Energia del sole e dell’acqua marina per placare la sete


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Secondo le stime della FAO, entro il 2025 quasi 2 miliardi di persone potrebbero non avere abbastanza acqua potabile per le loro necessità quotidiane. Una delle possibili soluzioni a questo problema è la desalinizzazione, cioè il trattamento dell'acqua di mare per renderla potabile. Tuttavia, la rimozione del sale dall'acqua di mare richiede da 10 a 1000 volte più energia rispetto ai metodi tradizionali di reintegro di acqua dolce, vale a dire deviare l'acqua del fiume o pompare acqua potabile.

A partire da questo problema, un team di ingegneri del Dipartimento dell'Energia del Politecnico ha ideato un nuovo prototipo per desalinizzare l'acqua di mare in modo sostenibile ea basso costo, utilizzando l'energia solare in modo più efficiente . Rispetto alle soluzioni precedenti, la tecnologia sviluppata è infatti in grado di raddoppiare la quantità di acqua prodotta con la stessa energia solare utilizzata ed è considerata soggetta a significativi margini di miglioramento nel prossimo futuro. Il giovane gruppo di ricercatori che ha recentemente pubblicato questi risultati nella prestigiosa rivista Nature Sustainability è composto da Eliodoro Chiavazzo, Matteo Morciano, Francesca Viglino, Matteo Fasano e Pietro Asinari ( Multi-Scale Modeling Lab ).

Il processo di funzionamento è molto semplice: " Ispirato dalle piante , che trasportano l'acqua dalle radici alle foglie per capillarità e traspirazione, il nostro dispositivo galleggiante è in grado di raccogliere acqua di mare utilizzando un semplice materiale poroso, evitando così l'uso di pompe costose e ingombranti . L'acqua marina raccolta viene quindi riscaldata dall'energia solare , innescando così un processo di separazione del sale dall'acqua a causa dell'effetto evaporativo, il tutto facilitato da una membrana inserita tra l'acqua contaminata e l'acqua potabile per evitare la loro miscelazione, con una strategia simile a quella di alcune piante in grado di sopravvivere in ambienti marini (ad esempio le mangrovie) ", spiegano Matteo Fasano e Matteo Morciano .

Mentre le tradizionali tecnologie di dissalazione " attiva " richiedono costose parti meccaniche o elettriche (ad esempio pompe, ventilatori e sistemi di controllo) e richiedono tecnici specializzati per l'installazione e la manutenzione, la tecnologia di desalinizzazione proposta dal Politecnico si basa su processi spontanei che avvengono senza l'ausilio di particolari macchinario ausiliario, e sono quindi classificabili come " passivi " . In questo modo, il dispositivo è semplice da installare e riparare, nonché a basso costo, caratteristiche particolarmente interessanti nelle regioni costiere che soffrono di una cronica carenza di acqua potabile, ma sono rimaste finora dimenticate dalle infrastrutture e dagli investimenti centralizzati.

Tuttavia, uno dei principali svantaggi di tali tecnologie " passive " per la desalinizzazione era la minore efficienza energetica rispetto alle tecnologie " attive " . I ricercatori del Politecnico di Torino hanno affrontato questo ostacolo con creatività: "Mentre studi precedenti si concentravano su come ottimizzare l'assorbimento dell'energia solare, abbiamo spostato la nostra attenzione su come sfruttare al massimo l'energia solare assorbita. siamo riusciti a raggiungere valori record di produttività: fino a 20 litri al giorno di acqua potabile prodotta per metro quadrato esposto al sole. La chiave per questo aumento delle prestazioni è il " riciclaggio" del calore solare in diversi processi di evaporazione a cascata, seguendo il filosofia di 'fare di più, con meno' Le tecnologie basate su questo processo sono chiamate ' multi-effetto ', e questa è la prima volta che questa strategia è stata utilizzata nelle tecnologie di desalificazione " passive" .

Dopo aver sviluppato il prototipo per oltre due anni e averlo testato direttamente nel Mar Ligure (a Varazze), gli ingegneri del Politecnico sostengono che questa tecnologia potrebbe avere un impatto in località costiere isolate con poca acqua potabile ma molta energia solare, soprattutto nei paesi in via di sviluppo. Inoltre, la tecnologia è particolarmente adatta a fornire acqua potabile sicura ea basso costo in situazioni di emergenza, ad esempio in aree colpite da alluvioni o tsunami, e isolata per giorni o settimane dalla rete elettrica e dall'acquedotto. Un'ulteriore applicazione è la creazione di orti galleggianti per la produzione di cibo, un'opzione futuristica soprattutto nelle zone sovrappopolate.

I ricercatori, che continuano a lavorare su questo tema all'interno del Clean Water Center del Politecnico di Torino, stanno ora cercando possibili partner industriali per rendere il prototipo più duraturo, scalabile e versatile. Ad esempio, una versione ingegnerizzata del dispositivo potrebbe fornire acqua fresca alle aree costiere in cui lo sfruttamento eccessivo delle falde acquifere provoca intrusioni saline (un problema particolarmente grave in alcune zone della Puglia), o per trattare acque inquinate da impianti industriali o minerari.

Un applauso per questi ragazzi. Ripeto sempre, abbiamo le menti più brillanti del pianeta!

(Fonte: Articolo originale sul Blog di Beppe Grillo)

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Giuseppe Grillo

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