Un gruppo di ingegneri del MIT ha sviluppato un innovativo sistema di desalinizzazione alimentato a energia solare che non necessita di costosi sistemi di accumulo di energia. Questa tecnologia potrebbe essere la chiave per fornire acqua potabile a costi contenuti in aree remote, poiché sfrutta direttamente l’energia solare senza richiedere batterie per compensare le fluttuazioni di potenza nei periodi senza sole.

Il sistema, testato per sei mesi in diverse condizioni climatiche nel New Mexico, segue i cambiamenti dell’intensità solare durante il giorno. Man mano che la luce solare aumenta, il ritmo di desalinizzazione accelera, e viceversa. Questo approccio permette di sfruttare al massimo l’energia disponibile, producendo fino a 5.000 litri di acqua potabile al giorno, utilizzando oltre il 94% dell’energia generata dai pannelli solari.

L’aspetto rivoluzionario di questo progetto risiede nella capacità del sistema di reagire rapidamente ai cambiamenti della luce solare. Grazie a un controllo automatizzato della velocità di desalinizzazione, il sistema è in grado di adattarsi a variazioni improvvise, come l’arrivo di una nuvola, senza l’utilizzo di alimentazioni supplementari o batterie. Questo rappresenta una sfida superata rispetto ai sistemi tradizionali, che richiedono una fonte di energia costante e batterie per compensare l’instabilità dell’energia solare.

Una risposta al problema globale dell’acqua potabile

L’obiettivo del sistema è desalinizzare le falde acquifere salmastre, una risorsa presente in molti bacini sotterranei e più diffusa delle riserve di acqua dolce. Questa fonte rappresenta un potenziale prezioso per le comunità dell’entroterra, dove l’accesso all’acqua di mare o all’elettricità è limitato. Inoltre, la crescente salinità delle falde acquifere, causata dai cambiamenti climatici, rende sempre più urgente la necessità di tecnologie sostenibili per la produzione di acqua potabile.

“La maggior parte della popolazione mondiale vive lontano dalle coste”, spiega Jonathan Bessette, dottorando al MIT. “Questa tecnologia potrebbe fornire acqua pulita e sostenibile a comunità isolate e a basso reddito.”

Elettrodialisi: una tecnologia flessibile

Il sistema MIT si basa su una versione avanzata dell’elettrodialisi, un processo che utilizza campi elettrici per rimuovere gli ioni di sale dall’acqua. A differenza dell’osmosi inversa, che richiede una pressione costante per filtrare l’acqua attraverso membrane, l’elettrodialisi si adatta meglio alle fluttuazioni naturali dell’energia solare.

Una delle principali innovazioni del sistema è un nuovo modello di controllo che regola in tempo reale il flusso d’acqua e la tensione applicata alle membrane, massimizzando l’efficienza energetica. Nel progetto iniziale, il sistema era in grado di variare la produzione di acqua in base alle variazioni solari, ma richiedeva batterie per gestire ritardi nella risposta a rapidi cambiamenti di luce.

Nel loro ultimo lavoro, gli ingegneri hanno eliminato questa necessità, riducendo il tempo di risposta del sistema a pochi millisecondi. Questo consente al sistema di operare senza batterie aggiuntive, rendendolo ancora più efficiente e sostenibile.

Prospettive future

Dopo il successo dei test su scala comunitaria, il team del MIT sta ora lavorando per ampliare il sistema e fornire acqua potabile a comunità più grandi, con l’obiettivo di creare un prodotto commercializzabile in tutto il mondo. Questa innovazione promette di rivoluzionare il modo in cui l’acqua potabile viene prodotta nelle regioni remote, offrendo una soluzione economica e sostenibile.

“Abbiamo fatto un grande passo avanti, ma continuiamo a lavorare per sviluppare metodi di desalinizzazione sempre più efficienti e accessibili”, afferma Bessette.

Nei prossimi mesi, il team prevede di lanciare una startup basata su questa tecnologia, con l’obiettivo di portare sul mercato sistemi di desalinizzazione alimentati esclusivamente da fonti rinnovabili.

Jon Bessette è seduto in cima a un rimorchio che ospita il sistema di desalinizzazione per elettrodialisi presso il Brackish Groundwater National Desalination Research Facility (BGNDRF) ad Alamogordo, New Mexico. Il sistema è collegato a vere falde acquifere, serbatoi d’acqua e pannelli solari.

Crediti:Foto: Shane Pratt