Ottenere acqua dall’umidità in qualunque condizione

Gravi carenze d’acqua colpiscono ancora molte regioni del mondo, e la situazione non sembra migliorare, con la popolazione in crescita esponenziale e il clima in continuo riscaldamento. Ma se ancora scateniamo guerre per il petrolio e il gas, cosa importerà alle grandi potenze mondiali dei problemi che affliggono le popolazioni più povere del mondo? Ecco perchè lì dove non arriva la sensibilità umana, deve arrivare la tecnologia. Abbiamo già parlato su queste pagine di come ottenere acqua dall’atmosfera (Warka Water Tower: come raccogliere l’acqua dall’atmosfera), ora nuove speranze sembrano arrivare dagli scienziati del MIT e dell’Università della California, che potrebbero aver scoperto come ottenere acqua pulita e fresca quasi ovunque sulla Terra attingendo direttamente dall’umidità nell’aria, anche nella più secca delle condizioni.

C’è da dire che esistono già tecnologie per l’estrazione di acqua da aria molto umida, e ci sono modi di rimuovere l’umidità dall’aria secca però con grandi dispendi di energia. Ad esempio in Cile e Marocco l’acqua viene raccolta direttamente dall’umidità, ma in questi paesi si tocca quasi il 100% di umidità, condizioni quasi uniche al mondo.

Una speranza per le popolazioni più povere

Ma questo nuovo metodo sviluppato dal MIT è il primo che ha il potenziale per essere usato praticamente in qualsiasi luogo, indipendentemente dai livelli di umidità. I ricercatori infatti hanno sviluppato un sistema completamente passivo che si basa su un materiale espanso che attira l’umidità nei suoi pori, il tutto alimentato interamente dal calore solare.

Questo è infatti ciò che spiega Sameer Rao, dottorando del MIT: “Ci sono zone desertiche sparse in tutto il mondo con circa il 20% di umidità, dove l’acqua potabile è un bisogno pressante, ma in realtà non c’è stata una tecnologia che abbia mai riempito questo bisogno. Con questo nuovo sistema tutto ciò che serve è la luce del sole, senza bisogno di una fornitura di energia esterna e senza parti in movimento”

“In realtà, il sistema non richiede nemmeno direttamente la luce del sole. Quello di cui ha bisogno è una fonte di calore, che potrebbe anche essere un fuoco di legna. Ci sono un sacco di posti dove c’è biomassa disponibile a bruciare e dove l’acqua scarseggia”, spiega ancora Rao.

La chiave del nuovo sistema risiede nel materiale poroso stesso, che è parte di una famiglia di composti noti come strutture metallo-organiche (MOFs), materiali cristallini costituiti da ioni o cluster metallici coordinati a leganti organici rigidi in modo da formare strutture mono-, bi- o tridimensionali con porosità molto elevata. Il primo a sintetizzare questi materiali fu Omar Yaghi due decenni fa, professore di chimica dell’Università della California e che sta partecipando a questa scoperta. Questi composti formano una sorta di configurazione spugnosa con grandi superfici interne. Sintonizzando l’esatta composizione chimica del MOF queste superfici possono diventare completamente idrofile.

Questo sistema è costituito da un cubo al cui interno sono presenti diversi strati. Il materiale poroso viene disposto tra una superficie superiore verniciata di nero per assorbire il calore solare, ed una superficie inferiore che viene mantenuta alla stessa temperatura dell’aria esterna. Il calore della fonte converte le molecole d’acqua presenti nell’umidità in vapore, le quali vengono intrappolate nei pori del materiale e, guidate naturalmente dal gradiente di temperatura e di concentrazione, iniziano a gocciolare allo stato liquido e a raccogliersi sulla superficie più fredda inferiore.

I test hanno dimostrato che solo 1 kg di materiale poroso potrebbe raccogliere circa 3 litri di acqua fresca al giorno, abbastanza per la fornitura di acqua potabile per una persona, in un luogo dall’aria molto secca con umidità di appena il 20%. Tali sistemi richiedono solo attenzione un paio di volte al giorno per raccogliere l’acqua, aprire il dispositivo per far entrare l’aria fresca, e iniziare il ciclo successivo.

Mentre questi esperimenti iniziali hanno dimostrato che il concetto può funzionare, il team dice che c’è più lavoro da fare per perfezionare la progettazione e la ricerca di varietà ancora più efficaci di MOF.

Potrebbe però essere una svolta importantissima per portare acqua potabile in tutto il mondo.