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Ancora sulla dissalazione

a cura della Redazione

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A commento e integrazione dell’articolo di Antonio Impagliazzo di qualche giorno fa sull’esperienza di Ventotene (leggi qui), riprendiamo da la Repubblica – RLab un servizio (dello scorso 20 febbraio) che avevamo messo da parte perché pertinente al tema e attuale.
Qui di seguito i due scritti centrali; in file .pdf a fondo pagina le tre pagine complete con ulteriori spiegazioni e schemi.

 

RLAB
L’inchiesta
Quando il mare toglierà la sete
di Maria Francesca Fortunato e Anna Maria Liguori
La dissalazione è costosa e inquinante. Dal sole le soluzioni alternative. E arriva un prototipo del Politecnico di Torino

Si sa da sempre: il mare è un infinito serbatoio di acqua potabile. E mentre il bisogno di “oro blu” si fa molto più pressante in tutto il mondo (in alcuni Paesi poi è una drammatica emergenza), si discute sui pro e sui contro della dissalazione di acqua marina. Una tecnologia che può presentare impatti sensibili sul territorio, gli impianti sono enormi e quasi sempre sulle coste, ma che negli ultimi anni è diventata più competitiva dal punto di vista energetico e ambientale.

Renato Drusiani, technical advisor di Utilitalia, la Federazione delle aziende che si occupano di acqua, ambiente ed energia, ci fa il quadro della situazione:
«Nel mondo la produzione di acqua dissalata è di oltre 100 milioni di mc al giorno, a cominciare dai Paesi Arabi, Australia, costa orientale degli Usa e alcuni Stati che si affacciano sul Mediterraneo. Poi c’è Israele, dove ci sono quattro impianti di dissalazione che garantiscono quasi la metà del fabbisogno nazionale. E negli Emirati Arabi Uniti, nel porto di Jebel Ali, vengono prodotti 600 mila mc di acqua al giorno. Ma c’è anche Barcellona (con un livello di piovosità paragonabile a quello italiano) che ha messo in opera un sistema idrico forte di due potabilizzatori e due dissalatori e che riesce a fornire acqua potabile a 5 milioni di abitanti e a più di 8 milioni di turisti l’anno».

Intanto in Italia il prelievo delle acque marine è appena lo 0,1% del prelievo totale (13,619 milioni di mc su un totale di 9,108 miliardi di mc di acqua totale prelevata dalle sorgenti) in soli due distretti: in Sicilia e nell’area dell’Appennino Settentrionale (il restante 7,5% diviso tra Toscana e Liguria). Un dato insufficiente per l’ormai enorme fabbisogno della Penisola. C’è poi l’impianto di dissalazione per la raffineria del gruppo Saras (Cagliari) con una produzione di 12mila metri cubi al giorno di acqua demineralizzata. Realizzato nel 2017 rappresenta l’impianto a osmosi inversa di maggiore capacità operativo nel nostro Paese.

A fronte dei milioni di mc di acqua dissalata nel mondo, questa soluzione ha avuto finora degli svantaggi che sembravano insormontabili: un consumo energetico molto alto e la restituzione in mare della “salamoia”, il residuo del processo di dissalazione con l’osmosi inversa, che, soprattutto in golfi chiusi, causa gravi danni all’ecosistema marino.
Ma negli ultimi tempi il progresso in questo ambito è stato molto importante.
«Oggi – spiega Drusiani – sono entrate in gioco le fonti rinnovabili, il solare e l’eolico, che abbattono i costi di energia».

