Quando il mare toglierà la sete
Anna Maria Liguori , Maria Francesca Fortunato , di MARIA FRANCESCA FORTUNATO e ANNA MARIA LIGUORILa dissalazione è costosa e inquinante, dal sole le soluzioni alternative. E arriva un prototipo del Politecnico di Torino che ha avuto la copertina di “Nature Sustainability”. Il primo test in California, al via i lavori per un impianto a Santa Catalina
Si sa da sempre: il mare è un infinito serbatoio di acqua potabile. E mentre il bisogno di “oro blu” si fa molto più pressante in tutto il mondo (in alcuni Paesi poi è una drammatica emergenza), si discute sui pro e sui contro della dissalazione di acqua marina. Una tecnologia che può presentare impatti sensibili sul territorio, gli impianti sono enormi e quasi sempre sulle coste, ma che negli ultimi anni è diventata più competitiva dal punto di vista energetico e ambientale.
Renato Drusiani, technical advisor di Utilitalia, la Federazione delle aziende che si occupano di acqua, ambiente ed energia, ci fa il quadro della situazione: «Nel mondo la produzione di acqua dissalata è di oltre 100 milioni di mc al giorno, a cominciare dai Paesi Arabi, Australia, costa orientale degli Usa e alcuni Stati che si affacciano sul Mediterraneo. Poi c’è Israele, dove ci sono quattro impianti di dissalazione che garantis…
Renato Drusiani, technical advisor di Utilitalia, la Federazione delle aziende che si occupano di acqua, ambiente ed energia, ci fa il quadro della situazione: «Nel mondo la produzione di acqua dissalata è di oltre 100 milioni di mc al giorno, a cominciare dai Paesi Arabi, Australia, costa orientale degli Usa e alcuni Stati che si affacciano sul Mediterraneo. Poi c’è Israele, dove ci sono quattro impianti di dissalazione che garantis…
Si sa da sempre: il mare è un infinito serbatoio di acqua potabile. E mentre il bisogno di “oro blu” si fa molto più pressante in tutto il mondo (in alcuni Paesi poi è una drammatica emergenza), si discute sui pro e sui contro della dissalazione di acqua marina. Una tecnologia che può presentare impatti sensibili sul territorio, gli impianti sono enormi e quasi sempre sulle coste, ma che negli ultimi anni è diventata più competitiva dal punto di vista energetico e ambientale.
Renato Drusiani, technical advisor di Utilitalia, la Federazione delle aziende che si occupano di acqua, ambiente ed energia, ci fa il quadro della situazione: «Nel mondo la produzione di acqua dissalata è di oltre 100 milioni di mc al giorno, a cominciare dai Paesi Arabi, Australia, costa orientale degli Usa e alcuni Stati che si affacciano sul Mediterraneo. Poi c’è Israele, dove ci sono quattro impianti di dissalazione che garantiscono quasi la metà del fabbisogno nazionale. E negli Emirati Arabi Uniti, nel porto di Jebel Ali, vengono prodotti 600 mila mc di acqua al giorno. Ma c’è anche Barcellona (con un livello di piovosità paragonabile a quello italiano) che ha messo in opera un sistema idrico forte di due potabilizzatori e due dissalatori e che riesce a fornire acqua potabile a 5 milioni di abitanti e a più di 8 milioni di turisti l’anno».
Intanto in Italia il prelievo delle acque marine è appena lo 0,1% del prelievo totale (13,619 milioni di mc su un totale di 9,108 miliardi di mc di acqua totale prelevata dalle sorgenti) in soli due distretti: in Sicilia e nell’aria dell’Appennino Settentrionale (il restante 7,5% diviso tra Toscana e Liguria). Un dato insufficiente per l’ormai enorme fabbisogno della Penisola. C’è poi l’impianto di dissalazione per la raffineria del gruppo Saras (Cagliari) con una produzione di 12mila metri cubi al giorno di acqua demineralizzata. Realizzato nel 2017 rappresenta l’impianto a osmosi inversa di maggiore capacità operativo nel nostro Paese.
A fronte dei milioni di mc di acqua dissalata nel mondo, questa soluzione ha avuto finora degli svantaggi che sembravano insormontabili: un consumo energetico molto alto e la restituzione in mare della “salamoia”, il residuo del processo di dissalazione con l’osmosi inversa, che, soprattutto in golfi chiusi, causa gravi danni all’ecosistema marino. Ma negli ultimi tempi il progresso in questo ambito è stato molto importante. «Oggi – spiega Drusiani – sono entrate in gioco le fonti rinnovabili, il solare e l’eolico, che abbattono i costi di energia».
