L'amianto potrebbe essere una potente arma contro il cambiamento climatico (hai letto bene)

Un sito minerario di amianto chiuso sulla montagna di San Benito, vicino a Coalinga, in California. Roger Aines, Lawrence Livermore National Lab

In una giornata torrida di questo agosto, Caleb Woodall brandì la sua pala come una lancia, conficcandola nella crosta indurita di una fossa piena di amianto vicino a Coalinga, in California.

Woodall, uno studente laureato al Worcester Polytechnic Institute nel Massachusetts, stava scavando campioni da una miniera di amianto che è stata chiusa dal 1980, un sito Superfund sulla vetta più alta dello stato Diablo Range. Ha estratto libbre di materiale da diverse località della montagna di San Benito, le ha spalate in sacchi Ziploc e le ha spedite a un paio di laboratori per l'analisi.

Lui e i suoi colleghi stanno cercando di determinare la composizione e la struttura dei materiali estratti dalle fosse e di rispondere a due domande critiche: quanta anidride carbonica contengono e quanto più potrebbero immagazzinare?

La vasta superficie di alcuni tipi di amianto fibroso, una classe di composti cancerogeni un tempo ampiamente utilizzati nei materiali da costruzione resistenti al calore, li rende particolarmente adatti ad afferrare le molecole di anidride carbonica disciolte nell'acqua piovana o fluttuare nell'aria.

Ciò include la forma più comune di amianto, crisotilo , un minerale serpentino intrecciato in tutta la montagna (il serpente è la roccia di stato della California). La reazione con l'anidride carbonica produce principalmente minerali di carbonato di magnesio come la magnesite, un materiale stabile che potrebbe bloccare i gas serra per millenni.

Woodall e il suo consigliere Jennifer Wilcox, una ricercatrice sulla rimozione del carbonio , sono tra un numero crescente di scienziati che esplorano modi per accelerare queste reazioni altrimenti lente nella speranza di utilizzare i rifiuti minerari per combattere il cambiamento climatico. È un pratico trucco per catturare il carbonio che può funzionare anche con i sottoprodotti ricchi di calcio e magnesio dell'estrazione di nichel, rame, diamante e platino.

La speranza iniziale è quella di compensare le ampie emissioni di carbonio dell'estrazione stessa utilizzando questi minerali già estratti nel processo. Ma la vera speranza è che questo primo lavoro permetta loro di capire come scavare in modo efficace e conveniente minerali, potenzialmente incluso l'amianto, specificamente allo scopo di estrarre grandi quantità di gas serra dall'atmosfera.

La decarbonizzazione delle miniere nel prossimo decennio ci sta solo aiutando a creare fiducia e know-how per estrarre effettivamente allo scopo di emissioni negative, afferma Gregory Dipple, professore all'Università della British Columbia e uno dei i principali ricercatori in questo campo emergente .

Accelerare un ciclo molto lento

Il panel delle Nazioni Unite sul clima fondare che qualsiasi scenario che non riscaldi il pianeta di oltre 1,5 °C richiederà quasi l'eliminazione delle emissioni entro la metà del secolo, oltre a rimuovere dall'aria da 100 miliardi a 1 trilione di tonnellate di anidride carbonica dall'aria in questo secolo. Mantenere il riscaldamento al di sotto dei 2°C potrebbe richiedere di aspirare 10 miliardi di tonnellate all'anno entro il 2050 e 20 miliardi all'anno entro il 2100, trovato uno studio delle Accademie Nazionali .

È una quantità così gigantesca che quasi sicuramente dovremo utilizzare una varietà di metodi per avvicinarci ovunque, incluso piantare alberi e aumentare l'assorbimento di carbonio nei suoli agricoli. La particolare promessa di utilizzare i minerali per abbattere l'anidride carbonica è che può essere fatto su vasta scala e lo conserverebbe efficacemente per sempre.

Caleb Woodall deposita campioni di amianto in un sacchetto a chiusura lampo per analisi successive.

