Il sistema più praticato per aumentare la disponibilità di acqua dolce al di là del ciclo idrogeologico naturale è la dissalazione dell’acqua di mare, un settore che sta crescendo molto, con 18mila impianti ormai operativi nel mondo, che però restano costosi e molto energivori. Il settore ha consumato l’anno scorso oltre il 4% della produzione totale di energia elettrica nel mondo e da qui al 2040 il fabbisogno di energia per la dissalazione è destinato a raddoppiare, secondo le stime dell’Agenzia internazionale dell’energia.
L’aiuto delle fonti rinnovabili
La ricerca si concentra dunque sulla produzione di acqua dolce alimentata da fonti rinnovabili, in particolare dal sole. Gli impianti di dissalazione solare si moltiplicano sulle coste di tutto il mondo, dal Cile all’Arabia Saudita, ma sono ancora progetti di nicchia, con costi di produzione quasi doppi rispetto alla dissalazione alimentata da combustibili fossili.
In alternativa alla dissalazione c’è anche chi, invece che estrarre acqua potabile dal mare, punta a estrarla dall’atmosfera. Di base, è una tecnologia già nota da tanto tempo: chiunque utilizzi un deumidificatore oppure un climatizzatore, sa bene quanta acqua si possa estrarre dall’aria. Anche qui, però, il problema è come alimentare il processo: il punto è trovare un modo per estrarre acqua dall’aria senza consumare energia fossile.
I pionieri del settore sono israeliani: Watergen, fondata nel 2009 a Tel Aviv, ha già industrializzato macchine elettriche di varie dimensioni, dal frigo al container, dai 30 ai 6000 litri al giorno, e ne ha installate decine in tutto il mondo, dal Guatemala alla Cambogia, passando per Gaza. L’ultima nata, alimentata da quattro pannelli fotovoltaici, ha vinto il 2020 Innovation Award del Ces di Las Vegas. È un passo avanti, ma la nuova frontiera di questo settore si sta muovendo in una direzione completamente diversa. Grazie alla scienza dei materiali, si sta arrivando a produrre acqua potabile dall’aria senza altri apporti energetici oltre al semplice calore del sole.
Il prototipo del Mit
Evelyn Wang, direttrice del dipartimento di Ingegneria meccanica dell’Mit, insieme al chimico Omar Yaghi dell’Università della California a Berkeley, ha realizzato un dispositivo, grande quanto un forno a microonde, in grado di produrre acqua potabile senza apporto di elettricità, grazie a un nuovo materiale assorbente, ovvero una “spugna cristallina” che appartiene alla classe degli zeoliti, un minerale composto da un alluminofosfato di ferro microporoso. Il materiale assorbente cattura l’umidità durante la notte e la rilascia il giorno successivo, quando viene riscaldato dalla luce solare. La differenza di temperatura tra la parte superiore e quella inferiore del sistema porta le goccioline assorbite a condensarsi su un piatto di raccolta.
L’invenzione del Politecnico di Zurigo
Sulle differenze di temperatura si basa anche l’invenzione di un team del laboratorio di termodinamica del Politecnico di Zurigo, guidato da Iwan Hächler, che ha sviluppato un apparecchio in grado di estrarre l’umidità dall’aria senza apporto energetico grazie a un grande imbuto di metallo capace di raffreddarsi senza consumare energia e sul quale l’umidità si condensa prima di cadere nel recipiente sottostante. Il materiale di cui è composto l’imbuto è un “sandwich” di differenti strati di metalli e polimeri che possiede la proprietà di evacuare il calore, mantenendosi circa 15 gradi più freddo della temperatura ambiente. Nei due casi si tratta di apparecchi sperimentali, ma presto potrebbero darci una mano a dissetare un mondo sempre più povero di energia.
