…Ulteriori applicazioni “ecologiche” in vista di un futuro
senpre più pulito…
di: Dott. Giuseppe Cotellessa (ENEA)
Biobulb, illuminare la casa senza elettricità grazie ai batteri
Un team di studenti dell'università del Wisconsin sta
realizzando un sistema per illuminare la casa senza l'impiego di elettricità.
Si chiama Biobulb e si basa su una tecnologia che utilizza batteri in grado di
produrre luce.
http://www.nextville.it/deposito/Immagini-2011/news/illuminazione/biobulb.jpg
Biobulb è un ecosistema chiuso composto di diversi tipi di
batteri, ognuno dei quali gioca un ruolo fondamentale nel mantenimento dello
stesso, e che in più è in grado di generare luce come una normale lampadina. Si
tratta di un insieme di batteri geneticamente modificati di Escherichia Coli,
che comunemente si trovano nell'intestino dell'essere umano e di altri animali.
Questi batteri saranno modificati con un plasmide (piccolo
filamento circolare di DNA superavvolto a doppia elica) che contiene il gene
della bioluminescenza. Il gruppo di lavoro sta sperimentando diverse proteine
bioluminescenti per capire quale di esse produce la migliore tipologia di
illuminazione all'interno dell'Escherichia Coli. Inoltre sta usando tecniche
differenti per impedire la mutazione del plasmide, ma anche per l'emissione di
diverse tipologie di luce colorata e per innescare l'attivazione della
luminescenza nel batterio.
Normalmente, infatti, questo genere di batteri non si
illumina, ma grazie alla nuova tecnologia sarà in grado di farlo così come
avviene in natura con le lucciole, le meduse e il plancton bioluminescente. Con
l'aggiunta di luce ambientale durante il giorno che aiuterà il batterio a
sopravvivere e crescere, Biobulb sarà in grado di illuminare per giorni e mesi
senza interruzione.
Nei mesi scorsi gli studenti dell'università del Wisconsin
hanno messo in moto una campagna di fundraising, conclusasi con successo, per
raccogliere i primi 2500 dollari utili a far partire il progetto.
DA DOTT. GIUSEPPE COTELLESSA
RispondiEliminaUn segnale positivo viene ancora una volta dalla scienza. In contrapposizione al caos dilagante, emergono sviluppi scientifici impensabili in grado di regalare prospettive rincuoranti.
L’ultima notizia ha dell’incredibile e proviene dalla Corea, dove l’Istituto avanzato di scienza e tecnologia ha pubblicato uno studio nel quale viene annunciata la prima benzina ricavata da batteri geneticamente modificati.
La benzina resta il combustibile più usato, nonostante sia sempre più costosa. Il suo prezzo sta salendo ancora una volta e usare l’auto diventa un lusso che si va a sommare agli altri sacrifici in atto, uno tra tutti l’aumento dell’ IVA al 22%.
Quindi, anche sotto l’aspetto economico, la scoperta della benzina ecologica porterebbe una preziosa boccata d’ossigeno per tutti, anche se a lungo termine.
In pratica, si tratta del primo carburante ottenuto dalla manipolazione di uno dei microrganismi più conosciuti al mondo: l’Escherichia coli.
Già in passato, questo batterio era stato coinvolto nella produzione chimica del diesel mediante tecniche di ingegneria metabolica. Adesso, con ulteriori procedimenti genetici, sono stati ricavati ceppi capaci di ottenere alcani a catena lunga che possono sostituire la benzina.
Grazie all’utilizzo di questa tecnica, per ora si riescono a produrre 0,58 grammi di benzina per litro di coltura.
Il professor Sang Yup Lee, coordinatore del gruppo di ricerca, ammette che la quantità prodotta è piuttosto bassa e assolutamente insufficiente ma afferma che i ricercatori coreani stanno lavorando per aumentare il rendimento e la produttività della benzina biologica ed è comunque un buon punto di partenza per produrre combustibili e prodotti chimici da fonti rinnovabili.
Questa sarebbe un’ottima soluzione per rispettare l’ambiente, eliminare i pozzi petroliferi e i costosi processi di raffinazione dell’oro nero. Certamente la strada è lunga e irta di ostacoli di varia natura ma almeno ora sappiamo che tutto ciò è possibile.
Forse un giorno, magari non molto lontano, useremo benzina prodotta in laboratori da biologi. Il pianeta ringrazierà.
DA DOTT. COTELLESSA
RispondiEliminaIdrogeno dagli escrementi, grazie ai microbi è possibile
Secondo uno studio realizzato dagli scienziati dell'università di Newcastle sarà possibile sfruttare i liquami fognari per produrre idrogeno in maniera conveniente.
http://www.nextville.it/deposito/Immagini-2011/news/rinnovabili/microbesstri.jpg
Un team di scienziati dell'università di Newcastle e della Northumbrian Water Ltd ha presentato i risultati della propria ricerca, intitolata "Fuelling the future", al British Science Festival. Si tratta di un processo che usa i microbi per produrre grandi quantità di idrogeno e che elimina la necessità diutilizzare elettricità per depurare i liquami negli impianti di trattamento. Il sistema è stato sperimentato all'interno di un impianto di trattamento delle acque sul fiume Tyne impiegando una cella a combustibile denominata Microbial Electrolysis Cell.
