La disponibilità d’acqua potabile (vedi depuratore d’acqua oppure trattamento acqua domestico) è diventata un motivo di grande preoccupazione per l’umanità. Alcuni studi delle Nazioni Unite già stimano che circa 1 miliardo di persone al mondo non ha accesso a un’adeguata quantità di acqua potabile. Le malattie trasmesse dall’acqua già rappresentano oltre il 50% delle malattie prevenibili nelle regioni più povere del mondo. Persino nelle regioni più avanzate del mondo, l’acqua di rubinetto non è più considerata sicura da bere. Questo ha fruttato ben 30 miliardi di euro all’industria di acqua da bere confezionata. L’aria atmosferica contiene sempre vapore acqueo. Questo fa parte del ciclo idrologico, in cui l’acqua evapora dai mari e altri bacini idrici, il vapore viene trasportato per via aerea nello strato superiore dell’atmosfera, dove forma le nuvole, che poi lo condensano nuovamente e, ritrasformandosi in acqua, genera pioggia o neve. La quantità di vapore acqueo nell’atmosfera è così grande che può soddisfare tutte le esigenze idriche del genere umano. Scienziati e ingegneri stanno cercando di trovare dei metodi per estrarre l’acqua dall’aria senza attendere il naturale ciclo della pioggia.
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I due processi fondamentali per estrarre l’acqua dall’aria sono: la condensazione da raffreddamento e l’essiccazione dell’umidità. La condensazione da raffreddamento è quel processo che porta alla formazione di goccioline d’acqua sulla parte esterna di una bottiglia o un bicchiere di qualsiasi liquido freddo. L’aria nell’atmosfera viene raffreddata al di sotto del punto di rugiada tramite il contatto con la bottiglia o il bicchiere, provocando la condensazione del vapore acqueo presente nell’aria. Il raffreddamento da essiccazione è dimostrato dall’esperimento del sale da cucina in una saliera, il quale diventa umido assorbendo vapore acqueo dall’aria. Sono adesso in commercio dei dispositivi ‘aria-acqua’. Si stanno tentando anche metodi alternativi. Sembra che stia nascendo anche un’industria ‘aria-acqua’.
1) Utilizzare strutture in pietra naturale per la condensazione
Esempi di condensazione da raffreddamento esistono sin dalle prime civiltà umane. In alcune parti d’Europa e del Medio Oriente, esistono delle strutture in pietra simili ad alveari, alte 10 metri e risalenti al 19° secolo, chiamate pareti dell’aria. Le pietre raffreddano rapidamente durante la notte. Quando l’aria umida entra in contatto con queste pietre, la condensazione produce acqua che viene raccolta in vasche presenti all’interno della struttura e viene poi utilizzata per bere e lavarsi. In Francia, queste strutture sono state utilizzate anche in alcuni vigneti.
2) Utilizzare reti di acqua per la condensazione
Questo è un moderno adattamento delle antiche pareti di pietra per la raccolta dell’acqua. In un villaggio chiamato Cabajane nell’Africa sub-sahariana, una squadra della South African Agricultural University ha aiutato gli abitanti ad appendere delle reti di plastica lungo un passo di montagna. Le nuvole e la nebbia lungo il passo, condensavano l’acqua sulle reti, che scorreva verso il basso attraverso tubi di plastica per essere raccolta in un serbatoio. Diverse centinaia di litri di acqua potabile furono disponibili per il villaggio, grazie a questo semplice sistema, mentre prima i cittadini del villaggio dovevano camminare per più di 2 km per arrivare al più vicino corso d’acqua. Questo esperimento viene ora utilizzato anche in altri paesi dell’Africa sub-sahariana, ma anche in Cile e in alcuni posti del Nepal.
3) Un apparecchio pieghevole per la raccolta dell’acqua
Due architetti israeliani, Joseph Cory e Eyak Malka hanno progettato questa struttura pieghevole triangolare, chiamata WatAir, che dicono imiti le foglie di un albero per condensare il vapore acqueo atmosferico e raccoglierlo in un serbatoio. L’apparecchio si piega in un pacchetto delle dimensioni massime di 1 metro e 3,5 kg di peso; i progettisti vogliono che tale apparecchio possa essere costruito dappertutto, per raccogliere l’acqua atmosferica.
4) La Gust Water Trap di Max Whisson
Il dottor Max Whisson di Perth, in Australia, ha messo a punto un progetto di turbina eolica che produce acqua mediante condensazione, invece che elettricità. La turbina eolica possiede lame verticali ed è montata su un perno con un vano del vento sulla parte posteriore, in modo tale che possa girare e disporsi sulla stessa direzione del vento. Quando la turbina gira, il vento viene incanalato di forza nella torre cava. L’aria passa su un compressore refrigerante azionato dalla turbina a vento e si condensa in acqua, che scorre nei serbatoi alla base della torre. E’ stata costituita una società di nome Water UN Limited per mettere in commercio questa tecnologia.
5) Un mulino a vento per generare acqua dall’aria
La Società Dutch Rainmakers of Netherlands ha installato un mulino a vento Surinam per produrre acqua invece di elettricità. Nel loro progetto, l’aria viene incanalata di forza in una pompa termica, dove il vapore acqueo condensa. Questa pompa termica sostituisce il compressore refrigerante. Dicono che questo mulino a vento produca 5000-7000 litri al giorno, una vera manna dal cielo in un posto dove le acque sotterranee sono salmastre.
