Riscaldamento globale, cambiamenti climatici, eventi estremi, siccità, sono parole che sempre più di frequente risuonano all’orecchio di tutti. La penuria idrica che ha coinvolto buona parte del territorio italiano negli ultimi anni, si sta sempre più estendendo a tutto il paese, mettendone in evidenza le fragilità.

Per soddisfare le esigenze di ecosistemi e di attività produttive è necessario ripensare all’intero modo di gestire le risorse idriche: accumulare, ridurre gli sprechi e le perdite, ottimizzare le irrigazioni, rendere efficaci la depurazione e il riuso delle acque, ma soprattutto pensare a nuove fonti di approvvigionamento sostenibili.

Proprio su quest’ultimo punto, da più di un decennio nell’Università di Pavia (Dipartimento di Ingegneria Civile e Architettura) sono in corso studi sulla “produzione di acqua dall’aria”.

La ricerca ha avuto inizio con lo sviluppo di un’apparecchiatura prototipale attraverso la collaborazione con un’azienda che successivamente ha proseguito nello stesso ambito realizzando e commercializzando macchinari, utilizzati in contesti differenti, finalizzati alla produzione di acqua liquida a partire dal vapore contenuto naturalmente nell’aria.

Il processo di base avviene sottraendo calore all’aria, raffreddandola oltre le condizioni di rugiada per realizzare la condensazione del vapore. Si ottiene così acqua liquida demineralizzata che, a seguito di processi di sterilizzazione e mineralizzazione, risulta adatta al consumo umano.

Apparecchiature realizzate per funzionare secondo tale principio sono state installate con successo in ambito alberghiero in varie parti del mondo, in quanto non solo permettono di avere a disposizione acqua potabile, ma anche di valorizzare il calore sottratto all’aria, fornendo calore per produrre acqua calda sanitaria e di utilizzare l’aria raffrescata e deumidificata per la climatizzazione estiva.

L’installazione di tali sistemi risulta adatta in generale a quei contesti in cui sono necessari acqua, calore, e aria raffrescata, come ospedali, RSA, mense, ma sono state valutate applicazioni anche per impianti di controllo del clima per serre in agricoltura con il contestuale recupero dell’acqua che altrimenti verrebbe dispersa sotto forma di vapore. Risultano interessanti applicazioni per nuove installazioni, ma anche nel caso di sostituzione o affiancamento di impianti tecnologici esistenti e obsoleti.

Per il comparto agricolo, in particolare, queste tecnologie possono contribuire alla transizione verso un tipo di produzione più sostenibile e indipendente dalle risorse idriche del territorio, ovvero un’agricoltura di precisione. Ciò può avvenire utilizzando l’acqua prodotta dall’aria per alimentare dei sistemi di irrigazione “a goccia” o per le coltivazioni idroponiche in serra.

L’acqua demineralizzata prodotta risulta essere anche un’acqua “tecnica” di qualità in ambito industriale, soprattutto nel campo energetico: la ricerca sviluppata finora ha dimostrato il possibile uso efficiente per la produzione di “idrogeno green”, allo scopo di accumulare l’energia prodotta da fonti rinnovabili, come il fotovoltaico, e renderla disponibile all’occorrenza, aspetto particolarmente interessante nell’ottica della diffusione delle comunità energetiche.

Sempre nel contesto della produzione energetica sostenibile, in riferimento al solare fotovoltaico, grazie alla generazione di acqua dall’aria si può ovviare al problema del reperire l’acqua per la pulizia dei campi fotovoltaici e quindi garantire il mantenimento dell’efficienza dell’impianto. Tale questione risulta particolarmente problematica nei paesi caratterizzati da climi aridi, o desertici, nei quali l’approvvigionamento di acqua può essere problematico.

La gestione del problema “acqua” è una sfida complessa da affrontare, e la tecnologia proposta può dare un contributo importante per ampliare il ventaglio di soluzioni sostenibili e innovative.

Il seminario in programma il 13 maggio 2024 (ore 09:30, aula Foscolo) si propone di presentare alcuni aspetti delle ricerche in corso per una maggiore diffusione delle informazioni correlate a questo tipo di apparecchiature, con interventi volti a fornire un quadro generale della tecnologia e dei campi di applicazione, una panoramica delle caratteristiche prestazionali delle apparecchiature, alcuni esempi di realizzazioni che hanno già prodotto risultati promettenti, un cenno sui modelli di simulazione per l’ottimizzazione delle apparecchiature nei diversi contesti e infine aspetti correlati all’integrazione con altri sistemi di generazione e accumulo di energia.

L’iniziativa rientra tra quelle organizzate nell’ambito del Festival dello Sviluppo Sostenibile 2024.

Festival dello Sviluppo Sostenibile 20234

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