Azotofissazione, Fotoresistenza e riduzione CO2: le sfide di IBM per la sostenibilità

L'innovazione digitale al servizio dell'innovazione nell'agricoltura, dell'industria, della ricerca scientifica per ridurre l'impatto ambientale e per aumentare la qualità della vita. le cinque predizioni di IBM e le cinque sfide dei suoi ricercatori [...]
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Cinque predizioni di IBM che sono anche cinque grandi speranze e un fortissimo e grande impegno in termini di ricerca e sviluppo. E di queste cinque concentriamo l’attenzione su quelle tre che, nelle previsioni di IBM, promettono di avere un impatto più vicino e più innovativo sui temi della sostenibilità e sul mondo agroalimentare. Direttamente o indirettamente: Azotofissazione, Fotoresistenza e riduzione CO2. Non meno importanti certamente anche le altre due: Energie (batterie) e antivirali, anzi, soprattutto il secondo in questo periodo tocca la nostra sensibilità in modo particolarmente forte coinvolti come siamo nell’emergenza Covid-19.

Azotofissazione: come collaborare con la natura

L’Intelligenza Artificiale può veramente permettere di aprire nuove strade e di identificare nuove soluzioni. Con l’Azotofissazione si può arrivare a “utilizzare” al meglio la natura allo scopo di raggiungere una più efficace produzione agricola per alimentare il pianeta e per ottenere, nello stesso tempo una riduzione delle emissioni di CO2.

Il punto di partenza in questo caso è nel fatto che il settore primario è oggi tra i principali responsabili nella produzione di CO2 e ha purtroppo un importantissimo impatto ambientale. Se si proiettano le condizioni attuali nella prospettiva 2050 quando la produzione alimentare dovrà sfamare non 8 ma 10 miliardi di persone appare purtroppo evidente che andiamo incontro a rischi molto gravi. Abbiamo un problema che deve essere affrontato prima di tutto sul campo, cercando di risolvere un problema primario, ovvero quello dell’utilizzo dei fertilizzanti.

Ma se da una parte i fertilizzanti chimici hanno permesso di raggiungere livelli di produttività un tempo impensabili, per altri versi presentano un costo molto salato in termini di impatto ambientale, e in particolare in termini di consumi energetici necessari per la loro produzione.

Con l’Azotofissazione si affronta il problema lavorando su nuove forme di “collaborazione con la natura”. L’azoto è il principale componente dei fertilizzanti industriali. Per ottenere una tonnellata di fertilizzante occorre consumare una tonnellata di energia fossile con la quale trasformare l’azoto in nitrati con i quali, a loro volta, andare a produrre il fertilizzante utilizzato nei campi. Un processo costoso e con un impatto ambientale che non si ferma alla sola produzione, ma prosegue anche una volta utilizzato nel territorio con altre emissioni di anidride carbonica in atmosfera.

Nello stesso tempo la natura ci mette a disposizione una considerevole quantità di azoto. Ed è qui che si concentra il lavoro dell’AI e del calcolo quantistico con cui IBM intende ripensare il modo in cui trasformare l’azoto nel terreno in fertilizzanti ricchi di nitrati senza consumare energia.

Il 2020 ha reso chiaro come la scienza abbia un ruolo essenziale per combattere alcune delle più grandi sfide del nostro tempo, ripensando i modelli tradizionali di generazione, consumo e smaltimento dei materiali necessari alla nostra sopravvivenza.

Guarda il video sulle prospettive dell’Azotofissazione

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La ricerca di nuovi materiali, che siano nello stesso tempo in grado di “svolgere la loro funzione” nel rispetto dell’impatto ambientale è una delle grandi sfide. Anche perché abbiamo sempre più informazioni sull’impatto ambientale attuale e futuro delle scelte che stiamo effettuando oggi e davanti a queste prospettive è sempre più importante agire. IBM lavora con AI, quantum Computing e risorse di calcolo per permettere ai ricercatori di analizzare le informazioni note sulle sostanze chimiche fotoresistenti e per arrivare alla modellazione di nuovi materiali che siano in gradi di rispondere alle esigenze di sviluppo ma sulle quali si possa agire in termini di riduzione dell’impatto ambientale.

L’AI per catturare il CO2 e ridurre l’impatto nell’atmosfera

Il climate change e le sue conseguenze si devono affrontare prima di tutto lavorando sulle cause che lo stanno generando o che lo accelerano, per questo necessario agire su più livelli, certamente due dei punti che abbiamo visto sopra sono fondamentali: Azotofissazione e Fotoresistenza. Ma occorre accelerare anche su altri ambiti nella ricerca di nuovi materiali e processi che permettano di catturare e trasformare la CO2 dai materiali. IBM prevede che nei prossimi 5 anni questo sia raggiungibile grazie al digitale e un team di ricercatori IBM sta lavorando alla identificazione di metodi per la separazione e la cattura della CO2 dai materiali più diffusi.

 

 

 

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