[17/09/2012] News
Nanoparticelle magnetiche per bonificare gli sversamenti di petrolio e riutilizzare il greggio?
I ricercatori del Massachusetts institute of technology (Mit) hanno escogitato un metodo sorprendentemente semplice, ma efficace per separare magneticamente il petrolio dall'acqua che potrebbe essere utilizzata per . bonificare le fuoriuscite di greggio. Gli scienziati statunitensi ritengono che con questa tecnica «Il petrolio potrebbe essere recuperato per il riutilizzo, compensando la maggior parte del costo della pulizia».
Il lavoro del Mit verrà presentato nel gennaio 2013 all'International conference on magnetic fluids, ma l'autore principale della ricerca, Shahriar Khushrushahi, del Department of electrical engineering and computer science del MIt, e il suo team hanno già depositato due brevetti del loro lavoro.
Il procedimento dei ricercatori del MIt prevede che nanoparticelle ferrose idrorepellenti vengano miscelate con il petrolio e quindi potrebbero poi essere separate dall'acqua con magneti. In una nota il Mit spiega «I ricercatori immaginano che il processo avrà luogo a bordo di una nave per il recupero di petrolio, per evitare che le nanoparticelle contaminino l'ambiente. In seguito, le nanoparticelle potrebbero essere magneticamente rimosse dal petrolio e riutilizzate».
Secondo un altro dei ricercatori del MIt, Markus ZahnZahn, «Ci sono un bel po' di ricerche precedenti sulla separazione dall'acqua dei cosiddetti ferrofluidi, liquidi con nanoparticelle magnetiche sospese al loro interno. Solitamente, questi comprendono il pompaggio di una miscela di acqua e ferrofluido attraverso un canale, mentre i magneti fuori del canale dirigono il flusso del ferrofluido, possibilmente deviandolo verso il basso in un canale laterale o attirandolo attraverso una parete forata. Questo approccio può funzionare se la concentrazione del ferrofluido è nota in anticipo e rimane costante. Ma in acque contaminate da una fuoriuscita di petrolio, la concentrazione può variare ampiamente. Supponiamo che il sistema di separazione consista in una ramificazione di un canale con magneti lungo un lato. Se la concentrazione di petrolio fosse a zero, l'acqua verrebbe naturalmente portata verso il basso entrambi i rami. Per la stessa ragione, se la concentrazione di olio fosse bassa, molta acqua finirebbe per scorrere lungo il ramo destinato al petrolio, se la concentrazione di olio è alta, molto del petrolio finirà per scorre lungo il ramo al quale è destinato».
Per risolvere questi problemi i ricercatori del Mit hanno cambiato l'approccio convenzionale essenzialmente in due modi: orientano i loro magneti perpendicolarmente al flusso della corrente, non parallelamente, ed immergono i magneti direttamente nel flusso, non al di fuori. I magneti sono magneti permanenti, e sono cilindrici. Poiché il campo magnetico di un magnete è più forte ai suoi bordi, le punte di ciascun cilindro attirare l'olio molto di più di quanto facciano i suoi lati. Negli esperimenti condotti in laboratorio, i vertici dei magneti sono stati inseriti nella base di un serbatoio che contiene una miscela di acqua e petrolio magnetico, quindi il greggio non può raccogliere intorno a loro. I vertici dei magneti sono al di sopra del livello dell'acqua, e il petrolio viene "sparato" sui lati dei magneti, formando delle perline sferiche intorno alle estremità dei magneti. Il design è semplice, ma fornisce una eccellente separazione del greggio dall'acqua. Per Khushrushahi «La semplicità è un vantaggio in un sistema che deve essere prodotto su larga scala e dispiegato in mare per giorni o settimane, dove l'energia elettrica è scarsa e gli impianti di manutenzione limitati. Il processo può sembrare complicato ma, di per sé, dovrebbe essere semplice».
Nei loro esperimenti i ricercatori del Mit hanno utilizzato una configurazione speciale di magneti, chiamata "Halbach array", per estrarre il petrolio dai vertici dei magneti cilindrici. Se collegata ai cilindri, l'Halbach array appare come una sorta di treno con carri merci montato su pali. I magneti nell'Halbach array sono disposti in modo che su un lato della matrice il campo magnetico sia vicino a zero, ma dall'altro lato è all'incirca raddoppiato. Negli esperimenti fatti il greggio nel serbatoio non viene attratto sul fondo della matrice, ma è la parte superiore dell'Halbach array a tirar fuori il petrolio dei magneti cilindrici.
Resta da vedere se l'Halbach array sia davvero il modo più pratico per rimuovere il petrolio da magneti cilindrici, realizzando così un vero e proprio sistema di recupero del petrolio. I ricercatori devono ancora determinare la quantità di acqua che si mischia al greggio e come può essere asportata.
Zahn ha sottolineato: «Ad occhio nudo, non si vede molta umidità, ma sono sicuro che un po' di umidità aderisca. Potremmo essere costretti a passare attraverso cicli multipli».
Su scala commerciale, potrebbe avere senso effettuare un recupero di petrolio con una nave che effettui una prima separazione del greggio dall'acqua e poi trasporti il petrolio a terra per un ulteriore raffinamento.