazione di un impianto pilota pienamente operativo. Situata nei locali di ResourSEAs, spin-off dell’Università di Palermo e partner del progetto, la struttura si trova in prossimità delle famose saline di Trapani, luogo da dove SEArcularMINE si procura il proprio bittern, il cui primo funzionamento risale all’incirca a 2700 anni fa. Oggi le saline fanno parte di una riserva naturale gestita dal World Wildlife Fund, un sito adatto per l’impresa di «estrazione» di MPC verde e sostenibile di SEArcularMINE. «La produzione delocalizzata di MPC nel bacino del Mediterraneo attraverso l’implementazione di una tecnologia completamente circolare e autosufficiente dal punto di vista energetico porterà enormi benefici alla popolazione, all’economia e alla crescita sostenibile del Mediterraneo, il che si rivela particolarmente importante se si considera che la maggior parte dei soggetti interessati (presenti nelle zone dove si trovano le saline, ovvero nell’Europa meridionale e nel Nord Africa) hanno spesso bisogno di un motore che promuova la crescita economica», osserva Cipollina. «Le conoscenze acquisite grazie al successo delle sfide ingegneristiche e all’esperienza operativa sono state enormi», continua Cipollina. L’impianto pilota ha dimostrato con successo la fattibilità tecnica delle tecnologie, producendo fino a 100 chilogrammi di materiali bersaglio al giorno. Da questo lavoro sono nate inoltre idee per il recupero del litio dalle batterie usate e sono stati presentati diversi brevetti, tra cui uno per un processo di desalinizzazione circolare; per di più, lo sviluppo delle competenze e lo scambio di oltre 80 ricercatori all’inizio della propria carriera ha creato una rete sinergica di professionisti intesa a continuare questo lavoro. ResourSEAs sta ora istituendo partenariati con saline di tutto il Mediterraneo al fine di progettare i primi impianti su larga scala che producono minerali in Europa, per l’Europa. L’acqua di mare è destinata a diventare la soluzione sostenibile per l’«estrazione» di MPC in questo continente.
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