Quando i liquami vengono pompati attraverso la cella a combustibile, i microbi permettono di trasferire gli elettroni dai liquami verso l'anodo, producendo elettricità. Nel frattempo gli ioni di idrogeno sono migrati verso il catodo e si sono congiunti con gli elettroni, che sono stati ricaricati con energia sufficiente da consentire loro di trasformare gli ioni di idrogeno in idrogeno gassoso. L'energia necessaria a ricaricare gli elettroni è inferiore a quella rilasciata, quindi il sistema è potenzialmente positivo dal punto di vista energetico.
Secondo il team di scienziati l'idrogeno potrebbe essere raccolto e impiegato come combustibile o, meglio ancora, potrebbe essere combinato con gli elettroni rilasciati per produrre sostanze chimiche organiche di più alto valore.
"Utilizziamo molta elettricità per trattare i liquami ed è assolutamente inutile" dice Tom Curtis professore della Newcastle University. "I liquami contengono due o tre volte l'energia che utilizziamo per trattarli. Quindi se la raccogliessimo, non solo potremmo chiudere il cerchio del trattamento dei liquami per creare un sistema autosufficiente, ma potremmo anche produrre energia per altri usi". Attualmente circa il 2% dell'elettricità usata in Gran Bretagna viene impiegata per il trattamento dei liquami fognari.
"Si tratta inoltre di un sistema che lavora a temperatura ambiente" aggiunge il professor Curtis. "La maggior parte dei digestori anaerobici richiede invece grandi quantità di energia e di materia prima, che va riscaldata perché il sistema funzioni correttamente. Ciò significa che l'acqua deve essere rimossa prima del processo. Quest'ultimo risulta quindi essere assai dispendioso di energia".
DA DOTT. COTELLESSA
RispondiEliminaEppendorf is proud to offer BioBLU®, the largest portfolio of rigid walled stirred-tank single-use vessels — in small and bench scale, to be operated with DASbox® parallel mini bioreactor system, DASGIP® Parallel Bioreactor Systems, or New Brunswick™ bench scale systems.
Eppendorf offers customers the widest range of single-use stirred tank vessels (covering working volumes from 65 mL to 40 L) including proprietary packed-bed versions, models for microbial applications, and adapter kits for compatibility with legacy equipment.
DA DOTT. COTELLESSA
RispondiEliminaUsing a single bioreactor, University of Michigan chemical engineers have successfully produced isobutanol, a colorless, flammable liquid that could one day replace gasoline. Their pioneering formula: pairing e Coli bacteria with Trichoderma reesei, a fungi widely known for its ability to efficiently decompose the non-edible parts of plants. Read on to find out what happens when the two ingredients mix in a vat of dried cornhusks.
DA DOTT. COTELLESSA
RispondiEliminaDo biological-based strategies hold promise for biofouling control in membrane bioreactors?
This review paper investigates membrane biofouling in membrane bioreactors (MBRs) from the microbiological perspective, to evaluate the potential of biological-based strategies in offering viable control alternatives.
Membrane bioreactors (MBRs) are now broadly applied as wastewater treatment technology that combines membrane processes and suspended growth bioreactors. However, biofouling in MBRs remains a primary challenge for their wider application, despite the growing acceptance of MBRs worldwide.
Research studies on membrane fouling are extensive in the literature, with more than 200 publications on MBR fouling in the last three years. But improvements in practice on biofouling control and management have been remarkably slow. Commonly applied cleaning methods are only partially effective, and membrane replacement often becomes frequent.
This slow progress in successful control of biofouling is largely attributed to the complex interactions of the biological compounds involved, and the lack of representative-for-practice experimental approaches to evaluate potential effective control strategies.
Biofouling is driven by microorganisms and their associated extra-cellular polymeric substances (EPS) and microbial products. Microorganisms and their products convene together to form matrices that are commonly treated as a ‘black box’ in conventional control approaches.
Biological-based antifouling strategies are a promising constituent of an effective integrated control approach, since they target the essence of biofouling problems. However, biological-based strategies are still in their developmental phase, and several questions need to be addressed to set a roadmap for translating existing and new information into sustainable and effective control techniques.
This review paper – by an international team in Saudi Arabia, Australia, The Netherlands, and Lebanon – investigates membrane biofouling in MBRs from the microbiological perspective, to evaluate the potential of biological-based strategies in offering viable control alternatives.
The limitations of available control methods highlight the importance of an integrated antifouling approach including biological strategies. Successful development of these strategies requires detailed characterisation of microorganisms and EPS through the proper selection of analytical tools and assembly of results.
Existing microbiological/EPS studies reveal a number of implications as well as knowledge gaps which justify future targeted research. Systematic and representative microbiological studies, complementary utilisation of molecular and biofilm characterisation tools, standardised experimental methods, and validation of successful biological-based antifouling strategies for MBR applications are needed.
