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Apr 01, 2023

Un nuovo approccio di desalinizzazione a membrana può fornire acqua potabile dall’acqua di mare

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Con il 71% della Terra coperta d’acqua, ovvero circa 326 quintilioni di galloni (o 1233,9 quintilioni di litri), è facile supporre che ci sia acqua in abbondanza per sostenere i bisogni umani. Tuttavia, la maggior parte dell'acqua della Terra è salata, o in altre parole, salina, che non ha molta utilità quando si tratta di ciò che beviamo, in cui ci bagniamo o utilizziamo per coltivare il cibo.

Questi usi richiedono acqua dolce, e si scopre che in realtà si tratta di materiale relativamente scarso. Costituendo meno del 3% dell'acqua terrestre e in gran parte nascosta nei ghiacciai, puoi vedere dove andrà a finire, soprattutto in un futuro più caldo e secco. La verità è che ancora oggi miliardi di persone in tutto il mondo non hanno accesso all’acqua pulita utilizzabile, causando quella che viene descritta come una crisi idrica globale.

Detto questo, la desalinizzazione, l’atto di rimuovere il sale dall’acqua di mare o dalle falde acquifere salate, è oggi più richiesta che mai. Tuttavia, i metodi convenzionali utilizzati da decenni continuano ad essere altamente costosi e ad alto consumo energetico. Per la prima volta, i ricercatori dell’Università della Giordania, dell’Arab Open University e della King Abdullah University of Science and Technology hanno progettato e utilizzato una nuova classe di membrane biporose a base di alluminio per rimuovere efficacemente il sale dall’acqua di mare a temperature molto inferiori rispetto alle alternative convenzionali .

Nel campo della desalinizzazione mediante evaporazione, i ricercatori suggeriscono che questa tecnologia a membrana rappresenta un progresso significativo in termini di costi, energia e sostenibilità.

Il dottor Mohammed Rasool Qtaishat, uno dei ricercatori principali dietro la nuova membrana biporosa, dice a IE, "la nuova tecnologia consente l'evaporazione dell'acqua a temperatura ambiente, [circa] 25°C, in modo che la desalinizzazione possa essere ottenuta senza requisiti di riscaldamento o pressione. Questo farà risparmiare molta energia e fornirà acqua potabile dall'acqua di mare al minor costo possibile, ed è rispettosa dell'ambiente."

E non è tutto. La ricerca ha rivelato che la membrana biporosa era stabile nei processi di desalinizzazione a lungo termine, dimostrando che il metodo mostra il potenziale per funzionare in modo sostenibile qualora venisse ampliato.

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Allora, cos’è esattamente la desalinizzazione?

La desalinizzazione è un termine generale per i metodi utilizzati per rimuovere il contenuto di sale da fonti d'acqua come l'acqua di mare o le acque sotterranee salate. I processi di desalinizzazione possono essere suddivisi in due gruppi: termici o a membrana, quest'ultimo è la scelta principale. Tuttavia, le tecnologie a membrana come l’osmosi inversa si sono sviluppate rapidamente a partire dagli anni ’60 e le installazioni di nuovi impianti pilota hanno addirittura superato le prestazioni dei processi termici.

Diverse tecnologie convenzionali utilizzate in passato richiedevano il riscaldamento dell’acqua salina prima della desalinizzazione. Il problema con questi metodi è che sono ad alta intensità energetica, il che li rende costosi e inefficienti in termini di utilizzo del carbonio. Inoltre, la maggior parte dei metodi di riscaldamento convenzionali genererebbero anidride carbonica che contribuisce ulteriormente alla crescente minaccia del riscaldamento globale.

Il professor Qtaishat spiega inoltre a IE: "Anticamente, la desalinizzazione veniva ottenuta facendo evaporare l'acqua e successivamente condensandola, il che richiede riscaldamento ed elevata energia. Recentemente, si sono sviluppate nuove tecniche che non richiedono evaporazione, note come desalinizzazione a membrana, come l'osmosi inversa . Invece del riscaldamento e dell'evaporazione, viene applicata l'alta pressione. Ciò spinge l'acqua attraverso la membrana e lascia dietro di sé il sale. Anche in questo caso, l'alta pressione consuma molta energia."

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Per ridurre il consumo energetico, sia sotto forma di riscaldamento che di applicazione di pressione esterna, è importante condurre la desalinizzazione a differenze minime di temperatura transmembrana o a temperatura ambiente.

È qui che entra in gioco la desalinizzazione a membrana (MD). La bassa temperatura e pressione operativa richieste, l’elevata capacità di desalinizzazione e la capacità unica di lavorare utilizzando fonti energetiche a bassa intensità potrebbero rendere questo processo un’alternativa di successo ai processi di desalinizzazione più tradizionali.