"Acqua, acqua ovunque, ma non una goccia da bere." Questo è il supposto lamento di un marinaio sconosciuto, bisognoso di idratarsi ma senza acqua dolce, eppure costretto a contemplare litri incalcolabili di imbevibile acqua dell'oceano. Quasi tutti sono consapevoli di quanto sia salina, o salata, l'acqua e che questo la rende imbevibile. Chiamiamo non potabile l'acqua non potabile, a causa della progressiva interruzione dell'equilibrio chimico dell'organismo che ne deriva.
L'acqua dell'oceano rappresenta circa il 97 percento dell'acqua della Terra; quasi tutto il 3% che è considerato "fresco" è sotterraneo o altrimenti non disponibile per l'uso umano, con solo circa 1/400 dell'acqua dolce della Terra che occupa fiumi, torrenti e laghi. Considerando quanta acqua salata c'è, non dovrebbe esserci un mezzo efficiente per renderla adatta al consumo umano?
Infatti, il processo chiamato desalinizzazione realizza proprio questo. L'importanza della desalinizzazione su un pianeta con una popolazione in continua crescita e molte carenze idriche regionali in qualsiasi momento aumenta ogni giorno e i vantaggi della desalinizzazione rendono il processo degno di essere rivisto in dettaglio.
Tipi di desalinizzazione
Tutti i tipi di desalinizzazione meccanica possono essere classificati come entrambi dissalazione termica o desalinizzazione a membrana.
Gli impianti di desalinizzazione su scala commerciale di solito fanno uso di una sorta di desalinizzazione a membrana che comporta l'osmosi inversa, che si verifica attraverso una membrana semipermeabile. La distillazione a membrana o MD, in cui un flusso di acqua calda salata viene eseguito in contrasto con un flusso di acqua normale sul sito opposto di una membrana idrorepellente, è disponibile in diversi tipi. Il suo risultato è quello di spingere il vapore acqueo privo di sale attraverso i pori verso il lato più freddo e a bassa pressione della membrana.
La desalinizzazione termica comporta l'aggiunta di quantità significative di calore e spesso comporta anche processi di distillazione. La distillazione è l'ebollizione di una soluzione in cui il soluto ha un punto di ebollizione più alto del solvente (come sale), consentendo di raccogliere il vapore gassoso prodotto come distillato mentre il concentrato salato rimanente è scartato.
Vantaggi dei processi di desalinizzazione
I vantaggi della stessa desalinizzazione sono semplici: acqua potabile più pulita per i cittadini della Terra, un terzo dei quali non ha accesso regolare a questa risorsa vitale. Per quanto riguarda i vantaggi di alcuni tipi rispetto ad altri, questi sono abbastanza facili da descrivere.
Gli impianti di dissalazione termica, che hanno prodotto la maggior parte dell'acqua desalinizzata del mondo a partire dal 2020, sono facili costruire e far funzionare, principalmente perché non hanno parti in movimento diverse dalle pompe e sono costituite principalmente da confezionato reti di tubi. Questi dissalatori possono anche raggiungere un livello di purificazione molto elevato.
I processi a membrana, compresa la desalinizzazione mediante elettrolisi, sono generalmente molto meno energivori rispetto a quelli termici e non dipendono da combustibili fossili o energia nucleare, come fanno la maggior parte degli impianti termici in funzione oggi. Offrono temperature e pressioni di esercizio basse rispetto alle loro controparti termiche.
Svantaggi dei processi di desalinizzazione
Le sfide della desalinizzazione includono l'inquinamento generato da impianti di desalinizzazione di tipo termico su larga scala e la grande quantità di energia necessaria per il loro funzionamento. Mentre il mondo si muove verso l'uso crescente di fonti energetiche alternative, questa preoccupazione dovrebbe diminuire nel tempo.
Sebbene i processi a membrana siano più puliti e sicuri, è anche più costoso costruire impianti di desalinizzazione su scala commerciale di questo tipo. Inoltre, le membrane si degradano a causa dell'eccessiva bagnatura e di altri tipi di contaminazione, e il processo non è attualmente efficiente come la maggior parte dei tipi di desalinizzazione termica.
Più di recente, nel 2019, i ricercatori sono stati in grado di creare una tecnica di distillazione solare che prevede la focalizzazione della luce solare su particolari punti di a membrana selettivamente permeabile, l'acqua bollente vi si raccoglie e la spinge verso il lato opposto della membrana, dove viene raccolta un nuovo.