Il problema rimane la salamoia che spesso finisce in mare senza trattamenti, magari insieme ai residui di disinfettanti e additivi. Uno studio apparso su Science of the Total Environment e coordinato dall’Istituto per l’acqua, l’ambiente e la salute dell’Università delle Nazioni Unite ha stimato la produzione di salamoia in 142 milioni di metri cubi al giorno a fronte di 95 milioni di metri cubi d’acqua dissalata ottenuti: circa il 50 per cento in più rispetto alle previsioni precedenti.
Per minimizzare l’impatto della salamoia dalla ricerca arrivano risultati interessanti: gettare l’acqua residua in mare aperto e usare dei diffusori per evitare che si concentri e si depositi al fondo eliminerebbe i problemi all’ecosistema marino. L’obiettivo a lungo termine, però, deve essere quello di produrre uno scarto solido: trattare la salamoia e ottenere solo sale e un rifiuto più facile da gestire.

A proposito di energia solare, invece, gli ingegneri del Politecnico di Torino hanno sviluppato il prototipo di un dissalatore di acqua marina low cost e a energia solare, capace di garantire quasi il doppio della resa rispetto ai sistemi simili esistenti. Uno studio che a dicembre scorso era sulla copertina di Nature Sustainability. L’obiettivo del team – coordinato da Pietro Asinari e Eliodoro Chiavazzo con Matteo Fasano, Matteo Morciano e Francesca Viglino – è mettere a punto una tecnologia sostenibile facile da gestire e accessibile anche ai Paesi in via di sviluppo.
« Quindi: non un impianto a osmosi inversa – annuncia Chiavazzo – né tecnologia termica “attiva”. Abbiamo scelto le tecnologie passive. Sono macchine statiche che non richiedono valvole, pompe o sistemi di controllo. Sono più resistenti, meno esposte a guasti e non servono tecnici specializzati per la gestione».
Un impianto passivo assorbe l’acqua in modo “spontaneo” ed esposto alla luce diretta del sole riesce a produrre in automatico una certa quantità d’acqua non salata. Il team ha cambiato approccio rispetto a quello seguito in letteratura. «Invece di assorbire più energia abbiamo pensato di sfruttarla al meglio, applicando per la prima volta una metodologia “multistadio” o a “effetto multiplo” in un sistema passivo – continua Chiavazzo – In questo modo il calore assorbito e utilizzato viene riciclato e riusato in più processi di evaporazione a cascata e la produttività è quadruplicata.
Nei test, condotti in mare a Varazze, in Liguria, abbiamo ottenuto fino a 20 litri di acqua potabile al giorno per ogni metro quadrato esposto al sole». E si scommette sulla nuova tecnologia: imprenditori californiani vogliono realizzare sull’isola di Santa Catalina il primo impianto pilota. Il sistema è stato pensato per piccole installazioni e potrebbe rispondere ai bisogni di comunità che vivono in Paesi in via di sviluppo o soccorrere località che si ritrovano isolate dalle reti elettriche e idriche dopo una calamità naturale. Potrebbe essere utile in alcune zone del Sud Italia, dove le falde sono contaminate da intrusioni di sale.

Nei laboratori del Politecnico di Torino – dove un anno e mezzo fa è nato il Clean Water Center – si lavora alle membrane distillation e la forward osmosi, tecnologie che si basano su membrane alimentate da flussi termici di scarto o solare termico. Soluzioni promettenti per il prossimo futuro.

RLAB
L’intervento
Ora le norme per i grandi impianti
di Francesco Aliberti (*)
Salamoia e corrosione servono leggi per limitarle

L’ emergenza idrica è oggi una realtà. Siccità e contaminazione delle falde condizionano sempre più le scelte tecnologiche e politiche. Nel 2030, circa il 47% della popolazione mondiale potrebbe avere problemi di scarsità idrica. La dissalazione di acqua di mare può rappresentare una valida alternativa. Le tecnologie di dissalazione disponibili possono essere raggruppate in due tipologie: separazione dell’acqua dai sali e separazione dei sali dall’acqua. La prima, in pratica consiste nel far evaporare l’acqua e recuperarla condensandola; le temperature di evaporazione sono diverse a seconda delle tecnologie. La seconda è basata sull’osmosi inversa: in pratica l’acqua salata viene filtrata a pressioni elevate attraverso membrane permeabili solo all’acqua e a pochi altri elementi.

