L’acqua nel deserto è da sempre un sogno dell’uomo, un sinonimo d’impossibile. E un terzo della popolazione mondiale vive in zone aride del pianeta, dove l’acqua inevitabilmente scarseggia. Con la crescita della popolazione e il riscaldamento climatico questa situazione è destinata solo a peggiorare negli anni a venire.
Una nuova tecnologia
Anche in tali zone però l’aria ha mediamente un’umidità del 30%. Il problema è la difficoltà nell’estrarre l’acqua dall’aria. Certo, un semplice deumidificatore domestico svolge quotidianamente questo compito nelle nostre case. Purtroppo non è chiaramente possibile adottare soluzioni simili nelle zone povere del pianeta, anche solo considerando l’energia necessaria per il suo funzionamento. Ma una nuova tecnologia pubblicata su Science e sviluppata congiuntamente da ricercatori americani del Massachusetts Institute of Technology e della University of California con quelli del King Abdulaziz City for Science and Technology (Arabia Saudita) apre ora le porte a una simile possibilità.
Troppa acqua nell’aria per non usarla
L’acqua presente nell’atmosfera terrestre equivale a circa il 10% di tutta l’acqua dolce presente nei laghi di tutto il mondo. 13.000 milioni di milioni di litri. Una risorsa enormemente abbondante per essere trascurata. Quello che finora mancava era una macchina in grado di estrarla efficientemente. E che usasse una minima quantità di energia. In particolare in zone aride del pianeta dove l’umidità relativa può scendere fino al 20%.
Il MOF e la luce del sole
Il nuovo dispositivo si chiama MOF (metal-organic framework, struttura metallo-organica), un misto di ioni metallici presenti nei minerali e composti organici. Combinato alla semplice luce solare, abbondante nelle zone aride e popolate, promette miracoli. Un solo chilogrammo di MOF consente già di estrarre quasi 3 litri di acqua al giorno in zone dove l’umidità è del 20%, come nel Nord Africa. Più che sufficienti per sostentare una persona. E senza richiedere connessioni alla linea elettrica.
Una spugna non solo per l’umidità
Il materiale alla base del MOF, ottenuto mescolando due composti e rimuovendo successivamente la componente liquida, agisce come una spugna. Attira l’umidità e la ingloba al suo interno. Materiali simili possono essere usati anche per aumentare la capacità di intrappolare gas naturali fino a tre volte, se inseriti in un serbatoio di un veicolo alimentato con questi gas. O per catturare l’anidride carbonica o biossido di carbonio, impedendone la diffusione nell’atmosfera.
Come funziona il MOF
Serve ben poco per far funzionare il MOF. Di notte si apre il contenitore dov’è contenuta la polvere metallo-organica. Questo consente all’aria di rilasciare molecole di acqua all’interno del reticolo cristallino del composto. Di giorno, chiusa la camera, il calore del sole è sufficiente a stimolare il rilascio di tali molecole su una piastra di condensazione. L’acqua poi cola in un serbatoio sottostante.
A quando acqua per tutti?
Al momento la fabbricazione della polvere del MOF è ancora troppo costosa per pensare a una produzione di massa. In particolare a causa della presenza di Zirconio, dal costo di circa 150 dollari al chilogrammo. I ricercatori però stanno già producendo un MOF con il 100 volte più economico Alluminio. Questo faciliterà, con un investimento minimo, la produzione e diffusione di massa di questo dispositivo salva vita, consentendo di ottenere acqua anche nel deserto. E non sarà più un miraggio.
Alberto Dalla Mora è professore associato del Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano. Ha al suo attivo più di 80 pubblicazioni scientifiche di livello internazionale ed è coautore di oltre 100 presentazioni a conferenze. Ha diverse collaborazioni a progetti di ricerca finanziati dall'Unione europea nell’ambito della fotonica.