Specifically, in addition, linking these studies to relevant operational conditions in MBRs is an essential step to ultimately develop a better understanding and a more effective and directed control strategy for biofouling.
DA DOTT. COTELLESSA
RispondiEliminaKenyan firm to harvest water hyacinth for power generation
A Kenyan firm plans to turn a water plant that has long been a nuisance for fishermen in Lake Victoria into an electricity generating resource.
Kenyan fishermen on Lake Victoria. A Kenyan company plans to harvest water hyacinths, which have caused fishermen a lot of problems, and use the plant to generate electricity. [Tony Karumba/AFP]
Kenyan fishermen on Lake Victoria. A Kenyan company plans to harvest water hyacinths, which have caused fishermen a lot of problems, and use the plant to generate electricity. [Tony Karumba/AFP]
Eichhornia crassipes, or the common water hyacinth, is an invasive species from South America that has infested Lake Victoria. [Missouri Botanical Garden]
Eichhornia crassipes, or the common water hyacinth, is an invasive species from South America that has infested Lake Victoria. [Missouri Botanical Garden]
Eichhornia crassipes, known as the common water hyacinth, is a freshwater plant native to South America. It has green leaves, flowers with purple and yellow petals, and thick stalks that can grow longer than three feet.
For the better part of three decades, the water hyacinth has infested and polluted Lake Victoria, and caused local fishermen many problems as boats and fishing nets easily become entangled in its weeds.
The Kenya Organic Research Centre for Excellence (KORCE) is looking to help environmentalists and fishermen rid lake waters in Kisumu County of water hyacinths by using the plant as a raw material for generating electricity.
"The firm plans to generate power by harvesting the plants and feeding them into a bio-digester that will in turn produce gas to turn turbines that will produce electricity," KORCE Chief Executive Officer and founder Sanjay Vadhera told Sabahi.
The firm has bought a 100 million-shilling ($1.2 million) machine for extracting the plant from the lake, he said.
KORCE has built a factory in the village of Rare that will start processing water hyacinths in mid-October, and is expected produce up to 120 megawatts of power daily, Vadhera said.
The operation will create job opportunities for locals and supply free electricity to communities within a 50-kilometre radius, he said, adding that KORCE plans to harvest 150 metric tonnes of water hyacinth during the first few months, and then increase production gradually.
A noxious, problematic plant
Water hyacinths have had a negative effect on Lake Victoria since the late 1980s, when lakeside communities started to complain about the plant obstructing navigation and fishing, according to Lake Victoria Environmental Management Project (LVEMP) Co-ordinator Francisca Owuor.
"The plant grows at an alarming rate and forms an impenetrable carpet on the water that inhibits navigation, affecting fishing, which is Nyanza region's main economic activity. The plant covers more than 700 square kilometres of the water," Owuor told Sabahi.
SEGUE SECONDA PARTE
DA DOTT. COTELLESSA
RispondiEliminaSECONDA PARTE
"In 2000, the government officially classified the plant as noxious. It meant that the plant is a nuisance to the natural ecosystem, as well as lake users or investors, and should be eradicated with whatever means that is environmentally friendly," she said.
In addition to creating navigation problems, the plant deoxygenates the water and secretes humic acid when it decomposes, polluting the water and killing essential aquatic plants and animals, according to Kenya Marine and Fisheries Research Institute scientist Reuben Omondi.
The water hyacinth infestation has proved a major headache for conservation efforts on the lake, he said.
The plant also causes headaches for fishermen who rely on the lake for their livelihood.
"We navigate with difficulty when going out to catch fish," said 45-year-old Kendu Bay fisherman Pius Owalo. "In October last year, we were rescued by villagers after spending three days out in the lake, stuck in the weeds."
"I just hope that if the plan to generate electricity from the plant is successful, the plant will be cleared once and for all," he told Sabahi.
Capitalising on the problem
Nonetheless, the KORCE plan will be a good way to create jobs while working to solve the perennial water hyacinth menace, said Barrack Abonyo, the Kisumu County Executive Committee member in charge of energy and natural resources.
Past governmental and non-governmental efforts to eradicate the plant failed, he said.
"[Eradicating the plant] has been an expensive affair that has run into millions of shillings, but even scientists have not found a breakthrough on how to contain the plant," he told Sabahi.
"Many have resigned to the fact that the plant may not be eradicated. Communities around the lake have gradually accepted it and realised the solution lies in turning the plant menace into an economic opportunity," Abonyo said.
Martin Otieno, a former fisherman turned furniture maker, is one of the people who capitalised on water hyacinth. The plants used to aggravate him, but today it is a boon, he told Sabahi.
"The plant forced me to abandon the trade but it was a blessing in disguise because the plants I so much despised enabled me to [provide] for my family of six," he said.
Otieno, 42, now weaves chairs and makes ornaments out of hyacinth stalks. His new occupation has changed his life by helping him earn more money with fewer risks, he said.
"Going to the lake, we faced the risks of our boats capsizing. The fish also fetch little money. A kilogram of fish is also levied by government officials," Otieno said. "But with the hyacinth, I do not have to go inside the lake as the plant is also found on the shores."