Memori della siccità invernale, in Italia ci affacciamo all’estate con un livello di severità idrica bassa in tutta la penisola. Ciò significa che, almeno nel breve periodo, non avremo problemi di carenza di acqua potabile [1]. E’ però inaccettabile aspettare e sperare che qualcosa cambi, che i corsi d’acqua tornino a riempirsi con le stesse dinamiche di un tempo. Occorre mettere in atto soluzioni concrete per far fronte alla crisi idrica.

I sistemi che permettono di riciclare l’acqua del mare, ma anche dai reflui industriali e urbani ad oggi sono due: la distillazione e l’iperfitrazione, anche nota come osmosi inversa.

La distillazione separa sali ed acqua tramite ebollizione della soluzione e successiva condensazione del vapore. In altre parole, la soluzione salmastra viene portata ad ebollizione in grosse vasche e, facendo condensare il vapore acqueo in una vasca differente, si produce acqua potabile.

Nella dissalazione per osmosi inversa, invece, l’acqua salmastra o marina passa attraverso membrane che agiscono come filtri, separando le molecole del sale da quelle dell’acqua rendendola quindi adatta ad usi agricoli, industriali o persino potabile [2].

Se con la prima tecnica il processo è termico, con la seconda è meccanico e la purezza dell’acqua finale dipenderà dalla sezione dei filtri. Entrambi i metodi sono comunque estremamente costosi perché necessitano di immense quantità di energia [2]. Per desalinizzare 1 metro cubo di acqua marina occorre infatti occorrere 1 KWh o più di energia [3].

L’iperfiltrazione in particolare presenta alcuni rischi per l’ambiente. In primo luogo, gli scarti devono essere smaltiti correttamente perché ipersalini. Inoltre, piccoli pesci e plancton, rimangono spesso intrappolati nei pori delle membrane filtranti. Il risultato è quindi un danneggiando della catena trofica locale [2].

La dissalazione per osmosi inversa è un metodo già ampiamente utilizzato, specie nei Paesi del Medio oriente in cui rappresenta il metodo di approvvigionamento di acqua potabile più utilizzato, data la scarsità di riserve idriche dolci. 

L’Arabia Saudita, detiene la più grande capacità di dissalazione globale con più di 5.5 milioni di m³ di acqua potabile prodotti ogni giorno. Seguono gli Emirati Arabi Uniti, in cui gli enti di approvvigionamenti di acqua potabile delle città di Abu Dhabi e Dubai producono rispettivamente 3.9 milioni m³ e 2.3 milioni di m³ al giorno [4].

Anche negli Stati Uniti questa tecnologia è largamente utilizzata, in particolare in California e in Florida. Ma anche nei Paesi del Pacifico come Giappone, Corea del Sud e Hong Kong.

Seppur poco conosciuto, anche in Europa questo metodo di estrazione è una realtà affermata. La Spagna è il principale produttore di acqua potabile da iperfiltrazione, producendo 1.6 milioni di metri cubi al giorno. Al secondo posto c’è l’Italia, in cui vengono prodotti circa 200.000 metri cubi al giorno. Seguono poi Cipro, Malta e Grecia [4].

L’obiettivo principale della ricerca attuale è migliorare l’efficienza di questo processo per ridurre i costi proibitivi. Richard Muller, Professore di Fisica alla UC Berkeley, sottolinea un concetto molto importante: “Al mondo non vi è carenza di acqua, vi è carenza di acqua economicamente sostenibile”. Soltanto una volta che i costi della dissalazione saranno abbattuti si potrà pensare ad essa come metodo concreto per risolvere la carenza di acqua potabile [3].

Notizie confortanti su questo fronte arrivano dall’ Università del Texas. Una ricerca pubblicata su Science rivela che la densità e la distribuzione della massa del materiale utilizzato per realizzare la membrana osmotica sono alla base di una filtrazione più efficiente. Una membrana perfettamente regolare in scala nanometrica riesce a purificare una quantità di acqua molto più alta, con un consistente vantaggio in termini di costo per litro d'acqua potabile che permetterebbe di risparmiare fino al 40% dell'energia necessaria [5].

Una diversa ricerca, pubblicata su Nature Sustainability, propone invece un tipo di membrana metallorganica (MOF, Metal-Organic-Framework), le cui proprietà permetterebbero il filtraggio dell’acqua marina per via meccanica, grazie alla porosità della membrana, a cui si affianca il valore aggiunto della luce del sole che permette la purificazione dell’acqua senza l’uso di sostanze chimiche [6].

Lo sviluppo tecnologico sta certamente facendo passi da gigante per rendere l’iperfiltrazione un processo efficiente. Una volta che si sarà trovata la chiave giusta, dovremo però comunque ricordarci di due cose: dei rischi ambientali che le soluzioni ipersaline di scarto rappresentano, e che l’acqua potabile, indipendentemente da come è prodotta, rimane una risorsa preziosa che non va sprecata.

Questo articolo è stato realizzato nell'ambito del progetto "PILLOLE D'ACQUA PIANA: seminari itineranti, blog e podcast per una gestione sostenibile delle risorse idriche in Piana Rotaliana", attuato dall'associazione ECONTROVERTIA APS e sostenuto dalla Fondazione Caritro (Prot. n. U445.2023/SG.386 del 23 aprile 2023).

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Bibliografia:

[1] ISPRA: Idrologia, Idromorfologia, Risorse Idriche, Inondazioni e Siccità. (n.d.). https://www.isprambiente.gov.it/pre_meteo/idro/SeverIdrica.html

[2] Gandelli, S. (2023, March 13). Dissalazione: come trasformare l’acqua di mare in acqua dolce. Geopop. https://www.geopop.it/dissalazione-come-trasformare-lacqua-di-mare-in-acqua-dolce/

[3] Quora. (2017, September 7). Why Desalination Isn’t The Answer To The World’s Water Problems. Forbes. https://www.forbes.com/sites/quora/2017/09/07/why-desalination-isnt-the-answer-to-the-worlds-water-problems/?sh=2acad30c4737

[4] Izzi, A. (2022, October 24). L’utilizzo dei dissalatori a osmosi inversa in Europa e in Medio Oriente. Geopop. https://www.geopop.it/lutilizzo-dei-dissalatori-a-osmosi-inversa-in-europa-e-in-medio-oriente/

[5] Culp, T. E., Khara, B., Brickey, K. P., Geitner, M., Zimudzi, T. J., Wilbur, J., Jons, S. D., Roy, A., Paul, M., Ganapathysubramanian, B., Zydney, A. L., Kumar, M., & Gomez, E. D. (2021). Nanoscale control of internal inhomogeneity enhances water transport in desalination membranes. Science, 371(6524), 72–75. https://doi.org/10.1126/science.abb8518

[6] Ou, R., Zhang, H., Truong, V. X., Zhang, L., Hegab, H. M., Han, L., Hou, J., Zhang, X., Deletic, A., Jiang, L., Simon, G. P., & Wang, H. (2020). A sunlight-responsive metal–organic framework system for sustainable water desalination. Nature Sustainability, 3(12), 1052–1058. https://doi.org/10.1038/s41893-020-0590-x

Immagine copertina e di anteprima: Onde nell'oceano. Foto di Silas Baisch scaricata da Unsplash