ROGER AINES, LAWRENCE LIVERMORE NATIONAL LAB

La mineralizzazione è già il meccanismo principale che la natura utilizza nel cosiddetto ciclo lento del carbonio. L'anidride carbonica nell'acqua piovana dissolve le rocce di base, producendo magnesio, calcio e altri composti che si fanno strada negli oceani. Lì, la vita marina converte i materiali in conchiglie e scheletri che alla fine si trasformano in calcare e altri tipi di roccia.

Ci sono minerali più che sufficienti per legare tutta l'anidride carbonica che abbiamo mai emesso e altro ancora. Il problema è che la stragrande maggioranza è rinchiusa in una roccia solida che non entra in contatto con i gas serra. Anche quando sono esposti in affioramenti rocciosi, ci vuole molto tempo prima che si verifichino queste reazioni.

Ma una varietà di interventi può trasformare il ciclo naturale del carbonio lento in uno più veloce. Questi includono processi fisici come semplicemente scavare i materiali, macinarli in particelle più fini e diffonderli in strati sottili, il che aumenta la superficie reattiva esposta all'anidride carbonica. Ci sono anche modi per accelerare le reazioni chimiche aggiungendo calore o composti come gli acidi.

Questa è la gigantesca opportunità non sfruttata che potrebbe rimuovere enormi quantità di CO2, afferma Roger Aines, capo della Carbon Initiative presso il Lawrence Livermore National Lab, che ha accompagnato Woodall durante la gita in California.

La ricetta giusta

Dipple sta esplorando una varietà di modi per farlo.

In un progetto pilota lo scorso anno, finanziato dalla compagnia di diamanti De Beers e Natural Resources Canada, lui e i suoi colleghi hanno usato gli sterili di una miniera nei Territori del Nordovest del Canada per intrappolare l'anidride carbonica rilasciata da un serbatoio. Il punto era valutare la possibilità di utilizzare i minerali per catturare e immagazzinare il gas proveniente dalla canna fumaria di una centrale elettrica.

Il team sta ora conducendo una prova sul campo per un proposto impianto di nichel nella Columbia Britannica. Hanno collocato gli sterili delle trivellazioni esplorative in contenitori assortiti e stanno misurando le velocità di reazione risultanti dall'utilizzo di diversi additivi e processi chimici in diverse condizioni meteorologiche. Ma si aspettano che la semplice aggiunta di acqua e la lavorazione efficace dei materiali rimuoveranno rapidamente l'anidride carbonica dall'aria, formando un blocco solido che può essere sepolto.

Poiché l'operazione proposta funzionerebbe principalmente con l'energia idroelettrica, stimano che utilizzare solo il 30% degli sterili più reattivi delle miniere renderebbe l'operazione a emissioni zero. L'utilizzo di circa il 50% lo renderebbe negativo al carbonio.

Ma non tutti i residui di miniera sono uguali. In un progetto separato, Wilcox e Woodall stanno conducendo ricerche sul campo in una miniera di platino, palladio e nichel nel Montana, nella speranza di sviluppare modi per accelerare le reazioni di cattura del carbonio con sottoprodotti tutt'altro che ideali. I principali minerali negli sterili sono i feldspati plagioclasio, che trattengono magnesio e calcio in una struttura chimica stretta, rendendoli meno reattivi di altri tipi di rifiuti minerari.

In laboratorio, stanno testando se l'applicazione di calore e l'aggiunta di sali di ammonio e alcuni acidi deboli possono rompere i legami, liberando più calcio e magnesio per trattenere l'anidride carbonica.

Se riusciamo a trovare una ricetta su tutti questi diversi sterili, le opportunità potrebbero esplodere, afferma Wilcox.

Prossimi passi

Woodall sta esplorando i siti di amianto perché spera di trovarne uno che possa funzionare bene per una successiva prova sul campo per valutare i modi per accelerare l'assorbimento del carbonio.

Gli approcci potrebbero includere la diffusione del materiale per aumentare la superficie reattiva, l'esecuzione di ventilatori che aumentano la quantità di aria che scorre sull'amianto o l'iniezione diretta di anidride carbonica concentrata nelle fosse minerarie.

Nel tempo, questi processi dovrebbero formare un mix di roccia e terra vagamente legati, principalmente composti da carbonati di magnesio, bicarbonato e carbonato di calcio, che potrebbero essere semplicemente lasciati sul posto, dice Aines. La conversione dell'amianto aiuterebbe anche a ripulire queste aree.

