L’acqua tocca ogni parte della vita umana. Lo beviamo, lo usiamo per cucinare, ci laviamo e dipendiamo da esso per la salute e l’igiene. Tuttavia, secondo le stime globali, più di 2,2 miliardi di persone in tutto il mondo non hanno un accesso affidabile all’acqua potabile sicura in casa. È particolarmente difficile portare acqua pulita in luoghi asciutti che non dispongono di tubature o di vecchie infrastrutture. Da molto tempo gli scienziati sono alla ricerca di nuovi modi per ottenere acqua potabile pulita che non provenga solo da pozzi, fiumi o impianti di trattamento. Un’concept a cui stanno lavorando gli scienziati è quella di prelevare l’acqua direttamente dall’aria. L’aria contiene sempre un po’ di umidità, anche in luoghi asciutti. Potrebbe aiutare milioni di persone che non hanno abbastanza acqua se l’umidità potesse essere raccolta e trasformata rapidamente in acqua pulita. Evelyn N. Wang, ingegnere meccanico e professore presso il Massachusetts Institute of Expertise (MIT), sta conducendo questa ricerca. Il suo lavoro è focalizzato sulla creazione di una tecnologia che un giorno potrebbe consentire alle case di produrre acqua potabile dall’aria circostante.
Chi è Evelyn N. Wang e qual è la sua ricerca
Evelyn Ning‑Yi Wang è un ingegnere meccanico americano. Ricopre il ruolo di Ford Professor di ingegneria meccanica al MIT e, dal 2025, è anche vicepresidente dell’università per l’energia e il clima. La sua ricerca riguarda il trasferimento di calore, l’energia solare e l’ingegneria dei materiali. Un focus significativo del suo lavoro è sulla raccolta dell’acqua atmosferica, un processo per catturare l’umidità dall’aria e trasformarla in acqua liquida.La professoressa Wang e il suo group studiano l’energia, il flusso di calore e i sistemi idrici nel suo laboratorio al MIT Laboratorio di ricerca sui dispositivi. Il loro obiettivo è trovare soluzioni a problemi ambientali reali. Uno dei loro progetti è quello di realizzare dispositivi in grado di estrarre l’acqua dall’aria, anche quando è secca, utilizzando il calore solare e nuovi materiali.
Cos’è la raccolta dell’acqua atmosferica
La raccolta dell’acqua atmosferica (AWH) è il processo di raccolta del vapore acqueo già presente nell’aria e di trasformazione in acqua liquida che può essere immagazzinata e utilizzata. L’aria contiene molta acqua sotto forma di vapore e questa fonte si trova in tutto il mondo. Puoi utilizzare le tecnologie AWH per accedere a quella risorsa.Esistono molteplici approcci scientifici per estrarre l’acqua dall’aria:
- I metodi di condensazione tradizionali raffreddano l’aria al di sotto del punto di rugiada, trasformando l’umidità in goccioline, proprio come si forma la rugiada al mattino.
- La raccolta della nebbia è il processo di utilizzo di reti o maglie per raccogliere goccioline d’acqua dalla fitta nebbia.
- I metodi basati sull’assorbimento, utilizzati nel lavoro di Wang, si basano su materiali che assorbono le molecole d’acqua dall’aria e poi le rilasciano come liquido quando riscaldate o esposte alla luce solare.
Il metodo basato sull’assorbimento ha attirato l’attenzione perché può funzionare anche in condizioni di bassa umidità dove l’umidità relativa può essere inferiore al 20%, come nei deserti e nelle regioni aride.
Come funziona il dispositivo di Wang
Il gruppo del professor Wang ha costruito dispositivi che combinano speciali materiali adsorbenti con il calore solare per estrarre l’acqua dall’aria. In un primo sistema di prova, testato dal group insieme ai ricercatori dell’Università della California, Berkeley, il vapore acqueo viene adsorbito di notte in un materiale poroso. Durante il giorno, il calore della luce solare rilascia vapore acqueo, che poi si condensa in un serbatoio di raccolta. Questa configurazione non richiede alimentazione elettrica; funziona con il calore del sole.I materiali porosi utilizzati in questi dispositivi vengono talvolta selezionati per la loro capacità di trattenere molte molecole d’acqua sulle loro superfici. Questi materiali possono essere progettati in modo story da attirare il vapore acqueo anche quando l’aria è secca. Fanno uscire l’acqua quando fa troppo caldo, quindi può essere raccolta e pulita.Sia in laboratorio che sul campo, i prototipi realizzati dalla professoressa Wang e dal suo group hanno dimostrato che questo metodo potrebbe ottenere quantità misurabili di acqua anche in condizioni desertiche molto secche. In un sito di prova in Arizona, il dispositivo ha funzionato senza parti meccaniche in movimento ed period azionato solo dalla luce solare.Poiché i materiali e la progettazione del dispositivo non richiedono elettricità per funzionare, i ricercatori ritengono che le versioni future potrebbero essere a basso costo e scalabili. L’obiettivo è quello di realizzare sistemi che possano funzionare con fonti di calore ambientale come la luce solare, consentendo l’implementazione in case, comunità rurali e regioni con infrastrutture limitate.
Perché questa ricerca è importante
L’Organizzazione Mondiale della Sanità e le Nazioni Unite affermano che la scarsità d’acqua è un grosso problema in tutto il mondo, soprattutto nelle zone aride e nei luoghi in cui le città crescono rapidamente. Quando le persone devono percorrere lunghe distanze o fare affidamento su fonti non sicure per l’acqua potabile, la carenza idrica può portare a problemi di salute, problemi economici e stress sociale.Gli approcci tradizionali alla produzione di acqua pulita, come la desalinizzazione o la costruzione di nuovi grandi impianti di trattamento, possono essere costosi e advert alta intensità energetica. Al contrario, la tecnologia di raccolta dell’acqua atmosferica offre una fonte d’acqua decentralizzata che potrebbe potenzialmente funzionare senza una rete elettrica. Ciò lo rende particolarmente rilevante per le case in località rurali o distant dove le infrastrutture sono limitate o inaffidabili.Se la tecnologia continua a migliorare, alla advantageous potrebbero essere prodotti e installati dispositivi più piccoli su scala domestica, proprio come i pannelli solari vengono installati sui tetti. Nel corso del tempo, tali sistemi potrebbero aiutare le comunità e le famiglie a integrare la propria fornitura idrica senza dipendere da grandi sistemi centralizzati.
Cosa potrebbe riservare il futuro
I ricercatori di tutto il mondo stanno ancora lavorando sulla raccolta dell’acqua atmosferica per renderla più efficiente, ridurre i costi e far funzionare meglio i sistemi in climi diversi. Negli ultimi anni, nuovi prototipi che utilizzano materiali e tecniche alternativi hanno mostrato prestazioni migliorate e una produzione più rapida. Advert esempio, un metodo sperimentale che utilizza le onde ultrasoniche per rilasciare gocce d’acqua intrappolate negli assorbenti è molto migliore dei metodi passivi che utilizzano il calore per fare la stessa cosa. Questa è una nuova direzione per i futuri dispositivi domestici.La ricerca e progetti simili del professor Wang fanno parte di uno sforzo scientifico più ampio volto a trovare nuovi modi per risolvere i problemi idrici globali. Le persone non usano ancora la tecnologia a casa molto spesso, ma i progressi compiuti finora suggeriscono che in futuro potrebbe essere possibile produrre acqua dall’aria in casa, soprattutto nei luoghi in cui l’acqua è difficile da trovare.