Il problema rimane la salamoia che spesso finisce in mare senza trattamenti, magari insieme ai residui di disinfettanti e additivi. Uno studio apparso su Science of the Total Environment e coordinato dall’Istituto per l’acqua, l’ambiente e la salute dell’Università delle Nazioni Unite ha stimato la produzione di salamoia in 142 milioni di metri cubi al giorno a fronte di 95 milioni di metri cubi d’acqua dissalata ottenuti: circa il 50 per cento in più rispetto alle previsioni precedenti. Per minimizzare l’impatto della salamoia dalla ricerca arrivano risultati interessanti: gettare l’acqua residua in mare aperto e usare dei diffusori per evitare che si concentri e si depositi al fondo eliminerebbe i problemi all’ecosistema marino. L’obiettivo a lungo termine, però, deve essere quello di produrre uno scarto solido: trattare la salamoia e ottenere solo sale e un rifiuto più facile da gestire.
A proposito di energia solare, invece, gli ingegneri del Politecnico di Torino hanno sviluppato il prototipo di un dissalatore di acqua marina low cost e a energia solare, capace di garantire quasi il doppio della resa rispetto ai sistemi simili esistenti. Uno studio che a dicembre scorso era sulla copertina di Nature Sustainability.
L’obiettivo del team – coordinato da Pietro Asinari e Eliodoro Chiavazzo con Matteo Fasano, Matteo Morciano e Francesca Viglino – è mettere a punto una tecnologia sostenibile facile da gestire e accessibile anche ai Paesi in via di sviluppo. «Quindi: non un impianto a osmosi inversa – annuncia Chiavazzo – né tecnologia termica “attiva”. Abbiamo scelto le tecnologie passive. Sono macchine statiche che non richiedono valvole, pompe o sistemi di controllo. Sono più resistenti, meno esposte a guasti e non servono tecnici specializzati per la gestione».
Un impianto passivo assorbe l’acqua in modo “spontaneo” ed esposto alla luce diretta del sole riesce a produrre in automatico una certa quantità d’acqua non salata. Il team ha cambiato approccio rispetto a quello seguito in letteratura. «Invece di assorbire più energia abbiamo pensato di sfruttarla al meglio, applicando per la prima volta una metodologia “multistadio” o a “effetto multiplo” in un sistema passivo – continua Chiavazzo – In questo modo il calore assorbito e utilizzato viene riciclato e riusato in più processi di evaporazione a cascata e la produttività è quadruplicata. Nei test, condotti in mare a Varazze, in Liguria, abbiamo ottenuto fino a 20 litri di acqua potabile al giorno per ogni metro quadrato esposto al sole». E si scommette sulla nuova tecnologia: imprenditori californiani vogliono realizzare sull’isola di Santa Catalina il primo impianto pilota.
Il sistema è stato pensato per piccole installazioni e potrebbe rispondere ai bisogni di comunità che vivono in Paesi in via di sviluppo o soccorrere località che si ritrovano isolate dalle reti elettriche e idriche dopo una calamità naturale. Potrebbe essere utile in alcune zone del Sud Italia, dove le falde sono contaminate da intrusioni di sale. Nei laboratori del Politecnico di Torino – dove un anno e mezzo fa è nato il Clean Water Center – si lavora alle membrane distillation e la forward osmosi, tecnologie che si basano su membrane alimentate da flussi termici di scarto o solare termico. Soluzioni promettenti per il prossimo futuro.
Renato Drusiani, technical advisor di Utilitalia, la Federazione delle aziende che si occupano di acqua, ambiente ed energia, ci fa il quadro della situazione: «Nel mondo la produzione di acqua dissalata è di oltre 100 milioni di mc al giorno, a cominciare dai Paesi Arabi, Australia, costa orientale degli Usa e alcuni Stati che si affacciano sul Mediterraneo. Poi c’è Israele, dove ci sono quattro impianti di dissalazione che garantiscono quasi la metà del fabbisogno nazionale. E negli Emirati Arabi Uniti, nel porto di Jebel Ali, vengono prodotti 600 mila mc di acqua al giorno. Ma c’è anche Barcellona (con un livello di piovosità paragonabile a quello italiano) che ha messo in opera un sistema idrico forte di due potabilizzatori e due dissalatori e che riesce a fornire acqua potabile a 5 milioni di abitanti e a più di 8 milioni di turisti l’anno».