Ma è sicuro soffiare aria intorno all'amianto? E tali sforzi riparerebbero completamente questi siti tossici?

ROGER AINES, LAWRENCE LIVERMORE NATIONAL LAB

Dati i rischi per la salute dell'amianto, dove, o anche se, qualsiasi lavoro successivo avrà luogo dipenderà dalle determinazioni dei comitati di supervisione scientifica e dei funzionari di regolamentazione.

È possibile che una certa quantità di amianto rimanga o possa essere dispersa nel corso del lavoro, afferma Aines. Queste sono tra le domande chiave che dovrebbero essere testate, aggiunge.

È anche il motivo per cui è importante svolgere tale lavoro in un sito limitato e perché qualsiasi ricerca o successivo sforzo su vasta scala dovrebbe seguire le regole e i processi chiari per lavorare con questi materiali. Woodall sottolinea che prenderebbero tutte le precauzioni necessarie, tra cui spruzzare acqua sui materiali per impedire all'amianto di galleggiare, nonché utilizzare sensori per monitorare i livelli di esposizione.

Sfide in arrivo

Alla fine, i miei sterili da soli non ci porteranno molto lontano.

Woodall stima che un sito di amianto nel Vermont, con circa 30 milioni di tonnellate di rifiuti, potrebbe catturare fino a 12 milioni di tonnellate di anidride carbonica. Le miniere producono in tutto il mondo una quantità sufficiente di sottoprodotti minerali da catturare quasi 40 milioni di tonnellate di anidride carbonica all'anno, secondo lo studio delle National Academies.

Ma tutto ciò è solo una piccola frazione dei miliardi di tonnellate di anidride carbonica che devono essere catturate per affrontare in modo significativo il cambiamento climatico. Quindi avvicinarsi alla scala necessaria richiederà di scavare più minerali.

Woodall e Aines affermano entrambi che potrebbe includere l'amianto, data la sua reattività, se le prove sul campo dimostreranno che il processo è efficace e sicuro.

Ma quell'idea susciterà sicuramente serie preoccupazioni visti i rischi per la salute posti dall'amianto. E ci sono molte altre opzioni minerali, anche se non sono così ideali.

Altri gruppi di ricerca e organizzazioni no profit stanno già cercando modi per far funzionare minerali aggiuntivi una volta estratti, tra cui: diffondendo olivina macinata lungo le spiagge o spruzzando polvere di basalto sui terreni agricoli per assorbire l'anidride carbonica e aiutare a fertilizzare le colture.

L'estrazione di qualsiasi materiale su scala molto più ampia, tuttavia, dovrà affrontare una serie di sfide. L'estrazione stessa è distruttiva per l'ambiente. Tutta l'energia necessaria per estrarre, macinare, distribuire ed elaborare i minerali consumerà qualsiasi riduzione delle emissioni. E potrebbero esserci seri limiti alla terra disponibile, soprattutto perché possono volerci anni prima che la maggior parte dei minerali reagisca con l'anidride carbonica.

Ad esempio, la rimozione di 2,5 miliardi di tonnellate di CO2 all'anno utilizzando l'ossido di magnesio richiederebbe uno strato spesso 10 centimetri (quasi 4 pollici) che copre circa 15.000 chilometri quadrati (quasi 5.800 miglia quadrate), secondo un documento sulla comunicazione della natura a luglio . Ciò equivale a poco più del 5% del Nevada.

Ma il principale ostacolo è il costo. Wilcox dice che può costare più di $ 200 per tonnellata, che è molto più costoso che piantare alberi.

È possibile che alcuni dei materiali finiscano in prodotti commerciali, come gli aggregati in calcestruzzo, per coprire i costi. Anche un certo livello di compensazione volontaria del carbonio, in cui le persone o le aziende pagano per bilanciare le proprie emissioni, potrebbe aiutare. Ma arrivare alla scala di miliardi di tonnellate, secondo la maggior parte degli osservatori, prenderà politiche pubbliche aggressive che impongono prezzi elevati all'inquinamento da carbonio o creeranno incentivi generosi per rimuoverlo.

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