La disponibilità delle risorse idriche è un problema che affligge sempre di più il nostro mondo. Dagli scandali per la privatizzazione dell'Acqua in occidente alla sua assenza nelle zone desertiche, l'acqua sta diventando uno degli argomenti più pressanti per la sostenibilità della vita sulla terra.
Proprio per questo team di ricercatori di tutto il mondo cercano di ricavare acqua potabile dall'aria. Sembra fantascienza, ma è ormai realtà, e il team di ricercatori condotto da Omar Yaghi, chimico all'Università di Berkeley, in California ha trovato un materiale che permette di farlo in maniera estremamente efficiente.
Ci sono all'incirca 13 bilioni (mille miliardi) di litri di acqua dispersi nell'aria sotto forma di vapore in ogni momento, l'equivalente del 10% di tutta l'acqua dolce presente in laghi e fiumi. Proprio per questo, sarebbe estremamente conveniente riuscire a estrarre quest'acqua da una risorsa che è sempre presente tutt'intorno a noi. Ciò permetterebbe di fornire acqua in tutte le zone a secco, in maniera costante e sicura.
Già diverse aziende forniscono apparecchi che permettono di ottenere acqua semplicemente separando le molecole della sostanza dall'aria, e condensandole per ottenere un prodotto potabile. Tuttavia, questi dispositivi sono molto costosi, e richiedono ingenti quantità di corrente elettrica.
oppure un ambiente molto umido.
Tra le soluzioni trovate, vi sono filtri estremamente sottili che riescono a catturare acqua dalla nebbia, e de-umidificatori molto potenti. Tuttavia, i primi necessitano di un ambiente molto umido per funzionare, mentre i secondi divorano grandi quantità di energia elettrica.
Di cosa si tratta
Il dispositivo messo a punto dal team di Yaghi sembrerebbe aver risolto il problema. Fa uso di particolari polveri cristalline dette 'strutture metallo-organiche'. Yaghi sviluppò questo particolare tipo di strutture - cristalli porosi che formano reticoli tridimensionali continui - già 20 anni fa. Questi materiali possono essere impiegati per gli scopi più disparati, permettendo uno stoccaggio semplice di gas e liquidi.
Infatti gli ingegneri possono costruire questi materiali con differenti metalli e molecole organiche, controllando quindi quali gas possano essere trattenuti dai reticoli.
Da allora, questi materiali sono stati ampiamente sfruttati. L'azienda chimica BASF, ad esempio, ha sintetizzato un tipo di struttura metallo-organica con lo scopo di integrarla nei serbatoi di metano degli autotreni. Questi serbatoi hanno mostrato di poter contenere tre volte il metano che può contenere un serbatoio normale.
Nel 2014, Yaghi sintetizzò una struttura metallo-organica particolarmente efficace nell'assorbire acqua. Insieme a Evelyn Wang, un ingegnere meccanico del MIT, ha quindi realizzato un dispositivo in grado di estrarre efficientemente acqua dall'aria utilizzando energia solare.
Il dispositivo è dotato di un sottile foglio di rame poroso in cui vi è compressa un chilo di polvere della struttura metallo-organica di Yaghi. Il foglio è posto in mezzo ad un pannello solare e un serbatoio che contiene una piastra refrigerante.
Come funziona
Durante la notte, il serbatoio è aperto, permettendo così all'aria di diffondersi attraverso il foglio poroso. Le molecole d'acqua vengono quindi catturate dalla polvere. La mattina dopo, il serbatoio viene chiuso, e la luce solare scalda il pannello e la struttura metallo-organica, che rilascia le molecole sotto forma di vapore all'interno del serbatoio. La differenza di temperatura tra il vapore e la piastra refrigerante fa sì che l'acqua si condensi.
Il prototipo funziona talmente bene che in condizioni del 20-30 percento di umidità è riuscito a ricavare 2,8 litri d'acqua in 12 ore con solo un chilogrammo di struttura metallo-organica. Il dispositivo sembrerebbe funzionare anche in condizioni di vita reale.
Questo è solo il primo passo di un percorso che potrebbe portare ad una rivoluzione e ad un Benessere senza precedenti. Il zirconio, il materiale usato da Yaghi nel prototipo, ha un costo di 150$ a chilogrammo, rendendo quindi l'estrazione di acqua ancora troppo costosa per una diffusione su larga scala. Tuttavia, Yaghi ed il suo gruppo di ricerca sono già riusciti a progettare una struttura metallo-organica in grado di rimpiazzare lo zirconio con l'alluminio, che costa 100 volte meno.
Se l'esperimento di Yoghi dovesse avere successo, permetterebbe non solo di dissetare le popolazioni che abitano regioni aride del mondo, ma anche di fornire acqua a fattorie nel pieno deserto.
