Quasi il 70% del nostro pianeta è ricoperto d’acqua, ma solo il 2,5% presenta acqua dolce, mentre la parte restante è acqua salata. L’acqua salata proveniente da mari o oceani viene sottoposta ad un processo chiamato dissalazione: processo di rimozione della frazione salina al fine di ottenere acqua a basso contenuto salino che viene poi utilizzata per uso alimentare o industriale. Questa metodica rappresenta uno tra i migliori strumenti per affrontare la scarsità idrica.
L’idea dei dissalatori per desalinizzare l’acqua di mare o acque variamente salmastre e renderla disponibile per le attività umane, non è nuova e sembra oggi sempre più una soluzione concreta e realistica per soddisfare almeno parte della sete di acqua dolce dell’umanità. Ci sono forti interessi (non solamente sociali e umanitari) per ottimizzare le tecnologie di desalinizzazione e ad abbatterne i costi per l’utilizzo su grande scala, costi che sono ancora troppo elevati per molti dei Paesi che ne avrebbero maggiormente bisogno.
Attualmente nel mondo ci sono più di 20.000 impianti di dissalazione e vengono utilizzati più di 200 milioni di acqua al giorno. Al primo posto per il più grande mercato del mondo del riutilizzo dell’acqua, vi è la Cina seguita dagli Stati Uniti d’America.
Nel porto di Jebel Ali (Emirati Arabi Uniti) è possibile trovare il più grande impianto di dissalazione al mondo. In Europa sono presenti 2352 impianti di dissalazione e per l’84% essi funzionano attraverso il sistema della tecnologia dell’osmosi inversa. Uno studio recente (Dicembre 2018) commissionato dall’ONU, rivela che la capacità di produzione di acqua più o meno dolce degli impianti di desalinizzazione è pari a circa 95 milioni di metri cubi al giorno, ossia circa 95 miliardi di litri al giorno.
Ben vengano dunque gli studi e le tecnologie per ottimizzare i vari processi industriali e ben vengano anche i dissalatori, ma su questi bisogna fare qualche ulteriore riflessione. Lo studio commissionato dall’ONU mette infatti in luce un’altra faccia della medaglia: per ogni litro di acqua desalinizzata c’è un residuo di 1.5 litri di salamoia – a concentrazione variabile, in funzione della salinità dell’acqua di partenza: a livello globale quindi, a fronte dei 95 milioni di metri cubi di acqua dolce gli impianti di desalinizzazione producono anche 142 milioni di metri cubi di salamoia ipersalina al giorno. In un anno la salamoia prodotta sarebbe sufficiente a coprire mezza Italia sotto 30 centimetri di melma caustica. L’analisi rivela innanzitutto che una buona metà della salamoia mondiale è prodotta in soli quattro Paesi: Arabia Saudita (22%), Emirati Arabi Uniti (20,2%), Kuwait (6,6%) e Qatar (5,8%).
L’attrezzatura utilizzata per compiere il processo di dissalazione è chiamata dissalatore. L’acqua potabile non deve essere senza sale sia per motivi di salute, sia perché l’acqua completamente deionizzata sarebbe insapore e di cattivo gusto, per cui si aggiunge del sale a valle dell’impianto di desalinizzazione stesso, per consentirne l’aggiunta corretta.
Le tecniche di dissalazione fanno capo a tre tipologie di impianto.
Dissalazione evaporativa
La desalinizzazione per evaporazione si ottiene facendo evaporare l’acqua e condensando il recupero della stessa; di solito si può ottenere un tasso di desalinizzazione più elevato dell’acqua di alimentazione salmastra.
Dissalazione per permeazione
La desalinizzazione osmotica si ottiene attraverso l’impiego di membrane semipermeabili. È un metodo di desalinizzazione indiretta e il metodo più utilizzato e sviluppato, soprattutto nei paesi in cui ghiacci, fiumi e laghi hanno scarse risorse di acqua dolce ma hanno molta acqua salata a causa della loro vicinanza al mare. Il più grande impianto al mondo si trova a Dubai e tratta circa 630.000 metri cubi di acqua al giorno.
Il principio è il seguente: l’acqua salata viene prelevata dall’oceano e viene pompata da pompe che ne consentono la raccolta. L’acqua passa prima attraverso una micro griglia dove le maggiori impurità vengono intrappolate e viene poi trasportata ad una struttura tramite oleodotti . Successivamente l’acqua passa attraverso le prime tre membrane per un pretrattamento. La prima membrana presenta dei pori inferiori ai 10 µm: questo passaggio impedisce il passaggio della sabbia. La membrana successiva è una membrana di ultrafiltrazione che non consente il passaggio dei batteri, ed infine la membrana finale è un nano filtro che previene e blocca i solfati contenuti nell’acqua.
Segue poi la fase in cui l’acqua viene desalinizzata grazie all’utilizzo di una membrana semipermeabile composta da tre diversi strati di polisolfato e poliestere, con pori che hanno un diametro di 0,1 nm: questo limita il passaggio dell’acqua ma non dei sali. L’acqua è pressurizzata tra 55 e 70 bar, maggiore della pressione osmotica ed operante nella direzione del flusso incrociato. Un problema significativo è la spesa delle membrane impiegate nell’osmosi inversa, perché richiedono materiali specializzati e di artigianato. Inoltre, le membrane si deteriorano nel tempo a causa delle alte pressioni.
Dissalazione per scambio ionico
La dissalazione per scambio ionico avviene rimuovendo gli ioni Na+ e Cl– dalla resina rispettivamente nei cicli H+ e OH–: in un unico passaggio si ottiene acqua altamente desalinizzata, in cui lo scarto è costituito da residui della rigenerazione della resina. La versione a scambio ionico viene utilizzata per portate piccole fino alla grandezza di 1 m3/h, o per ottenere acqua ad altissima purezza.
Bibliografia: