Sono 30 anni che Sridhar Komarneni, ora professore di Mineralogia delle argille presso il Penn State Materials Research Institute, studia i vari materiali che possono essere in grado di rimuovere la radioattività dall’ambiente. Dopo lunghi anni di sperimentazione è arrivato ad una tipologia di argille di sintesi che si sono già dimostrate efficaci nell’assorbimento dei metalli pesanti e della radioattività.

Un punto di svolta la sua ricerca l’ha avuto nel 1988, quando, con Rustum Roy, un noto scienziato che studiava i materiali presso il Penn State, ha creato quello che viene chiamato “setaccio di cesio ionico”, una mica trattata con lisciviazione a bassa temperatura che rendeva agevole lo scambio ionico e l’immobilizzazione del cesio-137 a temperatura ambiente.

Il cesio-137 è un contaminante radioattivo che è stato ampiamente disperso nell’ambiente in conseguenza dell’incidente del reattore nucleare di Chernobyl nel 1986.

Successivamente, dopo la morte di Rustum Roy nel 2010, gli studi di Komarneni sono proseguiti con la moglie di Roy, Della. Si sono concentrati sulla tobermorite, una fase che si forma quando le zeoliti interagiscono con il cemento. Una delle pratiche più utilizzate per lo smaltimento dei materiali radioattivi è sempre stato il mescolare questi materiali con argilla e porre il tutto in profondi pozzi riempiti da cemento.

Gli scienziati avevano però osservato che quando si formava tobermorite, il cesio veniva rilasciato nell’ambiente. Hanno così provato a sostituire gli atomi di silicio con atomi di alluminio migliorando lo scambio con il cesio e stabilizzando il suo legame con il materiale. I risultati della ricerca erano stati poi pubblicati sulla rivista Science.

Dopo il cesio Komarneni e altri colleghi si sono dedicati allo stronzio-90, altro isotopo radioattivo molto pericoloso. I loro studi sono partiti dalle cosiddette “miche fragili” scoperte da alcuni colleghi spagnoli. Questi materiali erano buoni scambiatori, ma erano costituiti di particelle troppo grandi che ne riducevano le potenzialità.

Il gruppo di lavoro ha quindi prodotto delle piccole particelle di mica Na4, che sono in grado di scambiare selettivamente ioni stronzio e rinchiuderli in fori a temperatura ambiente. I risultati di questa ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Nature. Komarneni spiega di questa fase di studio:

Abbiamo creato un materiale quasi perfetto e lo abbiamo definito completamente.

Allora abbiamo studiato molti ioni per ottenere indizi circa il meccanismo di scambio ionico. Abbiamo scoperto che questo materiale è estremamente selettivo per il rame, lo stronzio, il bario, e il radio. Questo è stato l’inizio del nostro lavoro sulle argille di sintesi.

Recentemente lo staff dello scienziato ha scoperto un nuovo materiale, il fosfato di stagno, che ha ottime proprietà di assorbimento per il cesio, soprattutto nelle soluzioni altamente acide, come quelle utilizzate per estrarre il cesio dai suoli contaminati di Fukushima. In quel contesto il materiale si è rivelato molto più efficiente del silico-titanato che il Governo giapponese aveva iniziato ad usare. Questi risultati hanno trovato pubblicazione sulla rivista Chemical Communications.

Lo scienziato ha proposto le sue argille sintetiche in vari casi: in Pennsylvania, dove pozzi e falde acquifere sono state contaminate da uranio naturale; in Cile, dove le miniere di rame creano una pesante situazione di inquinamento da questo metallo, che ad elevate concentrazioni risulta cancerogeno; negli Stati Uniti, dove il sito di Hanford (stato di Washington) è inquinato da rifiuti radioattivi; a Fukushima stessa, in Giappone, dove nel 2011 è avvenuto uno dei due maggiori disastri nucleari che la storia ricordi.

Ovunque i risultati ottenuti sono stati ottimi, ma nonostante le proposte e i risultati, i governi non sembrano interessati al prodotto di Komarneni, che per il momento resta fermo in laboratorio. La causa non è il costo, come afferma lo scienziato:

Non dovrebbe essere costoso. Le argille naturali possono essere facilmente usate per fare le argille sintetiche.

Se non avvierò io stesso una società, dubito che questo prodotto potrà mai andare fuori dal laboratorio.

La speranza è che l’evidenza del loro successo renda le argille sintetiche un prodotto allettante per tutti i casi in cui gli Stati si trovano a fronteggiare situazioni drammatiche di compromissione dei sistemi naturali. I livelli di inquinamento in troppi siti del nostro Pianeta sono decisamente al di sopra dei limiti di sicurezza, questa potrebbe essere un’ottima risorsa per “recuperare il recuperabile”.

22 luglio 2016
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