Gli scienziati dell’University of South Australia, perfezionando la tecnica dell'evaporazione per mezzo della luce solare, hanno messo a punto una metodologia per ricavare acqua potabile da acqua di mare, acqua salmastra e acqua contaminata.

TAKEAWAY

• Oggi, si stima che 1,42 miliardi di persone, tra cui 450 milioni di bambini, vivano in aree ad alta vulnerabilità delle risorse idriche.
• Presso l’University of South Australia, è stata perfezionata la tecnica volta a ricavare acqua potabile da acqua di mare, acqua salmastra o acqua contaminata, riuscendo a fornire – da un solo metro quadrato di acqua di fonte – acqua potabile giornaliera per una famiglia composta da quattro persone.
• Oltre alle applicazioni che vedono al centro la questione della crisi idrica nel mondo, il team di studio sta approfondendo una serie di ulteriori utilizzi della tecnologia, incluso il trattamento delle acque reflue nelle operazioni industriali.

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Crisi idrica nel mondo: secondo i dati resi noti dall’University of South Australia (UniSA) meno del 3% dell’acqua mondiale è pulita e, dunque, potabile. E questa già scarsa disponibilità è influenzata dai cambiamenti climatici in corso, dall’inquinamento e dai mutamenti dei modelli demografici. Al punto che la situazione attuale vede 1,42 miliardi di persone, tra cui 450 milioni di bambini, vivere in aree ad alta vulnerabilità delle risorse idriche, con la stima di un aumento di tali dati numerici nei prossimi decenni.

Inoltre, secondo i dati ONU diffusi il 22 marzo 2021 in occasione della “Giornata mondiale dell’acqua”, circa 1,6 miliardi di persone nel mondo hanno a che fare con una scarsità idrica legata a problemi di tipo economico: l’acqua sarebbe fisicamente disponibile, ma mancano le infrastrutture per farla arrivare alle persone.

Sempre l’ONU, dopo il decennio 2005/2015 “L’acqua per la vita”, ha rinnovato il proprio impegno istituendo il decennio 2018/2028 “L’acqua per lo sviluppo sostenibile”, a supporto degli obiettivi (Sustainable Development Goals – SDGs) inclusi nell’Agenda 2030, tra cui “Garantire a tutti la disponibilità e la gestione sostenibile dell’acqua e delle strutture igienico-sanitarie”.

La questione, dunque, è più che urgente E necessita al più presto – oltre che di belle parole e buone intenzioni declamate – di soluzioni concrete. Una di queste proviene dal mondo scientifico e, più precisamente, dal Future Industries Institute dell’University of South Australia (UniSA). Vediamo di che cosa si tratta.

Crisi idrica nel mondo: perfezionata la tecnica per ricavare acqua dolce da acqua di mare, salmastra o contaminata

Il team guidato dal professor Haolan Xu dell’UniSA ha perfezionato la tecnica volta a ricavare acqua dolce e pulita da acqua di mare, acqua salmastra o acqua contaminata, riuscendo a fornire – da un solo metro quadrato di acqua di fonte – acqua potabile giornaliera per una famiglia composta da quattro persone.

La tecnica utilizzata è quella dell’evaporazione per mezzo della luce solare: il cuore del sistema è una struttura fototermica che, posta sulla superficie di una fonte d’acqua, è in grado di convertire la luce solare in calore, concentrando l’energia proprio sulla superficie, in modo da fare evaporare rapidamente la quantità di liquido posta in alto.

Si tratta, in realtà, di una tecnica già sperimentata in passato. Ma gli sforzi precedenti sono stati ostacolati da una perdita di energia, dovuta al calore che passa nell’acqua di fonte e si dissipa nell’aria sovrastante.

E questo perché – spiega il professor Haolan Xu – gli evaporatori fototermici sperimentali erano di tipo bidimensionale, costituiti solo da una superficie piana. Col rischio che perdessero dal 10 al 20% di energia solare a causa dell’acqua e dell’ambiente circostante. E precisa:

“Io e il mio team siamo riusciti a sviluppare una tecnica che non solo previene qualsiasi perdita di energia solare, ma che è anche in grado di attingere energia aggiuntiva dall’acqua e dall’ambiente circostante. Il che significa che il sistema funziona al 100% grazie all’input solare e assorbe fino al 170% di energia dall’acqua e dall’ambiente”

Dunque, in tema di crisi idrica nel mondo – e in contrasto con le strutture bidimensionali utilizzate in precedenza – il gruppo di studio ha sviluppato un evaporatore tridimensionale a forma di pinna, simile a un dissipatore di calore.

Il suo design contribuisce a spostare il calore in eccesso lontano dalle superfici superiori dell’evaporatore, distribuendo il calore alla superficie delle alette per l’evaporazione dell’acqua, raffreddando così la superficie di evaporazione superiore e realizzando zero perdite di energia durante l’evaporazione solare.

Il trattamento delle acque reflue nelle operazioni industriali tra le ulteriori applicazioni

La praticità del sistema sviluppato per fare fronte al problema della crisi idrica nel mondo, è esaltata dal fatto che è costruito interamente con materiali semplici, a basso costo, sostenibili e facilmente recuperabili.

“Uno degli obiettivi della nostra ricerca è stato proprio quello di fornire applicazioni pratiche, in modo che i materiali utilizzati possano essere recuperati presso un negozio di ferramenta o un supermercato” osserva il professor Xu.

E, oltre a essere facile da costruire e da implementare, il sistema è anche semplice da manutenere, poiché il design della struttura fototermica impedisce l’accumulo di sale e di altri contaminanti sulla superficie dell’evaporatore.

Il suo basso costo e la facile manutenzione rendono questo evaporatore fototermico uno strumento da utilizzare in quelle situazioni in cui altri sistemi di desalinizzazione e di purificazione risultano economicamente e operativamente non redditizi, soprattutto all’interno delle piccole comunità in luoghi remoti, dove il costo di infrastrutture quali, ad esempio, i sistemi di filtrazione dell’acqua basati sul processo di osmosi inversa, è troppo alto per essere giustificato.

Semplicità di utilizzo e di manutenzione, unita al fatto che non è necessaria alcuna competenza tecnica per mantenerlo in funzione: è la peculiarità di questa tecnologia, che ha il potenziale per fornire una soluzione di acqua pulita a lungo termine a comunità che non possono permettersi altre opzioni. È proprio questo il fine ultimo che ha guidato il team.

Oltre alle applicazioni che vedono al centro la questione della crisi idrica nel mondo, il team di studio sta attualmente esplorando una serie di ulteriori utilizzi della tecnologia implementata, incluso il trattamento delle acque reflue nelle operazioni industriali.