6) La condensazione basata sulla refrigerazione
I moderni dispositivi di condensazione da raffreddamento, solitamente utilizzano una bobina di refrigerazione per produrre il raffreddamento. Molti produttori di tutto il mondo hanno inventato macchine frigorifere per la condensazione che funzionano basandosi sui seguenti principi. L’acqua in entrata viene filtrata per rimuovere polvere e particelle sospese con filtri di tessuto. Quest’aria viene fatta passare su bobine contenenti freddi gas refrigeranti. L’acqua di condensa viene raccolta in un serbatoio di acciaio inossidabile ed esposta alla luce ultravioletta per circa 30 minuti, per rimuovere i batteri, poi viene filtrata attraverso un filtro a carboni attivi. Il costo normale di un modello che produce 20-25 litri al giorno è di circa 1500 euro e queste macchine consumano circa 500 watt di elettricità. Queste macchine condensanti sono progettate come i refrigeratori d’acqua convenzionali installati in uffici e luoghi pubblici, e sono destinate ad essere impiegate in luoghi del genere. Una delle più grandi aziende in questo campo sembra essere Air Water Corporation di Miami Beach, in Florida che produce una gamma di macchine da quelle a 25 litri al giorno di capacità per l’ufficio alle più grandi macchine, da 2500 litri al giorno, montate su rimorchio e complete con il loro generatore di potenza diesel che può essere installato in un cantiere o persino in un villaggio, come hanno fatto a Jalmudi, in India. Air Water Corporation afferma che i suoi prodotti sono venduti in 21 paesi attraverso filiali locali. Un’altra società che ha preso di mira il cliente casalingo con questa tecnologia è Element Four Technologies Inc., della British Columbia, in Canada, che ha lanciato un prodotto attraentemente confezionato che hanno chiamato ‘the WaterMill’, il Mulino ad Acqua. Il modello originario è stato progettato per produrre 11 litri di acqua al giorno, sufficienti per soddisfare le esigenze di una piccola famiglia. La presa d’aria e per la condensazione è stata progettata per essere montata fuori casa e il serbatoio di acqua potabile all’interno della casa (come un’unità separata di aria condizionata). E’ in progetto un modello aggiornato da 20 litri al giorno. Tuttavia, esistono molte aziende con diverse varianti di prodotto per questo tipo di mercato.
7) DRIPS per coltivare con l’acqua presa dall’aria
Due studenti delle scuole superiori di San Francisco, con il tutoraggio dei docenti dell’Università della California, Berkeley, hanno proposto questo sistema per la raccolta di acqua dall’aria. DRIPS sta per Deep Root Irrigation Precipitation System ed è costituito da una superficie conica del diametro di 1 piede, o più grande, in plastica o alluminio, montata su un tubo cavo che è sotterrato per 1,5 metri nel terreno. La superficie di plastica o di alluminio si raffredda di notte e, a contatto con l’aria, fa sì che le gocce d’acqua si condensino. L’acqua, attraverso un’azione capillare, aiutata da piccole nervature sul cono, defluisce nel terreno. La profondità di 1,5 metri impedisce all’acqua di evaporare nell’atmosfera e aiuta a nutrire le radici delle piante. E’ stato dimostrato che questo metodo di raccolta delle acque aiuta a coltivare le patate.
8) La torre di acqua salata del Fraunhofer Institute
L’Istituto Fraunhofer di Ingegneria interfacciale e Biotecnologia (ICB) in collaborazione con l’azienda Logos Innovationen sta lavorando su questa idea di un’alta torre lungo la quale scende una soluzione salina igroscopica. Quest’acqua salata, a contatto con l’aria, assorbe l’umidità e scorre verso un serbatoio alla base della torre che ha un piccolo vuoto. Il serbatoio è riscaldato con pannelli solari che portano la soluzione salina all’ebollizione. Il vuoto nel serbatoio abbassa il punto di ebollizione della soluzione di acqua salata. L’acqua assorbita dall’aria evapora e viene condotta in un un tubo riempito di acqua. Questa colonna d’acqua mantiene il vuoto nel serbatoio, senza la necessità di una pompa da vuoto. L’acqua salata viene recuperata e pompata di nuovo per scorrere lungo la torre.
9) Essiccante liquido per la raccolta d’acqua dal processo dell’aria
Sciperio Inc., una tecnologia proveniente da Orlando, Florida, sta lavorando con il cloruro di litio liquido come essiccante per rimuovere l’acqua dall’aria. La loro scoperta è più efficiente rispetto all’uso del refrigerante per la raccolta d’acqua e hanno proposto di utilizzarla per l’estrazione di acqua dall’aria negli impianti di lavorazione per uso industriale, piuttosto che per bere.
10) L’uso dell’energia solare per la rigenerazione dell’essiccante
Una variante dell’uso dell’essiccazione di umidità, ci perviene dalla società A2WH di Atlanta, in Georgia, che utilizza un essiccante brevettato per l’assorbimento di vapore acqueo. Questo essiccante è riscaldato con energia solare per espellere l’acqua assorbita. L’unità, installata all’esterno, è fornita anche di pannelli fotovoltaici per generare l’energia elettrica necessaria per il funzionamento delle pompe e delle valvole. A2WH sostiene di possedere sia modelli per la casa che per l’irrigazione di aziende agricole.
Via: Ecofriend | Se vuoi approfondire la tematica dell’acqua, ti consigliamo questi link: Risparmiare acqua: dispositivi per la riduzione del flusso | Consigli risparmio energetico: risparmiare acqua in casa, apparecchi di risparmio idrico | Depurazione dell’acqua: in Texas riciclano le urine per mancanza d’acqua potabile