Un team di ricercatori dell’ETH di Zurigo ha recentemente presentato su «Nature Sustainability» un innovativo sistema in grado di ricavare acqua pulita dalla nebbia. I ricercatori hanno spiegato che la raccolta dell’acqua atmosferica fornisce forniture decentralizzate e sostenibili di acqua dolce in aree prive di risorse idriche naturali. Tuttavia, le fonti d’acqua come la nebbia sono spesso soggette a contaminazione da inquinanti atmosferici, soprattutto vicino ai centri abitati.
Per risolvere questo problema, il gruppo di ricerca dell’ETH ha progettato un sistema capace di catturare la nebbia con elevata efficienza, degradando allo stesso tempo gli inquinanti organici. I dispositivi passivi di raccolta della nebbia di solito utilizzano fibre intrecciate, reti metalliche o schemi di fili per intrappolare le goccioline d’acqua. Simili installazioni su larga scala possono raccogliere fino a 100.000 litri d’acqua in un solo giorno, ma l’utilità di quest’acqua è fortemente limitata dall’inquinamento atmosferico.

Il progetto di ricerca dell’ETH si è quindi concentrato sullo studio di alcuni rivestimenti fotocatalitici da applicare alle reti metalliche per decomporre le molecole organiche. In questo modo i ricercatori hanno sviluppato un efficace dispositivo combinato di raccolta della nebbia e purificazione dell’acqua che funziona in modo totalmente passivo all’aperto. Infatti, questo dispositivo necessita di luce solare solo per l’attivazione, rimanendo reattivo anche quando non viene irradiato per diverse ore.
Ciò consente la raccolta e il trattamento simultaneo della nebbia inquinata anche quando l’irraggiamento solare è basso, come appunto nelle condizioni nebbiose. Questo studio risulta quindi particolarmente promettente in un’ottica di sviluppo di sistemi di raccolta dell’acqua con proprietà di purificazione passiva. Il dispositivo messo a punto dall’ETH di Zurigo riesce infatti a sfruttare risorse solari intermittenti, aprendo la strada alla produzione di acqua potabile da fonti d’acqua sottoutilizzate.

Ricavare acqua pulita dalla nebbia grazie al biossido di titanio
Nell’articolo pubblicato su «Nature Sustainability» il gruppo di ricerca dell’ETH ha spiegato il funzionamento del loro dispositivo per ricavare acqua pulita dalla nebbia. «Al centro del nostro design c’è una rete metallica rivestita con nanoparticelle di biossido di titanio anatasio incorporate in una matrice polimerica. Una volta attivato dalla luce solare, lo strato di biossido di titanio fotoattivo decompone molecole organiche come il diesel, anche in assenza di luce solare».
Il rivestimento polimerico garantisce che le gocce d’acqua di nebbia si raccolgano efficientemente sulla rete metallica e poi defluiscano in un contenitore. Il biossido di titanio atanasio (TiO2) agisce invece come catalizzatore chimico, scomponendo gli inquinanti organici. Inoltre, la bagnabilità della superficie della rete è progettata per migliorare l’estrazione dell’acqua. Nei test di laboratorio i ricercatori hanno dimostrato infatti buone prestazioni nella raccolta della nebbia, corrispondenti a circa l’8%.
Per quanto riguarda la riduzione degli inquinanti organici, i test all’aperto hanno fornito valori eccezionali, pari all’85% con indice UV basso e al 94% con indice UV alto.

Poiché il limite massimo consentito per i contaminanti organici atmosferici più comuni è di 0,5 ppm, raggiungere tali risultati a queste concentrazioni è estremamente significativo. Tra l’altro, il rivestimento sviluppato dall’ETH tratta in modo passivo anche contaminanti dell’acqua come il diesel o il bisfenolo A. Questa caratteristica apre dunque la possibilità di ampliare il raggio d’azione del dispositivo, utilizzandolo contro una vasta gamma di inquinanti.
Fonte: www.nature.com
Immagine di copertina: ETH Zurich – website