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Troppa o troppo poca, il destino dell’acqua nell’era dei cambiamenti climatici

pubblicato il: - ultima modifica: 30 Luglio 2021
desalinizzazione - acqua da bere
Foto di Horst Doehler da Pixabay

Nel 1995, Ismail Serageldin, ex funzionario della Banca Mondiale, aveva profetizzato che i prossimi conflitti sarebbero stati combattuti per l’acqua. A quasi trent’anni di distanza, i suoi moniti sono sempre più credibili e rendono urgente l’adozione di soluzioni al problema della carenza di acqua da bere. La desalinizzazione è un settore in rapido sviluppo, a cui le rinnovabili possono dare un contributo determinante

In questi giorni si svolge a Roma il prevertice del Food System Summit, evento che si terrà in settembre e che farà il punto sui progressi nel raggiungimento degli Obiettivi di sviluppo sostenibile indicati dalle Nazioni unite al 2030.

Il Summit e l’evento che lo precede, adottano un approccio sistemico, che affronta insieme la lotta alla fame e alle disuguaglianze, il contrasto ai cambiamenti climatici e la distruzione della biodiversità, cercando nel contempo di alleviare gli impatti della pandemia da Covid.

Questi fenomeni sono infatti collegati tra loro e gli interventi che hanno le migliori probabilità di riuscire sono quelli che tengono conto della loro interconnessione.

Il cibo – interfaccia tra natura e cultura, specchio del nostro rapporto con il mondo vivente – è il filo conduttore dei due appuntamenti che devono, però, fare i conti con manifestazioni dei cambiamenti climatici sempre più evidenti, soprattutto per quanto riguarda il ciclo dell’acqua.

Coerentemente con quanto da anni prevedono i modelli climatici, il riscaldamento globale porta a variazioni nella frequenza e nell’intensità delle precipitazioni. Con risultati come quelli a cui abbiamo assistito nelle ultime settimane: da una parte, alluvioni colossali in Germania, Europa centrale e Cina, dall’altra siccità gravissime negli Stati Uniti occidentali e in Iran.

Si tratta di manifestazioni, purtroppo estreme, di un problema, quello della carenza di acqua potabile, che già oggi affligge più di 2 miliardi di persone e che anche nel nostro paese rischia di diventare critico.

Secondo le stime dell’Ispra, a causa dei cambiamenti climatici l’Italia potrebbe dover affrontare una riduzione della disponibilità di acqua del 40%, con punte che al Sud potrebbero arrivare al 90%.

Numeri che rendono urgenti l’adozione di misurare per adattare il sistema idrico a scenari che in pochissimi anni potrebbero essere radicalmente diversi da quelli attuali. Tra le soluzioni a cui si guarda con più interesse, ci sono quelle per desalinizzare l’acqua marina e salmastra.

Per fortuna, come sottolineato in un convegno organizzato da Althesys, negli ultimi anni i costi di queste tecnologie sono diminuiti moltissimo: a oggi, sono compresi tra 0,5 e 1,35 euro per metro cubo, gli impianti più efficienti arrivano anche 0,4 euro per metro cubo e già nel medio periodo si prevedono ulteriori diminuzioni.

Inoltre, sottolinea Althesys, le energie rinnovabili, solare ed eolico in particolare, stanno dando un contributo importante alla riduzione dei costi energetici delle procedure di desalinizzazione, fattore che può diventare cruciale per gli impianti installati sulle isole.

Oggi su diverse isole minori l’acqua arriva ancora con navi cisterna, con impatti ambientali assai elevati e la combinazione tra rinnovabili e sistemi di desalinizzazione è già competitiva dal punto di vista economico.

Come per il settore delle rinnovabili, anche quello della desalinizzazione risente delle lungaggini e della farragginosità dei processi autorizzativi, al punto che a oggi la produzione di acqua dissalata è pari soltanto allo 0,1% del prelievo di acqua dolce.

L’auspicio di Althesys è che si riesca a ridisegnare le politiche idriche, semplificando le autorizzazioni e accorpando realizzazione e gestione sotto un’unica regia.

Le tecnologie di desalinizzazione oggi disponibili

Oltre alle tecnologie già in commercio – evaporative, a permeazione, per scambio ionico – sono in fase di sviluppo sistemi che adottano approcci innovativi.

Un team di ricercatori composto da Siew-Leng Loo, Lía Vásquez Sánchez, Uttam C. Paul, Laura Campagnolo, Athanassia Athanassiou, guidato da Despina Fragouli del gruppo Smart Materials dell’Istituto italiano di tecnologia, ha sviluppato una spugna fototermica che riesce a generare acqua potabile a partire sia dall’acqua marina sia dall’umidità atmosferica, senza bisogno di fonti di energia esterne.

Un grammo di spugna, composta da una struttura tridimensionale di grafite espansa intrecciata all’interno di una rete di poliuretano e poliacrilato di sodio, è in grado di estrarre 2 grammi di umidità dall’atmosfera e di rimuovere il 99,99% dei sali disciolti nell’acqua.

Una volta che sarà messa in commercio, potrà trovare applicazione nei paesi aridi e, come soluzione di emergenza, sulle imbarcazioni. Il team dell’Iit ha in corso ricerche per sviluppare questo tipo di materiali a partire dagli scarti della produzione alimentare e dai residui delle attività agricole, con l’obiettivo di ridurre ulteriormente i costi e ampliarne i possibili utilizzi al recupero e alla potabilizzazione delle acque reflue.

Un altro studio, risultato della collaborazione tra un gruppo di ricerca del Politecnico di Torino e il Mit di Boston, ha indagato le possibili soluzioni alla cristallizzazione dei sali all’interno dei desalinizzatori, fenomeno che riduce durata e prestazioni degli impianti.

Sarebbero in realtà già disponibili nanomateriali in grado di risolvere questo problema, ma i costi sono ancora troppo elevati per consentire lo scale-up. Il team di ricerca, composto da Matteo Morciano, Matteo Fasano, Eliodoro Chiavazzo e Pietro Asinari (e da Svetlana V. Boriskina per il Mit) è riuscito a sviluppare un prototipo capace di dissalare l’acqua di mare in maniera sostenibile e rimuovere spontaneamente il sale accumulato durante il funzionamento.

L’apparecchio sfrutta l’effetto Marangoni, un fenomeno che consiste nel trasferimento dei fluidi a concentrazioni differenti in soluzioni acquose, trasferimento causato dalle differenze nel gradiente di tensione superficiale.

All’attuale fase di sviluppo, il dissalatore è in grado di fornire più di 15 litri di acqua al giorno, mentre il processo di rimozione del sale risulta essere fino a 100 volte più veloce rispetto alle predizioni basate sulla diffusione spontanea.

Esempi di potabilizzazione dell’acqua anche in Italia: a Sasso Marconi il potabilizzatore realizzato dal Gruppo Hera prende acqua dal fiume Reno e dal torrente Setta, la rende potabile e la serve a 34 comuni del bolognese, tra cui il capoluogo, per un totale di quasi 800.000 abitanti.

Il 42% dell’acqua potabile totale – in media sono 38 milioni di metri cubi all’anno – erogata nella provincia di Bologna proviene proprio da qui.

L’impianto – certificato Aws (Alliance for Water Stewardship), standard internazionale che guida a un utilizzo responsabile della risorsa idrica – lavora a ciclo continuo ed è completamente automatizzato e controllato 24 ore su 24 dalla centrale di telecontrollo del Gruppo Hera.

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