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Non serve un laboratorio da centinaia di milioni per accendere una discussione globale. A volte basta un tubo di scarico, qualche lastra di vetro e una manciata di microalghe. È quello che hanno messo insieme Rohan Kapoor e Jack Reichert, due diciottenni della Pennsylvania che hanno battezzato la loro creatura Go Green Filter, un dispositivo low cost pensato per catturare le emissioni delle automobili e restituire al loro posto ossigeno pulito. La promessa fa venir voglia di applaudire. La domanda vera, però, è un'altra: i conti tornano davvero?
Il concetto è di quelli che si spiegano in una frase, ed è proprio questa la sua forza mediatica. Un filtro compatto si aggancia al terminale di scarico di una qualsiasi vettura, al suo interno vive una coltura di alghe immerse nell'acqua e illuminata da strisce di luce bianca. Mentre i gas combusti attraversano il dispositivo, le alghe si comporterebbero come un polmone artificiale, assorbendo l'anidride carbonica attraverso la fotosintesi e liberando ossigeno.
I due studenti raccontano di aver lavorato quasi un anno al prototipo, ispirandosi a ricerche accademiche di area MIT, e dichiarano un costo di produzione intorno ai 50 dollari per unità. Il dato che ha fatto il giro del web è però un altro: una riduzione della CO2 del 74,25% nei loro test, con la stima suggestiva che, se ogni auto del pianeta montasse il filtro, le emissioni globali crollerebbero in modo storico. Un'idea generosa, nata anche da una motivazione personale profonda legata agli effetti sempre più violenti degli eventi climatici estremi.
Partiamo da ciò che è indiscutibilmente vero. Le alghe fanno fotosintesi, e la reazione è nota a chiunque abbia sfogliato un libro di biologia: sei molecole di anidride carbonica più sei di acqua, con l'aiuto della luce, diventano una molecola di glucosio e sei di ossigeno. In equazione, 6 CO2 più 6 H2O producono C6H12O6 più 6 O2. Fin qui la scienza è dalla parte dei due ragazzi. Il guaio nasce quando questa reazione da laboratorio la si vuole infilare dentro un tubo di scarico in movimento.
Il primo ostacolo è la temperatura. I gas che escono da un motore a combustione viaggiano tipicamente tra i cento e i diversi centinaia di gradi. Le alghe, che sono organismi vivi, cominciano a soffrire già oltre i quaranta gradi e muoiono ben prima di avvicinarsi al calore di uno scarico. Un polmone biologico esposto a quel flusso rovente non si limiterebbe a rallentare, semplicemente collasserebbe.
Il secondo nodo è ancora più severo, ed è una questione di cinetica. La fotosintesi è un processo lento, che si misura in grammi di CO2 fissati per litro di coltura nell'arco di un intero giorno. Il gas di scarico di un'auto, al contrario, attraversa il filtro in frazioni di secondo e a portate elevatissime. Chiedere a poche lastre di alghe di catturare in quell'istante una quota significativa di anidride carbonica equivale a chiedere a una spugna di prosciugare un fiume mentre scorre.
Poi c'è il bilancio di massa, il vero giudice inflessibile. Bruciare un litro di benzina libera in atmosfera circa due chili e mezzo di CO2. In un'ora di guida un motore ne produce parecchi chili. Per fissare davvero tutta quella anidride carbonica servirebbe accumulare una quantità equivalente di biomassa algale, perché il carbonio catturato deve finire da qualche parte, dentro le alghe stesse. Le poche lastre di un dispositivo grande quanto una scatola non possono, per pura conservazione della materia, trasformare chili di gas in un battito di ciglia. Gli ordini di grandezza in gioco sono lontanissimi.
Aggiungiamo il dettaglio che i comunicati entusiasti tendono a saltare. Le strisce di luce bianca che alimentano la fotosintesi hanno bisogno di elettricità. In un'auto termica quell'energia arriva dall'alternatore, che a sua volta ruba coppia al motore, che a sua volta brucia più carburante e produce quindi più CO2. Un sistema pensato per ridurre le emissioni finirebbe così per generarne di aggiuntive solo per tenersi acceso. Non è un dettaglio marginale, è un paradosso energetico che rischia di mangiarsi buona parte del beneficio.
Va poi ricordato che un filtro pieno di acqua, vetro e maglie metalliche piazzato nel percorso dei gas creerebbe una notevole contropressione allo scarico, condizione che i motori a combustione non gradiscono affatto e che può tradursi in perdita di prestazioni e stress meccanico.
Un'ultima riflessione la meritano le cifre. Il progetto dichiara che ogni lastra abbatte esattamente il 14,85% della CO2 e che, sommando le cinque lastre, si arriva al fatidico 74,25%. Un'addizione lineare così pulita è sospetta di per sé, perché in chimica gli stadi in serie non si sommano quasi mai in modo aritmetico e le efficienze reali dipendono da concentrazioni, tempi di contatto e saturazione. Numeri tanto tondi profumano più di calcolo su carta che di misura sul campo.
Nulla di tutto questo toglie merito a due diciottenni che hanno studiato, prototipato e portato la loro innovazione davanti a una platea. La direzione culturale è sana, l'intuizione di lavorare sull'esistente invece di rifare tutto da capo è intelligente e le microalghe restano una delle strade più promettenti per la cattura della CO2, tanto che vengono studiate seriamente nei bioreattori industriali, dove però lavorano in condizioni controllate, a temperature miti, con tempi lunghi e superfici enormi.
Il punto è proprio quello. Le alghe funzionano, ma in un fotobioreattore, non appese a un terminale rovente attraversato da fiumi di gas caldi in un secondo. Il Go Green Filter è una bellissima lezione di ambizione giovanile e un pessimo affare per le leggi della termodinamica. La sua promessa più realistica non è ripulire lo scarico della tua auto, ma ricordarci che le buone idee, prima di diventare rivoluzioni, devono passare l'esame più duro di tutti, quello dei numeri.
