2 Febbraio 2023
Acqua Mari e oceani Risorse e consumi

Vapore acqueo: soluzione sostenibile per l’acqua potabile?

Secondo un nuovo studio di ricercatori dell’Università dell’Illinois Urbana-Champaign, tra gli altri condotti per trasformare il vapore acqueo in acqua potabile, sarebbe fattibile e sostenibile creare infrastrutture in grado di catturare e condensare il vapore acqueo che si forma sopra la superficie degli oceani per fornire acqua dolce ai grandi centri abitati delle regioni subtropicali, in sofferenza idrica in aumento per effetto dei cambiamenti climatici.

C’è una disponibilità quasi illimitata di acqua dolce sotto forma di vapore acqueo sopra gli oceani, ma rimane inutilizzata.

Secondo lo StudioIncreasing freshwater supply to sustainably address global water security at scale” pubblicato il 6 dicembre 2022 su Nature Scientific Reports e condotto da ricercatori dell’Università dell’Illinois Urbana-Champaign, si potrebbero creare infrastrutture in grado di raccogliere il vapore acqueo del mare come una delle soluzioni sostenibili per rifornire di acqua dolce varie località del mondo.

La scarsità d’acqua è un problema globale e colpisce anche gli Stati Uniti come dimostra il livello record di abbassamento del bacino del fiume Colorado – ha affermato Praveen Kumar, Professore di ingegneria civile e ambientale e Direttore esecutivo del Prairie Research InstituteEppure nelle regioni subtropicali, come gli Stati Uniti occidentali, gli oceani vicini evaporano continuamente l’acqua perché c’è abbastanza radiazione solare per effetto della scarsa copertura nuvolosa durante tutto l’anno“.

Lo studio ha valutato 14 località soggette a stress idrico in tutto il mondo per verificare la fattibilità di un’ipotetica struttura in grado di catturare il vapore acqueo sopra le acque dell’oceano per condensarlo in acqua dolce in modo fattibile di fronte al continuo cambiamento climatico.

La mappa dei 14 siti oggetti dello Studio (Fonte. Nature Scientific Reports)

Le tecniche di riciclaggio delle acque reflue, l’inseminazione delle nuvole e la desalinizzazione delle acque del mare, secondo i ricercatori, avrebbero limitati successi. Sebbene installati in alcune aree del mondo, gli impianti di desalinizzazione affrontano problemi di sostenibilità a causa della salamoia e delle acque reflue prodotte cariche di metalli pesanti, tanto che la California ha recentemente abbandonato le misure per aggiungere nuovi impianti di desalinizzazione.

Alla fine – ha aggiunto Kumar – dovremo trovare un modo per aumentare la fornitura di acqua dolce poiché la conservazione e l’acqua riciclata delle fonti attuali sebbene essenziali, non saranno sufficienti per soddisfare i bisogni umani. Pensiamo che il nostro nuovo metodo proposto possa farlo su larga scala

I ricercatori hanno eseguito analisi atmosferiche ed economiche dell’installazione di ipotetiche strutture offshore larghe 210 metri e alte 100 metri, concludendo che catturare l’umidità sulle superfici oceaniche è fattibile per molte regioni del mondo soggette a stress idrico. La resa idrica stimata delle strutture proposte potrebbe fornire acqua dolce per grandi centri abitati nelle regioni subtropicali, stante che le proiezioni più solide del cambiamento climatico indicano che le regioni aride diventeranno più secche e le aree umide diventeranno più umide. 

Illustrazione schematica dell’approccio proposto per catturare l’umidità sopra la superficie dell’oceano e trasportarla verso la terra più vicina per migliorare la sicurezza idrica. Il flusso di umidità evaporata sotto forma di vapore acqueo al di sopra dell’oceano può essere catturato attraverso una presa opportunamente progettata, come concettualizzato a destra dell’immagine, e trasportato nella fase di vapore attraverso un condotto e condensato sulla terraferma come illustrato a sinistra per ottenere acqua dolce. Il flusso di umidità aumenta dolcemente con l’altitudine per effetto del vento orizzontale più forte, offrendo l’opportunità di progettare superfici di cattura verticali. La presa può essere progettata per ottimizzare l’assorbimento di umidità tenendo in considerazione la direzione del vento prevalente e la sua variazione con l’altitudine e il tempo. Un compressore può aumentare l’efficienza di raccolta della massa d’aria umida con l’aspirazione L’energia rinnovabile (eolica o solare) può alimentare l’aspirazione, il trasporto e la condensazione dell’aria umida. Figura creata utilizzando Adobe Photoshop, non in scala. (Fonte: Nature Scientific Reports)

Le attuali regioni che soffrono di scarsità d’acqua saranno probabilmente ancora più secche in futuro, esacerbando il problema – ha dichiarato Francina Dominguez, Professoressa di scienze dell’atmosfera e co-autrice dello studio – Purtroppo, le persone continuano a trasferirsi in aree dalle scarse risorse idriche, come gli Stati Uniti sudoccidentali“.

Al contempo, affermano i ricercatori, proprio questa previsione di condizioni sempre più aride rende più attuabile la nuova tecnologia di raccolta del vapore oceanico.
Le proiezioni climatiche mostrano che il flusso di vapore oceanico aumenterà solo nel tempo, fornendo ancora più acqua dolce – ha sottolineato a sua volta l’altra co-autrice dello Studio, la ricercatrice post-laurea Afeefa RahmanQuindi, l’idea che stiamo proponendo sarà realizzabile sotto la pressione dei cambiamenti climatici, fornendo un approccio tanto necessario ed efficace per l’adattamento, in particolare per le popolazioni vulnerabili che vivono nelle regioni aride e semi-aride del mondo”.

Secondo i ricercatori, una delle caratteristiche più significative della soluzione proposta è che funziona come il ciclo naturale dell’acqua.
“La differenza è che possiamo dirigere l’acqua evaporata dall’oceano – ha aggiunto Domiinguez – Quando Praveen mi ha proposto questa idea, entrambi ci siamo chiesti perché nessuno ci avesse pensato prima visto che sembrava una soluzione così ovvia. Penso che non sia stato fatto prima perché i ricercatori si sono concentrati su soluzioni terrestri, ma il nostro studio mostra che in realtà esistono altre opzioni“.  

I ricercatori hanno affermato che il loro studio apre la porta a nuovi investimenti infrastrutturali che possano affrontare efficacemente la crescente scarsità globale di acqua dolce.

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