LA DESALINIZZAZIONE DELL’ACQUA DI MARE RAPPRESENTA UNA SFIDA NON SOLO TECNOLOGICA MA ANCHE SOCIO-ECONOMICA E AMBIENTALE. PER AFFRONTARE EFFICACEMENTE QUESTO ARGOMENTO È NECESSARIO COMBINARE PROGRESSI SCIENTIFICI E INGEGNERISTICI CON UNA PROFONDA COMPRENSIONE DELLE DINAMICHE ECOLOGICHE E DELLE ESIGENZE UMANE A LUNGO TERMINE
Desalinizzazione: lezioni dalla storia e sfide attuali
Da millenni, l’umanità ha affrontato la sfida della desalinizzazione dell’acqua di mare per ottenere sia il sale sia acqua dolce potabile.
Tuttavia, questo processo non è privo di limiti e a volte le conseguenze possono essere drastiche. Un esempio storico significativo riguarda l’antica Mesopotamia durante il periodo della civiltà sumera (circa 3500-2000 a.C.). Le popolazioni mesopotamiche non riuscirono a desalinizzare efficacemente l’acqua utilizzata per l’irrigazione, cosa che portò a un accumulo di sali nei terreni agricoli. Questo fenomeno, noto come salinizzazione del suolo, causò un declino nella fertilità del terreno e contribuì al crollo sociale e agricolo della regione.
Secondo Sujay Kaushal, idrologo dell’Università del Maryland a College Park, (USA), «è la questione più antica, noiosa, ma seria del mondo».
Questa sfida non solo ha influenzato storicamente le civiltà, ma continua a rappresentare una difficoltà critica nell’era moderna, dove la crescente domanda di acqua dolce e le preoccupazioni ambientali rendono l’approvvigionamento sostenibile di acqua di mare desalinizzata un obiettivo di primaria importanza. Cerchiamo di capire meglio.
Una sfida globale
La questione della desalinizzazione sta diventando sempre più urgente poiché i livelli di salinità nelle acque dolci stanno aumentando per diverse ragioni.
L’innalzamento del livello del mare sta spingendo il sale nelle acque sotterranee costiere, mentre l’eccessiva estrazione di acque sotterranee in altre aree sta attirando acque più profonde e salate nelle falde.
Inoltre, le attività umane stanno contribuendo significativamente alla contaminazione delle acque superficiali con vari tipi di sali.
Lo sbrinamento delle superfici stradali con l’uso di cloruro di sodio (ossia il sale da cucina) e altri prodotti chimici per prevenire la formazione di ghiaccio, oppure il lavaggio degli indumenti che rilascia detergenti ricchi di fosfati e cloruri nelle acque di scarico e la concimazione dei campi agricoli con fertilizzanti che contengono sali vari, sono tutti fattori che aumentano la salinità dell’acqua.
Lo scorso ottobre, Kaushal e colleghi hanno riportato un drammatico aumento dei livelli di salinità nei principali corsi d’acqua e fiumi in tutto il mondo; alcuni corpi idrici oggi presentano livelli di salinità molto superiori rispetto a qualche decennio fa e il fenomeno interessa praticamente ogni continente.
Gli effetti della salinità sulla salute e sull’ambiente
L’incremento della salinità presenta rischi significativi per la salute umana, gli ecosistemi acquatici e l’agricoltura.
Impatto sull’agricoltura: la presenza eccessiva di sali nel suolo può ridurre la capacità delle piante di assorbire acqua, causando stress idrico e limitando la crescita delle colture. Questo porta a una diminuzione della resa agricola e a una qualità inferiore dei prodotti.
Impatto sugli ecosistemi acquatici: un aumento della salinità può alterare la composizione delle specie presenti, portando a una perdita di biodiversità, compromettendo la salute generale degli habitat acquatici.
Impatto sulla salute umana: la salinità dell’acqua potabile è un problema di salute pubblica. Anche se l’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) ha stabilito linee guida per i livelli sicuri di salinità nell’acqua potabile, questi limiti sono ancora oggetto di dibattito.
Studi recenti hanno collegato livelli elevati di sodio nell’acqua potabile a un aumento del rischio di varie malattie, tra cui la preeclampsia, una complicazione della gravidanza caratterizzata da un improvviso aumento della pressione arteriosa e da danni a organi, spesso ai reni.
Le salamoie: una sfida complementare
Un’altra questione correlata è la gestione dei rifiuti problematici derivanti dalle salamoie, cioè soluzioni acquose ad alta concentrazione di sali, generate come sottoprodotto in diverse industrie. La produzione di petrolio e gas, così come gli impianti di desalinizzazione per la produzione di acqua potabile, creano grandi quantità di acque reflue altamente salate il cui smaltimento è costoso e complesso.
In California, il sistema Brine Line trasporta le salamoie per oltre 100 chilometri verso il mare, mentre altrove vengono iniettate nel sottosuolo, anche se con controversie riguardo ai potenziali effetti sismici.
«Dobbiamo trovare soluzioni efficaci per gestire la salamoia», sottolinea Menachem Elimelech, ingegnere ambientale dell’Università Yale di New Haven, nel Connecticut (USA).
La gestione sostenibile delle salamoie è fondamentale per minimizzare l’impatto ambientale e garantire che questi processi e progetti possano funzionare efficacemente e in modo sostenibile nel lungo periodo.
Ciò implica che le operazioni possano continuare senza causare danni irreversibili all’ambiente, mantenendo al contempo costi gestibili e accettabili.
Tecnologie innovative per la desalinizzazione e la gestione della salamoia
La ricerca e l’innovazione stanno lavorando per migliorare sia la produzione di acqua potabile sia la gestione della salamoia residua. Le tecnologie avanzate di desalinizzazione non solo mirano a fornire acqua dolce in quantità maggiore ma cercano anche di convertire la salamoia, tradizionalmente considerata un problema, in un’opportunità economica. Quali?
La tradizionale evaporazione della salamoia in stagni, sebbene efficace in climi caldi e soleggiati, è lenta e richiede ampi spazi. Un’alternativa più rapida è l’evaporazione accelerata, che utilizza riscaldamento e compressione del vapore. Tuttavia, questo metodo è ad alta intensità energetica e richiede materiali resistenti alla corrosione.
Recentemente, le compagnie minerarie stanno puntando alle salamoie come risorse di litio vitale per le batterie e le tecnologie verdi.
Metodi come la nanofiltrazione e la cromatografia sono investigati per concentrare e recuperare il litio in modo più efficiente ed economico.
Inoltre, l’uso di elettricità, nuovi materiali e solventi sta aprendo nuove possibilità per trattare una vasta gamma di sostanze chimiche presenti in questi prodotti di scarto.
Tuttavia, Shihong Lin dell’Università Vanderbilt di Nashville, in Tennessee (USA), sottolinea che non esiste una tecnologia universale per affrontare la diversità delle salamoie: «Sono come mille problemi diversi».
Jason Ren della Princeton University in New Jersey (USA) sostiene che l’approccio dovrebbe spostarsi verso la valorizzazione dei sali estratti anziché focalizzarsi solo sulla produzione di acqua.