Intanto in Italia il prelievo delle acque marine è appena lo 0,1% del prelievo totale (13,619 milioni di mc su un totale di 9,108 miliardi di mc di acqua totale prelevata dalle sorgenti) in soli due distretti: in Sicilia e nell’aria dell’Appennino Settentrionale (il restante 7,5% diviso tra Toscana e Liguria). Un dato insufficiente per l’ormai enorme fabbisogno della Penisola. C’è poi l’impianto di dissalazione per la raffineria del gruppo Saras (Cagliari) con una produzione di 12mila metri cubi al giorno di acqua demineralizzata. Realizzato nel 2017 rappresenta l’impianto a osmosi inversa di maggiore capacità operativo nel nostro Paese.
A fronte dei milioni di mc di acqua dissalata nel mondo, questa soluzione ha avuto finora degli svantaggi che sembravano insormontabili: un consumo energetico molto alto e la restituzione in mare della “salamoia”, il residuo del processo di dissalazione con l’osmosi inversa, che, soprattutto in golfi chiusi, causa gravi danni all’ecosistema marino. Ma negli ultimi tempi il progresso in questo ambito è stato molto importante. «Oggi – spiega Drusiani – sono entrate in gioco le fonti rinnovabili, il solare e l’eolico, che abbattono i costi di energia».
Il problema rimane la salamoia che spesso finisce in mare senza trattamenti, magari insieme ai residui di disinfettanti e additivi. Uno studio apparso su Science of the Total Environment e coordinato dall’Istituto per l’acqua, l’ambiente e la salute dell’Università delle Nazioni Unite ha stimato la produzione di salamoia in 142 milioni di metri cubi al giorno a fronte di 95 milioni di metri cubi d’acqua dissalata ottenuti: circa il 50 per cento in più rispetto alle previsioni precedenti. Per minimizzare l’impatto della salamoia dalla ricerca arrivano risultati interessanti: gettare l’acqua residua in mare aperto e usare dei diffusori per evitare che si concentri e si depositi al fondo eliminerebbe i problemi all’ecosistema marino. L’obiettivo a lungo termine, però, deve essere quello di produrre uno scarto solido: trattare la salamoia e ottenere solo sale e un rifiuto più facile da gestire.
A proposito di energia solare, invece, gli ingegneri del Politecnico di Torino hanno sviluppato il prototipo di un dissalatore di acqua marina low cost e a energia solare, capace di garantire quasi il doppio della resa rispetto ai sistemi simili esistenti. Uno studio che a dicembre scorso era sulla copertina di Nature Sustainability.
L’obiettivo del team – coordinato da Pietro Asinari e Eliodoro Chiavazzo con Matteo Fasano, Matteo Morciano e Francesca Viglino – è mettere a punto una tecnologia sostenibile facile da gestire e accessibile anche ai Paesi in via di sviluppo. «Quindi: non un impianto a osmosi inversa – annuncia Chiavazzo – né tecnologia termica “attiva”. Abbiamo scelto le tecnologie passive. Sono macchine statiche che non richiedono valvole, pompe o sistemi di controllo. Sono più resistenti, meno esposte a guasti e non servono tecnici specializzati per la gestione».
Un impianto passivo assorbe l’acqua in modo “spontaneo” ed esposto alla luce diretta del sole riesce a produrre in automatico una certa quantità d’acqua non salata. Il team ha cambiato approccio rispetto a quello seguito in letteratura. «Invece di assorbire più energia abbiamo pensato di sfruttarla al meglio, applicando per la prima volta una metodologia “multistadio” o a “effetto multiplo” in un sistema passivo – continua Chiavazzo – In questo modo il calore assorbito e utilizzato viene riciclato e riusato in più processi di evaporazione a cascata e la produttività è quadruplicata. Nei test, condotti in mare a Varazze, in Liguria, abbiamo ottenuto fino a 20 litri di acqua potabile al giorno per ogni metro quadrato esposto al sole». E si scommette sulla nuova tecnologia: imprenditori californiani vogliono realizzare sull’isola di Santa Catalina il primo impianto pilota.
Il sistema è stato pensato per piccole installazioni e potrebbe rispondere ai bisogni di comunità che vivono in Paesi in via di sviluppo o soccorrere località che si ritrovano isolate dalle reti elettriche e idriche dopo una calamità naturale. Potrebbe essere utile in alcune zone del Sud Italia, dove le falde sono contaminate da intrusioni di sale. Nei laboratori del Politecnico di Torino – dove un anno e mezzo fa è nato il Clean Water Center – si lavora alle membrane distillation e la forward osmosi, tecnologie che si basano su membrane alimentate da flussi termici di scarto o solare termico. Soluzioni promettenti per il prossimo futuro.