Le tecnologie generalmente più diffuse, anche in Italia, specie nelle isole minori, si basano sull’osmosi inversa.
I prodotti degli impianti di dissalazione sono l’acqua dissalata e la “salamoia”: la prima è quasi un’acqua distillata non destinabile quindi al consumo umano, alla quale viene aggiunta una miscela di sali per renderla potabile, oltre che per evitare fenomeni corrosivi o incrostanti alle condotte di distribuzione.
Ciò costituisce un primo problema perché mancano indicazioni sulla “migliore acqua da garantire all’utenza”: non esiste nessuna norma a riguardo, l’Italia è priva di questa normativa, quella vigente impone solo i limiti delle componenti chimiche ammesse.

La “salamoia” nella generalità degli impianti è costituita da acqua ipersalina e da vari prodotti (tra cui detergenti, antiscalant, acidi e basi) utilizzati per il lavaggio e la manutenzione. Viene generalmente smaltita lungo la fascia costiera, spesso a poche decine di metri dalla costa o addirittura sulla battigia. Interessa così il primo tratto costiero, un ambiente in cui, in termini biologici, è massima la produzione primaria, cioè una vera “nursery del mare”. In queste acque si svolgono i primi stadi di vita della gran parte degli organismi marini (planctonici, bentonici e nectonici) un meraviglioso e complesso mondo più che vulnerabile. Turbare il naturale equilibrio degli ecosistemi marini costieri e la biodiversità ha notevoli conseguenze: sul piano sanitario, sulla fruibilità turistico balneare dei tratti di mare, sulla produttività ittica sia naturale (pesca) che artificiale (allevamento, molluschicoltura).

Numerosi sono gli studi sull’impatto delle salamoie. Tutti evidenziano la indubbia tossicità dei reflui degli impianti di dissalazione, a diverse concentrazioni. Da ciò le prime norme e linee guida che diversi Paesi hanno imposto agli scarichi che producono stress o shock osmotici, legati alla ipersalinità, soprattutto per le specie incapaci di sopportare variazioni del contenuto salino, che possono incidere negativamente sui fondali costieri. Anche la Posidonia oceanica, noto segnale di stabilità degli ecosistemi e bene da salvaguardare, può subire danni. Le alterazioni non sono sempre evidenti nell’immediato ma in tempi più o meno lunghi, quando diventa impossibile intervenire.

Il degrado ambientale legato agli scarichi ipersalini non trova riscontro adeguato nella normativa ambientale italiana, pertanto vengono a mancare utili ed efficaci misure di corretta gestione.
Per dare avvio alle auspicate soluzioni tecniche e normative è in preparazione un “decalogo” per la corretta gestione degli impianti di dissalazione, nello spirito di quanto prescritto dal decreto legislativo 4/ 2008, che ribadisce i “principi della precauzione, dell’azione preventiva, della correzione, in via prioritaria alla fonte, dei danni causati all’ambiente”.

Le possibilità di prevenire o mitigare il rischio sono molteplici: trattare la salamoia senza smaltirla, trattare separatamente le soluzioni di lavaggio altamente tossiche, smaltire i reflui lontano dalla fascia costiera più vulnerabile.

Per uno sviluppo sostenibile è fondamentale non limitare gli sforzi per la mitigazione dell’impatto antropico sui tratti costieri, indicando e valutando le possibili alternative che concorrono alla salvaguardia della risorsa marina costiera.
Questo è il compito, con diversi indirizzi, degli studiosi ma soprattutto dei politici. Ricordando che la dissalazione riguarda anche l’industria che chiede acqua per la produzione.

(*) – L’autore è docente di Igiene generale e applicata, Dipartimento di Biologia, Università Federico II Napoli

File.pdf con le tre pagine dell’articolo citato: RLab del 20 febbr. 2019. Acqua dolce dal mare

 

[Da la Repubblica RLAB del 20 febbraio 2019 pp. 49-51]

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