Ecco come è possibile raccogliere acqua potabile dall’umidità 24 ore su 24

I ricercatori dell’ETH di Zurigo hanno sviluppato un condensatore per i paesi in cui l’acqua scarseggia. La loro è la prima soluzione a energia zero per la raccolta dell’acqua dall’atmosfera durante il ciclo giornaliero di 24 ore. Si basa su una superficie autoraffreddante e uno speciale schermo contro le radiazioni.

L’acqua dolce è scarsa in molte parti del mondo e deve essere ottenuta con grandi spese. Le comunità vicino all’oceano possono desalinizzare l’acqua di mare per questo scopo, ma farlo richiede una grande quantità di energia; più lontano dalla costa, praticamente spesso l’unica opzione rimasta è quella di condensare l’umidità atmosferica attraverso il raffreddamento, sia attraverso processi che richiedono ugualmente un elevato apporto energetico, sia utilizzando tecnologie “passive” che sfruttano l’escursione termica tra il giorno e la notte. Tuttavia, con le attuali tecnologie passive, come le pellicole raccogli rugiada, l’acqua può essere estratta solo di notte, questo perché il sole riscalda le lamine durante il giorno, il che rende impossibile la formazione di condensa.

Autoraffreddamento e protezione dalle radiazioni
I ricercatori dell’ETH di Zurigo hanno sviluppato una tecnologia che, per la prima volta, consente loro di raccogliere acqua 24 ore su 24, senza alcun apporto energetico, anche sotto il sole cocente. Il nuovo dispositivo consiste essenzialmente in una lastra di vetro con rivestimento speciale, che riflette la radiazione solare e irradia anche il proprio calore attraverso l’atmosfera verso lo spazio esterno, quindi si raffredda fino a 15° C al di sotto della temperatura ambiente, nella parte inferiore di questo pannello, il vapore acqueo dell’aria si condensa in acqua. Il processo in inverno è lo stesso che si può osservare su finestre scarsamente isolate.
Gli scienziati come riportato nella ricerca pubblicata su Science Advances, hanno rivestito il vetro con strati di polimero e argento appositamente progettati, questo speciale metodo di rivestimento fa sì che il pannello emetta radiazioni infrarosse a una specifica finestra di lunghezza d’onda verso lo spazio esterno, senza assorbimento da parte dell’atmosfera né riflessione sul pannello.
Il nuovo schermo per radiazioni a forma di cono è un altro elemento chiave del dispositivo, devia ampiamente la radiazione termica dall’atmosfera e scherma la lastra dalla radiazione solare in arrivo, consentendo al contempo al dispositivo di irradiare il suddetto calore verso l’esterno e quindi passivamente di autoraffreddarsi completamente.

Vicino all’ottimo teorico
La nuova tecnologia come hanno dimostrato in condizioni reali i test del condensatore pilota in cima a un edificio del Politecnico di Zurigo (vedi foto), può produrre almeno il doppio di acqua per area il giorno rispetto alle migliori tecnologie passive attuali basate su fogli: il piccolo sistema pilota con un diametro della lastra di 10 centimetri erogava 4,6 millilitri di acqua il giorno in condizioni reali, dispositivi più grandi con vetri più grandi produrrebbero di conseguenza più acqua. Gli scienziati sono stati in grado di dimostrare che, in condizioni ideali, potevano raccogliere ogni ora fino a 0,53 decilitri di acqua per metro quadrato di superficie della lastra.
Iwan Hächler del gruppo di Dimos Poulikakos ha detto:
«La quantità di acqua raccolta è vicino al valore massimo teorico di 0,6 decilitri all’ora, che è fisicamente impossibile da superare».
I ricercatori dell’ETH di Zurigo hanno detto che altre tecnologie di solito richiedono che l’acqua di condensa venga rimossa da una superficie, il che richiede energia, senza questo passaggio, una parte significativa dell’acqua condensata si attaccherebbe alla superficie e rimarrebbe inutilizzabile ostacolando l’ulteriore condensazione, per questo hanno applicato un nuovo rivestimento superidrofobico (estremamente idrorepellente) alla parte inferiore della lastra del condensatore ad acqua. Ciò fa sì che l’acqua condensata si risalti e scorra o salti fuori di propria iniziativa.
Iwan Hächler ha aggiunto:
«A differenza di altre tecnologie, la nostra può davvero funzionare senza energia aggiuntiva, il che è un vantaggio chiave».
L’obiettivo dei ricercatori era sviluppare una tecnologia per i paesi con scarsità d’acqua e, in particolare, per i paesi in via di sviluppo ed emergenti. Ora, dicono, altri scienziati hanno l’opportunità di sviluppare ulteriormente questa tecnologia o combinarla con altri metodi, come la desalinizzazione dell’acqua, per aumentare la loro resa. La produzione dei vetri rivestiti è relativamente semplice e dovrebbe essere possibile realizzare condensatori ad acqua di dimensioni maggiori rispetto all’attuale sistema pilota; in modo simile al sistema in cui le celle solari dispongono di diversi moduli posizionati uno accanto all’altro, anche diversi condensatori ad acqua potrebbero essere posizionati fianco a fianco per mettere insieme un sistema su larga scala.

About Pino Silvestri

Pino Silvestri, blogger per diletto, fondatore, autore di Virtualblognews, presente su Facebook e Twitter.
View all posts by Pino Silvestri →