Carenza idrica: rendere l’acqua potabile per salvare parte dell’umanità
Sono oltre quattro miliardi le persone a rischio a causa della mancanza di acqua potabile, essenziale per poter sopravvivere sulla terra. Questo sistema potrebbe essere la soluzione ai loro problemi, infatti, permette di rendere bevibile l’acqua di mare attraverso il processo di desalinizzazione, cioè attraverso l’eliminazione del sale dall’acqua del mare e degli oceani.
Il sistema è stato elaborato da un’ équipe di scienziati formata da ricercatori della Lawrence Livermore, in collaborazione con l’Università di Northeastern.
Fino ad ora, l’acqua del mare è stata resa potabile con processi ad osmosi inversa, in questo caso l’acqua viene fatta passare attraverso delle membrane in grado di bloccare il sale e altre sostanze dotate di una struttura tale da non riuscire a superare la barriera. Questo procedimento ha, però, lo svantaggio di essere molto costoso, in quanto richiede un uso massiccio di energia. Può essere quindi utilizzato solo per piccoli quantitativi di acqua, soluzione di certo non utile per zone in cui la carenza idrica è tale da eliminare ogni speranza di vita.
La novità sta nell’uso di nanotubi di carbonio (CNT) che sono in grado di eliminare, per separazione, il sale dall’acqua rendendola così acqua dolce.
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Desalinizzazione con nanotubi di carbonio
La struttura con i nanotubi ha l’obiettivo di riprodurre un modello naturale in cui l’acqua fluisce all’interno di tubi.
La base della scoperta è data dall’assunto che la permeabilità dell’acqua supera i nanotubi che hanno un diametro inferiore a 0,8nm. I nanotubi altro non sono se non strutture cave formate da atomi di carbonio molto sottili. Basti pensare che sono 50 volte più sottili rispetto al diametro di un capello, un qualcosa di praticamente non percepibile ad occhio nudo. La porosità dei nanotubi blocca gli ioni di sale che sono più grandi, mentre l’acqua permea. Il risultato è quindi un’acqua priva di sale.
Secondo il ricercatore Ramya Tunuguntla, che ha collaborato allo studio, il diametro dei nanotubi è il segreto dell’efficienza di questo sistema. Infatti, utilizzando un nanotubo con un diametro superiore ad 1 nanometro, il risultato non sarebbe positivo. Questa dimensione aumenterebbe il flusso dell’acqua ma non riuscirebbe a trattenere il sale, inoltre ci sarebbe anche una minore efficienza nel trasporto delle sostanze biologiche che devono essere presenti in un’acqua ricca di oligo-elementi necessari alla salute.
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Realizzare canali di trasporto idrico cellulare
La ricerca ha preso il via dal tentativo di realizzare dei canali di trasporto idrico cellulare e quindi di riprodurre il normale flusso di acqua. Attraverso la modifica dei diversi parametri relativi a permeabilità e porosità, lo studio ha permesso di trovare il giusto compromesso tra efficienza ed efficacia del sistema. L’uso di nanotubi di carbonio, secondo Alex Noy, principale responsabile del progetto, riesce a creare una piattaforma unica in quanto permette di creare una struttura sintetica per il trasporto idrico del tutto simile a quella naturale.
L’uso dei nanotubi è stato sperimentato anche al fine di eliminare dall’acqua elementi inquinanti. Il vantaggio è dato anche dalla capacità dei nanotubi di carbonio di rigenerarsi e quindi hanno un uso prolungato nel tempo, limitando i costi della procedura che, attualmente, sono comunque ancora alti, anche se si spera con il tempo di arrivare a soluzioni più economiche.