Un dispositivo efficiente per ricavare l’acqua dall’aria

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L’umidità presente in ogni momento nell’atmosfera è pari al 10% dell’acqua contenuta in tutti i laghi del mondo, ricercatori dal MIT e da Berkeley hanno unito le forze per creare un apparecchio che usa la sola energia solare per ricavare acqua dall’aria. Trovate un articolo in proposito nell’area news del sito dell’Università di Berkeley, mentre lo studio è stato pubblicato su Science.
Acqua dall’aria: non è la prima volta ma è (forse) la prima utile
Sia chiaro, non è certo una scoperta che ci sia umidità nell’aria e tanto meno è una novità che qualcuno si applichi a trovare un modo per trasformarla in acqua utilizzabile, la parola chiave è efficienza, efficienza energetica e di costi. La maggior parte dei tentativi precedenti avevano essenzialmente due problemi: si trattava di sistemi che richiedevano molta umidità nell’aria oppure che consumavano troppa energia, credo non ci sia bisogno di dilungarmi troppo sul perchè fossero grossi problemi. La prima applicazione a cui si pensa per un dispositivo del genere è impiegarlo in aree aride, desertiche addirittura.
La storia del dispositivo per ricavare acqua dall’aria
Questa è una di quelle storie che chi come me adora la ricerca scientifica si emoziona a leggerla già a prescindere dagli incredibili benefici che potrebbe portare l’invenzione quando sarà migliorata.
Innanzitutto perchè la tecnologia che sta alla base del dispositivo è stata inventata ben 20 anni fa da uno dei due autori principali dello studio e da allora lavora alle sue applicazioni, secondariamente perchè quando il ricercatore che lavora a Berkeley ha avuto l’intuizione di utilizzarla per creare un dispositivo che ricava acqua dall’aria ha pensato a una collega che lavora al MIT ecco l’importanza di avere un mondo scientifico aperto e che gli scienziati si tengano sempre al corrente di cosa fanno i colleghi in giro per il mondo. Il ricercatore di Berkeley si chiama Omar Yaghi (è uno statunitense di origine giordana) venti anni fa ha inventato i MOF (Metal-organic framework) “letteralmente strutture metallo organiche, sono 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” (cit. Wikipedia) ci avete capito qualcosa? In poche parole si tratta di strutture in cui lo spazio vuoto all’interno può raggiungere il 90% del volume. Da quando Yaghi ha inventato i MOF sia lui che altri ricercatori ne hanno studiato varie applicazioni pratiche usandoli per intrappolare sostanze varie, in pratica come delle spugne che assorbono solo la sostanza voluta. Nel 2014 Yaghi e i suoi hanno realizzato un MOF a base di zirconio che cattura il vapore acqueo, a quel punto si accende la proverbiale lampadina e pensa di farsi aiutare a realizzare un dispositivo per ricavare acqua dall’aria da Evelyn Wang che è un ingegnere meccanico al MIT.
Le prestazioni del dispositivo e le prospettive di miglioramento
Come ho anticipato i tratti salienti di questo dispositivo sono che supera i limiti dei dispositivi precedenti, infatti funziona anche in ambienti fino a un minimo di 20% di umidità nell’aria (un clima molto arido) e impiega l’energia solare, riuscendo a produrre fino a 2,8 litri di acqua per ogni chilo di materiale (il MOF) al giorno. I miglioramenti a cui i ricercatori stanno pensando sono sostituire lo zirconio, che è piuttosto costoso, con qualcosa di più economico (l’alluminio è un candidato) per abbassare il costo del dispositivo e aumentare l’efficienza del MOF, quello attuale può assorbire circa il 20% del proprio peso in acqua, puntano a raddoppiarlo. La cosa importante è che hanno sviluppato un metodo e che il dispositivo è stato provato non solo in ambiente controllato in laboratorio ma ha funzionato anche sul tetto dell’edificio al MIT. Le applicazioni a cui si pensa sono a grandi linee due (con tanti casi particolari): un dispositivo portatile che potrebbe essere salvavita in aree desertiche, un uomo può sopravvivere con circa l’equivalente di una lattina da 33 cl al giorno e come abbiamo visto il dispositivo già dà di più quindi il punto in questo caso è proprio realizzare il dispositivo in modo che sia comodo come ingombro e possibilmente abbassarne il costo unitario; mentre l’altra, ovviamente aumentando la scala, è l’applicazione addirittura per permettere l’agricoltura in aree molto aride.

Fonte immagine: www.sciencemag.org

Roberto Todini

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