Energia, le opportunità che vengono dai batteri

Solo pochi anni fa la bioelettricità microbica era fantascienza: ma adesso la situazione è cambiata. Renato Fani: «E in futuro costi più bassi»

Gli sceneggiatori della serie televisiva "Numb3rs" in più puntate hanno espresso l'idea che la vera scienza fosse insita nella scoperta piuttosto che nell'invenzione. Un chiaro tentativo di denunciare la ricerca finalizzata unicamente alle applicazioni dal buon potenziale economico e di difendere la ricerca di base mossa da passione e curiosità. E se si raggiungesse un equilibrio virtuoso fra curiosità e ingegneria?

E' ciò che Renato Fani, genetista dell'università di Firenze, sta tentando di fare grazie al suo progetto finalizzato a sviluppare la bioelettricità microbica. L'idea di quanti - come Fani - credono in questo progetto, qualche anno fa sarebbe stata ritenuta fantascienza, ma sulla spinta della curiosità osservativa il progresso della ricerca pura li ha portati a scoprire che anche i batteri, oltre alle poetiche lucciole e alle torpedini, riescono a generare elettricità.

E in un periodo in cui si fa un gran parlare di fonti rinnovabili e alternative, agli scienziati - è proprio il caso di dirlo - si è accesa la lampadina. Perché non sfruttare l'energia elettrica prodotta dai microbi dal momento che i batteri popolano ogni singolo anfratto del mondo? E perché non utilizzare quelle popolazioni di batteri presenti nei rifiuti per ricavare energia e allo stesso tempo smaltire certi materiali di scarto?

Da qui l'idea di creare le Microbic fuel cells (Mfc), pile elettriche alimentate da batteri, in grado di accendere lampadine nel buio delle notti africane, ma non ancora di sostenere il fabbisogno sempre crescente di energia dei Paesi occidentali. Eppure qualcosa si sta movendo, passo dopo passo. Il progetto del professor Fani, infatti, due anni fa si è classificato solo al diciassettesimo posto nella corsa ai fondi pubblici regionali toscani, quando i finanziamenti venivano elargiti ai primi quindici.

Oggi però le cose sono decisamente cambiate. Grazie all'Ente Cassa di Risparmio di Firenze, che per primo ha creduto a questa avanguardia scientifica, il progetto è sopravvissuto e adesso che si è allargato all'università della Tuscia, al dipartimento di Chimica dell'università di Firenze e all'Ente Cra (Consiglio per la ricerca e la sperimentazione in agricoltura) di Roma, ha attirato addirittura l'interesse dell'Enel.

Eppure, al di là dello sviluppo in senso sostenibile dei Paesi africani e del progresso tecnologico, ancora un mistero affascina lo scienziato appassionato nella stessa misura in cui la risposta esatta gli sfugge: perché mai alcuni batteri sviluppano la capacità di produrre elettricità?

«I batteri producono elettricità perché hanno sulla loro superficie cellulare delle molecole che agiscono come mani che si palleggiano gli elettroni - spiega ad I AM il professor Fani - Addirittura da alcune immagini al microscopio sono visibili dei filamenti molto sottili fra un batterio e l'altro, una sorta di strada per la comunicazione fra individui. E il settore delle nanotecnologie è molto interessato alla cosa perché se ci fossero dei ponti, dei fili citoplasmatici, significherebbe che non c'è troppa resistenza nel passaggio di energia elettrica. In caso contrario il circuito brucerebbe».

E che tipo di batteri sono questi "produttori di energia"?

I primi batteri ad essere stati identificati furono quelli del tipo geobacter o metallireducent, ovvero quelli che si mangiano il ferro Sono batteri anaerobi che vivono in assenza di ossigeno, anzi, per loro l'ossigeno è un veleno. Da circa due anni, però, si sa che molti altri batteri sono capaci di produrre energia elettrica. Anche batteri aerobi. Sembra pertanto che sia una caratteristica più diffusa di quanto non potessimo immaginare tempo fa.

E perché alcuni batteri si comportano in questo modo?

E' intrigante cercare di capirne le motivazioni, ma il mistero ancora permane. Certo che se ci riuscissimo si potrebbero aprire delle prospettive impreviste simili a quelle che diede la genetica negli anni Settanta, quando alla conferenza di Asilomar, in California, furono presentati i primi esperimenti di clonaggio.

E noi come possiamo sfruttare queste caratteristiche?

Inserendo un elettrodo in queste colture di batteri e vedendo che invece di passare gli elettroni fra di loro, i batteri li passano all'elettrodo. Se io da un'altra parte metto un altro elettrodo e lo connetto al primo, posso registrare il passaggio di corrente elettrica. Di modo da creare una pila elettrica alimentata da batteri.

Voi desiderate ricavare energia dai batteri che smaltiscono i rifiuti: ma di quali rifiuti stiamo parlando?

Di tutti, semplicemente perché i batteri mangiano tutto. E lo fanno perché hanno la capacità di adattarsi a qualsiasi ambiente, a qualsiasi nicchia in virtù della velocità con cui evolvono. In pochi giorni, infatti, nascono varianti di batteri che riescono a utilizzare il materiale nuovo su cui si trovano. Depurano l'ambiente da miscele complesse come il gasolio o il petrolio. Anche dall'uranio. Sono degli spazzini che devono trovare continuamente fonti e nicchie ecologiche da sfruttare. La nostra idea, quindi, è quella di lavorare con delle comunità microbiche responsabili dello smaltimento dei rifiuti per produrre energia elettrica. Ci stiamo movendo in diverse direzioni. Per ora sul siero di latte e i reflui della Pianura padana, per esempio. S'immagini che fonte rinnovabile può essere biodegradare con i batteri tutti i rifiuti agricoli!

Nessuna ombra di controindicazioni da queste pratiche?

No, perché il materiale che loro mangiano viene degradato fino a sostanze semplici come acqua e anidride carbonica che per noi sono innocue. Di sicuro c'è un aumento di produzione di certi gas come l'anidride carbonica che però potrebbero essere tranquillamente utilizzati e riciclati. Ma l'importante è che tutto ciò che rilasciano i batteri è biologico, non artificiale. Anche quando rimuovono le sostanze tossiche che compongono i metalli pesanti.

La bioelettricità microbica è conveniente dal punto di vista economico?

I costi dovrebbero essere estremamente bassi in futuro, ma adesso è ovvio che la creazione di una pila con colture batteriche richiede qualche investimento. Io però sono convinto che il costo di un bidone di rifiuti organici che accende la luce in Africa, sarà sicuramente inferiore al costo del trasporto dei cavi tradizionali.

GIANFILIPPO PARENTI

09 Novembre 2009

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