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Estrazione sostenibile di materie prime dalle profondità oceaniche

Le tecnologie rinnovabili come le turbine eoliche, i pannelli solari e le auto elettriche richiedono grandi quantità di «metalli strategici». Sebbene questi metalli siano fondamentali per il futuro dell’economia europea, vi è il rischio di una carenza di approvvigionamento derivante dalla crescente domanda, che l’estrazione terrestre non può soddisfare.
Estrazione sostenibile di materie prime dalle profondità oceaniche
I giacimenti minerari in acque profonde rappresentano una fonte alternativa di materie prime per il settore delle energie rinnovabili in Europa. L’aumento dei prezzi delle materie prime comporta che l’idea di approvvigionarsi di metalli dal fondo dell’oceano sta diventando più attraente per gli investitori. Tuttavia, le condizioni estreme che si trovano nelle profondità oceaniche pongono importanti difficoltà tecniche e ambientali completamente diverse da quelle delle miniere terrestri.

Il progetto BLUE MINING, finanziato dall’UE, ha affrontato sfide associate all’estrazione di minerali dalle acque profonde, che vanno dalla loro scoperta e valutazione, alle tecnologie di sfruttamento e al necessario quadro giuridico e normativo. «Il consorzio ha fornito soluzioni rivoluzionarie per una catena del valore mineraria sostenibile in acque profonde sviluppando le capacità tecniche per scoprire, valutare ed estrarre in modo adeguato ed efficiente sotto il profilo dei costi i depositi di minerali in acque profonde fino a 6 000 m», afferma il coordinatore del progetto, il dott. Jort van Wijk.

I ricercatori miravano a condurre indagini di esplorazione più affidabili e accurate per solfuri di fondo marino, depositi estinti degli stessi e noduli di manganese del fondo marino. Sono state quindi sviluppate nuove tecnologie di sensori per trovare rapidamente i depositi in profondità e valutarne più accuratamente le dimensioni.

Nuovi strumenti e sensori

Nuovi strumenti geofisici e migliori tecniche di mappatura predittiva e campionamento hanno consentito la mappatura e la modellazione rapida e affidabile di potenziali risorse. La squadra ha sviluppato approcci su come misurare operazioni minerarie sostenibili mediante indicatori e come promuovere comportamenti responsabili positivi degli imprenditori attraverso incentivi. Ulteriori strumenti sviluppati consentono la gestione spaziale e il controllo delle aree del fondo marino e l’uso sostenibile delle relative risorse. Questi strumenti possono essere utilizzati come modello per gli studi di fattibilità dell’attività estrattiva di minerali in acque profonde.

Durante i viaggi di ricerca, gli scienziati hanno testato un nuovo sensore auto-potenziale/magnetico combinato montato su un sistema di traino profondo, utilizzando i risultati per creare la più grande mappa autonoma basata sui veicoli sottomarini del fondo oceanico. «Il nostro nuovo modello indica che molti dei depositi più piccoli sono probabilmente quelli più praticabili economicamente rispetto a quanto suggeriscano le stime basate sul volume del solo cumulo», afferma il ricercatore principale del progetto, il dott. Bramley Murton.

BLUE MINING ha sviluppato e convalidato codici informatici attraverso esperimenti di laboratorio e ha condotto simulazioni dettagliate delle dinamiche di elevazione e dei processi di trasporto del fango liquido. Secondo van Wijk, «questi test sono necessari per convalidare gli strumenti di supporto alle decisioni e per dare un’idea dei problemi attesi quando si trasferiscono grandi quantità di fango liquido in mare».

Minerali trasportati dal fondo oceanico

I ricercatori hanno ideato una configurazione di tubi montanti e tecnologia di pompaggio subacquea per trasferire le risorse minerarie dal fondo marino alla superficie lungo una distanza fino a 6 000 metri. «Il trasporto idraulico verticale è stato testato e monitorato su un impianto appositamente costruito con un montante lungo 125 m, il che lo rende il più grande banco di prova per trasporto verticale in Europa nell’ambito dell’estrazione in acque profonde», afferma van Wijk. «È stata sviluppata anche la tecnologia di trasferimento tra navi per trasbordare il materiale estratto dalla nave mineraria alla nave da trasporto».

La progettazione del sistema di trasporto verticale ha prestato particolare attenzione alle centrali di spinta, con il risultato di sviluppare e testare uno speciale prototipo di motore per acque profonde. «Il motore viene riempito e raffreddato con acqua grazie alla sua struttura aperta, quindi non richiede lubrificanti, il che consente di ridurre al minimo l’impatto ambientale del motore», sottolinea van Wijk.

BLUE MINING garantirà l’accesso alle materie prime, riducendo così la dipendenza dell’UE dalle importazioni di risorse e rafforzando il settore minerario europeo e i suoi fornitori di tecnologia. Consentirà inoltre all’UE di diventare un leader mondiale nella tecnologia associata all’esplorazione e all’estrazione sostenibile di minerali in acque profonde.

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