giovedì 24 marzo 2016

E-Cat Story

Cosa è accaduto all’E.Cat, l’invenzione che prometteva di rivoluzionare la produzione di energia? Ecco come stanno veramente le cose.

di Alfonso Pozio

Tra i contributi on-demand è stato richiesto dai lettori un approfondimento su un argomento molto dibattuto sulla rete, la macchina di Rossi-Focardi ovvero il sistema per la produzione di energia E-Cat che dovrebbe essere commercializzato dal 2016.
La “Storia” del catalizzatore Rossi-Focardi è nota a tutti i cultori di scienza al punto da essere una voce costantemente aggiornata di Wikipedia che dice:

"Il catalizzatore di energia (in inglese Energy Catalyzer o E-Cat) è una presunta fonte di calore che, secondo quanto affermato dagli inventori, sfrutterebbe un processo di fusione fredda. Particolare, ribattezzato trasmutazione LENR (Low Emission Nuclear Reaction) L’E-Cat è stato messo a punto e brevettato in Italia dall’imprenditore Andrea Rossi con il sostegno del Professore emerito Sergio Focardi, fisico dell’Università di Bologna"

Il dispositivo E-Cat è stato realizzato a partire dagli studi di Focardi e Piancatelli (1998). Secondo la prima descrizione data da Rossi, si tratta di un reattore, contenente polvere di nichel, in cui viene immesso idrogeno in pressione (2-20 atm) scaldando ad una determinata temperatura. Al di sopra di 600°C si innescherebbe un ipotetica trasmutazione LENR del nichel in rame con produzione di calore.
Su questa rivendicazione poggia la domanda di brevetto internazionale (WO2009/12544A1) presentata nel 2008. La richiesta di brevettabilità, tuttavia, ricevette una relazione sfavorevole motivata dal fatto che il processo e gli elementi forniti dall’inventore non erano sufficienti a stabilire un’ originalità rispetto allo stato dell’arte ed anzi andavano contro conoscenze scientifiche note.



Pur senza questa conferma, l’apparecchio fu più volte mostrato al pubblico. Una prima volta a gennaio del 2011, una seconda a marzo ed una terza ad ottobre dello stesso anno in dimostrazioni tese ad evidenziare la produzione netta di una quantità di energia termica non attribuibile a reazioni chimiche dovute alla quantità di combustibile inserito (polvere di nichel ed idrogeno). Insieme a questo risultato si evidenziò l’assenza di emissione di qualsiasi tipo di radiazione.
Gli inventori ammisero di non riuscire a spiegare esattamente le cause del fenomeno osservato ma sulla scorta di un analisi chimica del residuo che individuava rame, ipotizzavano la trasformazione del nichel seconda la LENR. In realtà le analisi chimiche riportate sul brevetto, mostravano solo presenza di zinco che gli autori spiegavano attraverso un fenomeno di “fissione”!?:



Fig. 1 – Estratto dal Brevetto di Rossi N° WO2009/12544A1

Le dimostrazioni del 2011 comunque non consentivano un controllo indipendente. La macchina veniva fatta funzionare attraverso azioni dell’inventore mentre alcuni scienziati designati da Rossi stesso misuravano la quantità netta di calore prodotto e l’eventuale emissione di radiazioni. Da questi test non è scaturita alcuna pubblicazione con peer review che permettesse alla comunità scientifica di vagliarne le basi teoriche. Per questo motivo l’invenzione di Rossi è stata considerata poco credibile e additata da alcuni come una bufala promossa per motivi economici.

Dal 2011 quindi, si è scatenato un serrato dibattito in rete tra tifosi dell’E-Cat e scettici ad oltranza ciascuna categoria in tutte le sfumature possibili, a volte legato al ruolo dell’istituzione cui appartenevano.

Prima di arrivare a commentare la situazione attuale, come richiesto dal lettore, vorremmo ricostruire alcuni passaggi inediti e poco noti al pubblico che potrebbero aiutarci a riflettere sulla questione del controllo dei dati. La dimostrazione dell’E-Cat tenuta a Bologna il 29 marzo 2011 alla presenza dei fisici G. Levi, D. Bianchini, C. Leonardi, H. Essén, S. Kullander, suscitò una certa curiosità fra coloro che lavoravano nel settore della produzione di energia per i risultati preliminari evidenziati.

Fig. 2 – E-Cat – Andrea Rossi nell’esperimento pubblico all’Università di Bologna.

Anche la sezione Fonti Rinnovabili del centro ricerche ENEA-Casaccia si interessò al problema e si decise, dopo una riunione interna tra vari esperti, di chiedere a Rossi e Focardi se fossero interessati ad una convalida sperimentale del loro apparato.

