Uno studio condotto dal Politecnico di Torino in collaborazione con il Massachusetts Institute of Technology (USA) e pubblicato sulla rivista Nature Communications indica un metodo innovativo per migliorare le prestazioni della dissalazione a membrana. In futuro, nuove membrane per l’osmosi inversa potrebbero rendere potabile l’acqua del mare in modo più economico
Rendere potabile l’acqua di mare: questo l’ambizioso obiettivo, che potrebbe contribuire a risolvere problemi sostanziali per molti Paesi nei quali la disponibilità di acqua dolce è limitata, della ricerca di un team di ingegneri del Dipartimento Energia – DENERG del Politecnico di Torino in collaborazione con il Massachusetts Institute of Technology-MIT (Cambridge, USA) e l’University of Minnesota (Minneapolis, USA). Le tematiche di ricerca legate al tema dell’acqua, infatti, vedono il Politecnico collaborare con le più importanti università al mondo e condurre progetti altamente interdisciplinari che coinvolgono numerosi gruppi di ricerca dell’Ateneo.
La prestigiosa rivista Nature Communications ha recentemente pubblicato i risultati della ricerca di DENERG e MIT, aprendo così una nuova via nello sviluppo di tecnologie per la dissalazione a membrana.
L’acqua salata del mare può infatti essere resa “dolce” (dissalata) con l’impiego di una membrana, ossia grazie a un “setaccio” in grado di separare le molecole di acqua dai sali in essa disciolti. L’energia necessaria a questo processo di separazione può essere fornita da una sorgente di calore, da un campo elettromagnetico oppure dalla pressione idraulica esercitata da una pompa. In particolare, la ricerca italo-americana si è concentrata sul processo di osmosi inversa per la dissalazione dell’acqua, basato sulla capacità di alcuni materiali porosi di farsi attraversare dalla sola acqua in pressione, separandola così dal sale.
Gli ingegneri del Politecnico di Torino hanno dimostrato che l’enorme differenza tra i valori di permeabilità della membrana attesi e misurati sperimentalmente sono da imputarsi alla resistenza superficiale della membrana al trasporto dell’acqua. Tale resistenza è dovuta agli attuali metodi di fabbricazione delle membrane in zeolite, che causano la chiusura di più del 99,9% dei pori superficiali teoricamente disponibili. In altri termini, le molecole di acqua hanno a disposizione un ridottissimo numero di pori per infiltrarsi nella membrana (uno ogni mille), e questo causa un effetto collo di bottiglia che rallenta il trasporto complessivo dell’acqua attraverso la membrana, dunque riducendone drasticamente la permeabilità. Dopo più di due anni di ricerche tramite simulazioni al computer e attività di laboratorio, Matteo Fasano, Alessio Bevilacqua, Eliodoro Chiavazzo, Pietro Asinari (Multi-Scale Modelling Lab, Dipartimento Energia al Politecnico di Torino), Thomas Humplik, Evelyn Wang (Device Research Laboratory, MIT) e Michael Tsapatsis (Tsapatsis Research Group, University of Minnesota) sono così riusciti a creare un preciso modello fisico di questo processo.
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