La risorsa più preziosa al mondo è probabilmente l’acqua, di cui ha bisogno ogni singolo individuo esistente sulla Terra anche se in modalità diverse. Ma ancora più importante per noi umani è l’acqua potabile; una percentuale bassissima che non soddisfa il fabbisogno di tutti. Per questo le nuove ricerche propongono nuovi metodi per produrne maggiori quantità.
Cosa succede nel mondo
L’acqua come sappiamo bene è un bene di prima necessità dell’intero mondo e come tale è una risorsa preziosa. Col passare del tempo però, cresce la sua importanza e diminuisce la sua quantità nel pianeta e questo fenomeno sta allarmando tutti. Infatti, secondo l’OMS, entro il 2025 metà della popolazione mondiale vivrà in aree sottoposte a stress idrico, per colpa della siccità che aumenta giorno dopo giorno.
A tal proposito, sempre più gruppi di ricerca, stanno studiando modi alternativi per desalinizzare l’acqua e quindi impiegarla nel settore agricolo o renderla potabile. Così facendo si potrebbero affrontare le sfide determinate dai cambiamenti climatici, soddisfacendo la domanda crescente della Terra. Si parla quindi di desalinizzazione poiché il 97,5% dell’acqua sulla Terra è salata, ossia 1354,8 milioni di chilometri cubi, divisa tra oceani, mari e bacini. Mentre solo il 2,5% dell’acqua sul nostro pianeta è dolce, pari a 35,2 milioni di chilometri cubi di cui solo l’1% è potabile. Pertanto, sono sempre più le iniziative di ricerca in questo settore, la maggior parte delle quali si basa sulla desalinizzazione dell’acqua di mare.
La desalinizzazione
Questa tecnica è in uso da anni e impiegata regolarmente in 183 Paesi nel mondo. La metà degli impianti dissalatori globali si trova nel Medio Oriente, mentre in Europa spicca la spagna che nel 2021 ne contava circa 765. È un meccanismo così importante che in Arabia Saudita ricava da questi sistemi il 50% della propria acqua potabile.
Di preciso, oggi esistono due principali metodi di desalinizzazione dell’acqua:
- la distillazione solare multistadio, un processo in cui l’acqua marina entra in scomparti in sequenza ed evapora per mezzo di vari stadi rilasciando sale;
- l’osmosi inversa, meccanismo alimentato dal calore solare, per cui il sale si accumula rapidamente all’interno del dispositivo creando cristalli. Purtoppo questo processo determina un’otturazione del sistema, dunque è più costoso a livello economico, energetico e tecnologico rispetto ad altri.
- lo scambio ionico, processo molto complesso, basato sulla rimozione degli ioni per mezzo di speciali resine.
Nonostante ciò, la ricerca avanza e di recente è stato pubblicato uno studio di un gruppo di ricerca dei New York che sembra aver trovato un’alternativa ancora più sostenibile. Si tratta di un meccanismo che, oltre a desalinizzare l’acqua marina, produce allo stesso tempo energia elettrica immagazzinabile in batterie.
Redox Flow
Redox Flow è il nome del processo ideato dai ricercatori della Tandon School of Engineering, New York University. Un meccanismo più economico degli altri caratterizzato da un’elevata efficienza di desalinizzazione. Il nome deriva dalle batterie a flusso Redox, una nuova tecnica elettrochimica che consente di trasformare l’acqua salata in acqua potabile e non solo. Infatti, permette di immagazzinare l’energia rinnovabile prodotta dal flusso dell’acqua, il tutto con prezzi accessibili, quindi anche per le regioni più in difficoltà.
Lo studio dimostra come il meccanismo messo a punto, possa diminuire il tasso di rimozione del sale di circa il 20%, così facendo riduce la domanda di energia. Sebbene sia stato applicato solo su bassa scala, risulta una valida alternativa ai metodi in precedenza elencati. Per impiegarlo su larga scala invece sarebbe necessario ottimizzare le membrane ioniche che filtrano l’acqua salata e la forza usata per la separazione. L’innovazione si trova proprio in questa fase. Perché è possibile usare di energia elettrica come forza spingente, ma anche sfruttare l’energia chimica sprigionata in modo spontaneo dal mescolamento di due soluzioni e convertita in energia elettrica. Questa poi può essere catturata e trasferita agli elettrodi della batteria ricaricabile.
Il professore che guida il gruppo, André Taylor, professore di ingegneria chimica e biomolecolare, è riuscito ad ottimizzare il processo totale. Di fatti, il sistema può desalinizzare fino a 700 litro/ora m2, cifre elevatissime rispetto ai 15 litro/ora dell’osmosi inversa. Lo stesso, nello studio pubblicato su Cell Reports Physical Science, suggerisce come un sistema del genere possa essere un’importante soluzione a due domande fondamentali, ossia quella dell’energia e dell’acqua potabile.
Se impiegata in aree remote, in regioni povere o in stati di forte siccità, un’innovazione del genere potrebbe diventare un vero e proprio game changer. Soprattutto perché non inficia la conservazione ambientale e supporta l’integrazione energie rinnovabili, come solare ed eolico. In particolare, l’utilizzo di queste fonti intermittenti fornirebbe un’energia immagazzinata nelle batterie (sopra citate) rilasciata su richiesta. Il sistema porterebbe si, un nuovo quantitativo d’acqua potabile, ma incentiverebbe la transizione ecologia riducendo la dipendenza dalle reti elettriche convenzionali.