Di seguito il testo della mail inviato dall’Ing. Stefano Galli e dal sottoscritto qualche tempo dopo:


La risposta e-mail di Andrea Rossi all’Ing. Galli arrivo netta dopo neanche 40 minuti:


Rossi declinò l’invito adducendo come motivazione la firma di contratti in USA ed Europa che gli avrebbero impedito di collaborare con competitori quali l’ENEA. Secondo Rossi infatti l’ENEA stava effettuando ricerche simili nella persona del ricercatore Francesco Celani. Per inciso, Francesco Celani non risultava essere dipendente dell’ENEA ma dell’INFN.

Le parole “ricerca in competizione” ci risultarono poco chiare. Capivamo che esisteva sull’argomento una competizione di tipo scientifico. Ma, quello che si offriva era, un banco di prova, con buone competenze tecnico-scientifiche, finalizzate allo scopo di convalidare i risultati sull’E-Cat. Ma, di fatto l’ENEA era vista da Rossi come un concorrente. Comunque, qualche giorno dopo rispondemmo via e-mail a Rossi manifestando ancora le nostre intenzioni:

Anche in questo caso la risposta e-mail fu quasi immediata. Cortesemente Rossi motivò ancora il rifiuto a causa della sovrapposizione della nostra proposta con altre attività in Usa ed in Italia.

Rossi concluse la mail dicendo che avrebbe eventualmente considerato in futuro la nostra richiesta.Concludemmo tra noi che, probabilmente, in presenza di un reale e ignoto fenomeno fisico, il timore di Rossi fosse quello di una sottrazione del know-how da parte di eventuali competitori perdendo così l’opportunità di trarre i dovuti vantaggi economici. Ad ogni modo, pensammo che in breve avrebbe realizzato il prodotto commerciale e che la necessità di verifiche sperimentali sarebbe stata comunque soddisfatta in seguito.
Torniamo ora al presente,
a distanza di quattro anni l’invenzione non è stata commercializzata senza che fossero ben chiari i motivi di tale ritardo.
Un’ipotesi è che senza la copertura di un brevetto, l’invenzione, una volta posta sul mercato, non avrebbe potuto essere protetta da eventuali plagi.
Arriviamo alla prima novità; nel 2015 è stato approvato un nuovo brevetto negli USA (US9115913B1). Confrontando il nuovo brevetto con quello del 2008 si osserva che la composizione del combustibile è cambiata. Si parla ora di una miscela di polvere di nichel metallico, litio e litio alluminio idruro (LiAlH4). A differenza del caso precedente l’idrogeno non viene immesso nel reattore in forma gassosa ma si produce direttamente per riscaldamento del litio alluminio idruro che decompone, se riscaldato, secondo le reazioni seguenti:

Secondo gli inventori ad una determinata temperatura compresa tra 600 e 1200°C si innescherebbe una reazione LENR (senza emissione di radiazioni) con produzione di calore in eccesso non attribuibile a semplici reazioni chimiche.
Il sito dell’E-Cat si sbilancia nel descrivere tale reazione:


Si tratterebbe della fusione tra l’isotopo 7 del Litio (abbondanza naturale 92.5%) e l’atomo di idrogeno per formare Berillio 8 e successivamente Elio 4 e 17.3 MeV di energia (=2.8×10-12 J) rilasciati sotto forma di calore ed equivalenti ad una densità di energia pari a 209 milioni di MJ/kg o 58 milioni di kWh/kg che sarebbe pari a 5 milioni di volte il potere calorifico del petrolio. Questa reazione che secondo gli inventori avverrebbe nel reticolo del nickel che agirebbe come catalizzatore, è stata presentata come spiegazione del calore in eccesso sviluppato dal dispositivo attraverso ciò che è stato battezzato dal suo autore come “l’effetto Rossi”.

A parte la spiegazione del tutto ipotetica, la cosa più importante è il fenomeno osservato.
Su questo punto, la seconda novità è che, il fisico G. Levi dell’Università di Bologna, insieme ad altri colleghi italiani e svedesi ha eseguito un nuovo test della durata di 35 giorni sul sistema oggetto del brevetto del 2015, misurando sempre il calore prodotto e l’eventuale emissione di radiazioni. Come nel 2011, la quantità di calore prodotto non sarebbe giustificata sulla base di reazioni chimiche ed allo stesso tempo, non si registrerebbe alcun tipo di emissione di radiazioni. Rispetto ai test del 2011, è stata eseguita l’analisi chimica del combustibile prima e dopo il processo. Il rapporto precisa che prima del test le analisi evidenziano nel campione, oltre il nichel, significative quantità di Litio Alluminio ed Idrogeno e che il rapporto Litio/Alluminio è compatibile con la presenza di LiAlH4. Ma, ci sarebbe anche una quantità significativa di Ferro e grosse quantità (large amounts) di Carbonio e Ossigeno. Ci sono poi altri elementi non identificati e presenti come impurezze. Le quantità assolute dipendono dal grano di catalizzatore analizzato.


