I muoni dei raggi cosmici rilevano le perdite di carbonio nella tecnologia CCS

I geologi temono che la CO2 imagazzinata sottoterra possa fuoriuscire tramite delle perdite, come avviene nel caso di questo Geyser naturale. (Credit:Gouveia2 via wikimedia)

Lontano dagli occhi, lontano dal cuore - questa è l'essenza della tecnologia del sequestro di carbonio (CCS), una tecnologia emergente progettata per combattere i cambiamenti climatici che immagazzina il biossido di carbonio liquefatto nelle formazioni rocciose sotterranee.
Ma le rocce hanno fessure, pozzi, fori, e altre sorprese che potrebbero consentire al carbonio, tanto faticosamente iniettato, di fuoriuscire nuovamente in superficie. Gli Ingegneri e gli scienziati stanno cercando di realizzare un metodo sicuro affidabile e poco costoso. La soluzione, dice Max Coleman, geochimico del Jet Propulsion Laboratory della NASA di Pasadena, in California, viene dal cielo. I muoni prodotti dai raggi cosmici che raggiungono la Terra sono particelle più piccole degli atomi, che, secondo i dati sperimentali di fisica, hanno una durata di 2,2 milionesimi di secondo. Ma noi ossereveremo a causa della teoria della relatività, i muoni che durano molto più a lungo dei 2,2 microsecondi, ha affermato Coleman alla riunione autunnale dell'American Geophysical Union a San Francisco. Poiché cadono a velocità prossime a quella della luce, il tempo dei muoni rallenta, per cui sono in grado di resistere abbastanza a lungo per penetrare attraverso la terra. Ciònonostante, solo alcuni muoni vanno in profondità, perché gli strati di materia più solidi arrestano la loro penetrazione. Quindi, più è densa la materia maggiore sarà l'attrito che incontreranno i muoni. Gli scienziati usano i muoni dei raggi cosmici, come i medici usano i raggi X per guardare attraverso i materiali con diversa densità.Coleman ha simulato l'azione del flusso dei muoni che attraversano differenti tipi materia: solidi e fluidi. Posizionando i rivelatori dei muoni nella plastica o nel polistirolo, sopra e sotto una falda acquifera sotterranea, si può capire se all'interno l'acqua è fresca, salata o satura dell' anidride carbonica che è stata iniettata. Il metodo funziona, perché l'anidride carbonica è meno densa dell'acqua, e l'acqua dolce è meno densa della salamoia. Una variazione della densità del fluido suggerisce un cambiamento della concentrazione di anidride carbonica, cioè una perdita."In teoria, sembra che funzioni", ha detto Coleman, che appena ottenuto 3 milioni di dollari di finanziamenti dal ministero britannico per l'energia e i cambiamenti climatici, che ha messo alla prova la sua teoria. I primi rivelatori saranno installati nel Regno Unito a Boulby Mine, a un chilometro e mezzo di profondità nella miniera di sale, e in un pozzo vicino a Newcastle. Il finanziamento, ha detto, è arrivato solo pochi giorni fa. "Pensiamo di poter installare questi rivelatori sotterranei nei pozzi abbastanza facilmente," ha detto Coleman, utilizzando tecniche di perforazione orizzontale, prese in prestito dal settore petrolifero. Sono poco costose e funzionano sempre, dal momento che i muoni bombardano la Terra a una velocità costante. La prossima domanda, ovviamente, sarà: cosa faranno gli ingegneri quando rileveranno una perdita ? "L'importante e saperlo", ha detto Coleman. "Fermi il pompaggio, e poni rimedio."Le rocce che perdono la CO2, rappresentano una sfida per le compagnie petrolifere che pompano l'acqua nel terreno per estrarre più petrolio dai loro pozzi. L'acqua si trova a volte in una crepa e segue un percorso diverso, riferisce Coleman, invece di spingere il petrolio nel pozzo, dove la vorrebbero convogliare le trivelle.Iniettare l'anidride carbonica nel terreno è una prodezza dell' ingegneria, ha detto Coleman."E se va male, l'anidride carbonicasi  disperde, e noi dobbiamo sapere dove va." Riferimento: American Geophysical Union - GeoSpace.