Fig. 3 – Estratto del rapporto del 2014, pagina 28.

Dunque, questa analisi avrebbe mostrato la scomparsa dell’isotopo 58 del nichel (dal 68.1% allo 0.%), la comparsa dell’isotopo 62 (da 3.6% a 98.7%) e la trasformazione del 6Li in 7Li (Tavola 1).
Come nel 2011 però non appare il famoso rame della LERN.

Tavola 1 – Percentuali isotopiche del Litio e del Nichel all’inizio ed alla fine del test del 2014.
Alcune possibili reazioni di fusione che avrebbero portato alla formazione dei vari isotopi sono elencate nel seguito. Considerato il fatto che non è stato trovato rame (Cu) possiamo escludere le ultime due. Per inciso, si tratta di reazioni che avvengono ad elevatissime temperature nelle stelle di massa elevata alla fine della loro vita e, come si vede, in tutte quante è prevista la presenza di emissione di radiazioni beta + o gamma. Come queste reazioni sarebbero potute avvenire alle basse temperature del reattore e senza nessuna di queste emissioni è un problema insoluto.

Fig. 4 – Reazioni di fusione di alcuni isotopi del nichel.

Sul sito della Cornell University, nella sezione General Physics, è stato inserito un contributo ad accesso libero dal titolo: “On the Nuclear Mechanisms Underlying the Heat Production by the E-Cat”, di N. D. Cook e A. Rossi che discute appunto i risultati dell’esperimento di Levi cercando di dare un interpretazione dei fenomeni osservati. L’autore D. N. Cook, uno psicologo che insegna informatica all’Università di Osaka, fornisce una sua spiegazione teorica sulla base dell’independent particle model (IPM), un modello teorico usato per descrivere le proprietà dei nuclei atomici. Alla fine neanche Cook riesce a spiegarsi la composizione finale, l’assenza di rame e di radiazioni. Il suo suggerimento è che la misura dei raggi gamma debba essere più accurata e in prossimità del reattore.

Dunque, rispetto al passato, esistono alcuni elementi in più su cui ragionare. Tuttavia, secondo alcuni, questi elementi sono indeboliti dal fatto che lo stesso Rossi interviene in alcune fasi cruciali dell’esperimento come si legge a pagina 7 del rapporto:


Fig. 5 – Estratto del rapporto del 2014, pagina 7.

In sostanza, è Rossi che inserisce e toglie il catalizzatore che verrà analizzato. Nel rapporto si precisa però, che egli non avrebbe interferito nei test di misura. Alcuni sono scettici sia sui risultati che sulle modalità di esecuzione delle misure stesse del calore prodotto, ma in realtà non sarebbe neanche questo il problema principale. Esattamente come nel 2011, il team di esperti non è indipendente e questo forse è il maggiore dubbio sulla questione. Possiamo sintetizzarlo in un divertente aforisma del divulgatore scientifico e giornalista Piero Angela:
“La scienza è un po’ come lo sport: non può negare certi risultati, a condizione, ovviamente, che siano controllati da giudici indipendenti.”

Nel caso in questione, sia Levi che gli svedesi H. Essén, B. Höistad, R. Pettersson e L. Tegnér hanno partecipato alle precedenti dimostrazioni di quattro anni prima o sono in qualche modo legati alle attività di Rossi che ha parte attiva nell’esperimento. Tutto questo si poteva evitare e l’E-Cat ci avrebbe guadagnato.

Sul perché Rossi abbia deciso di affidare nuovamente i test a persone da lui designate piuttosto che a giudici indipendenti anche dopo aver depositato finalmente il brevetto, si potrebbe aprire un dibattito. Sta di fatto che la filosofia di Rossi sembra essere immutata e la verifica scientifica definitiva potrà essere solo successiva alla commercializzazione. La situazione è un po’ surreale e ricorda il carosello del tonno Arrigoni. Da una parte il Rossi-venditore che sostiene la validità del dispositivo e dall’altra l’osservatore che non “compra” a scatola chiusa e aspetta solo il momento buono per smontare tutto.

Che possiamo dire al lettore che chiedeva lumi? In dubbio pro reo? Neanche questo possiamo dire in quanto il corpo del reato (l’E-Cat) non è a disposizione degli investigatori. Una cosa comunque è certa, non esistono complotti o azioni di boicottaggio da parte di “sette sorelle” o chicchessia ne disinteresse da parte di governi o pubbliche istituzioni. Anzi, Rossi è stato posto sino dal 2011 in condizione di dimostrare la validità scientifica della sua invenzione. Ha scelto un’altra strada. Certo, l’E-Cat ci ha fatto un po’ sognare e quindi propongo di continuare tranquillamente a farlo aspettando l’anno prossimo e auspicando che non sia quello della canzone di Lucio Dalla.

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