Acqua dolce dal mare? Sì, ma con l’energia solare

Vi riporto parte di un articolo di Giorgio Nebbia, lo ritengo uno studioso “illuminato”, tratto dal sito rinnovabili.it.

Fin dall’800 gli uomini si cimentano nel realizzare sistemi che, in piccolo, riproducono lo straordinario meccanismo che il sole già realizza su scala planetaria: trasformare l’acqua salata del mare in acqua dolce. Vediamo in concreto quali sono le potenzialità e le tipologie di questi impianti

“Acqua, acqua dovunque e non una goccia da bere”. Il vecchio marinaio della “Ballata” del poeta inglese Coleridge aveva di fronte, dopo il naufragio, una distesa di acqua imbevibile ed era tormentato dalla sete. Milioni di km di coste del nostro pianeta sono toccate dall’acqua salata dei mari e non hanno acqua dolce: diventa così difficile viverci, sviluppare l’agricoltura e il turismo.
In generale la situazione è tanto peggiore quanto più ci si trova nella fascia centrale della Terra proprio dove è maggiore l’energia solare disponibile. Da qui l’importanza di utilizzare il calore, ottenibile dalla radiazione solare, per trasformare l’acqua di mare, per distillazione, in acqua dolce: si tratta di ripetere in uno spazio limitato quello che il Sole fa, su grandissima scala, in tutti i mari e gli oceani.
I primi distillatori solari di acqua marina furono costruiti nel 1872 in Cile. Sull’altopiano cileno si trovavano vastissimi giacimenti di salnitro, un minerale indispensabile per la fabbricazione di esplosivi e di concimi, di cui il Cile aveva il monopolio. Le miniere si trovavano in uno dei posti più aridi della Terra, a 1400 metri di altezza; l’unica acqua disponibile aveva una salinità del 14 per cento ! In un primo tempo era stato installato un distillatore a vapore, ma il combustibile proveniente dalla costa a dorso di mulo rendeva costosissima la produzione di acqua dolce con questo sistema.
Fu allora progettato e costruito, da un certo ingegner Charles Wilson, un distillatore solare della superficie di 4400 metri quadrati. Il distillatore era costituito da 64 vasche di legno, poco profonde, nelle quali veniva immessa l’acqua salmastra; sulla superficie delle vasche era posta una lastra di vetro inclinata, che chiudeva perfettamente il distillatore. L’energia del Sole, molto intensa a quelle latitudini, passava attraverso la lastra di vetro e scaldava l’acqua salmastra; questa in parte evaporava. Il vapore acqueo incontrava la superficie interna della lastra di vetro che, essendo a contatto con l’aria esterna, era più fredda dell’acqua salmastra. In questo modo il vapore acqueo si condensava sotto forma di acqua priva di sali che veniva raccolta e conservata. Il distillatore di Las Salinas produceva 20.000 litri di acqua al giorno e restò in funzione fino al 1908 quando la ferrovia sostituì le carovane di muli, rendendo più conveniente la distillazione con carbone.
Il distillatore solare a tetto inclinato è stato “riscoperto” parecchie volte. Nel 1926 il governo francese offrì un premio per il progetto di un distillatore solare portatile. Nel 1928 il professore italiano La Parola costruì in Libia un distillatore solare simile a quello del Cile, che funzionò per alcuni anni.

Un distillatore solare di plastica è stato utilizzato per rifornire di acqua dolce i marinai americani a bordo delle zattere di salvataggio: era costituito da un involucro trasparente, gonfiabile, al cui interno era steso un supporto nero poroso che poteva essere impregnato di acqua marina. La radiazione solare, trasmessa attraverso l’involucro, scaldava l’acqua marina mentre il distillatore galleggiava sul mare: il vapore si condensava sulle pareti interne fredde di questa specie di pallone galleggiante e il distillato si raccoglieva sul fondo. Alcuni distillatori basati sullo stesso principio sono venduti ancora adesso nei negozi di articoli sportivi. Nell’Istituto di Merceologia dell’Università di Bari sono stati costruiti vari modelli di distillatori solari; il primo fu esposto alla Fiera del Levante nel 1953 e altri sono stati installati nelle isole Tremiti, a Pantelleria e sono stati perfezionati nei venticinque anni successivi. Una descrizione di queste ricerche si trova ne sito: http://www.fondazionemicheletti.it.
Oggi i distillatori solari sono costruiti e applicati in tutto il mondo e sono efficaci sistemi di utilizzazione dell’energia solare in quanto permettono di assicurare acqua potabile a tutti i paesi e villaggi e comunità che si trovano vicino al mare o a falde o laghi o fiumi di acque salmastre, non bevibili. Non a caso moltissime ricerche e applicazioni sono state e vengono condotte in India, Cina, nell’Asia centrale, in Africa, paesi in cui l’energia solare, attraverso la distillazione delle acque salmastre, contribuisce allo sviluppo umano, alla lotta alla sete e alle malattie. Perfezionamenti e studi meritano di essere fatti nei paesi industrializzati proprio per diffonderne i risultati nei paesi aridi.
I più comuni e diffusi distillatori solari, basati sostanzialmente sullo stesso principio delle serre, sono costituiti da vasche poco profonde, col fondo annerito per aumentare l’assorbimento dell’energia solare, riempite con un sottile strato di acqua marina o salmastra. Le vasche sono coperte con una lastra trasparente, per esempio di vetro, inclinata, a semplice o doppia inclinazione, e sono isolate al di sotto per evitare le perdite di calore. L’energia solare attraversa la lastra trasparente del “tetto” raggiunge l’acqua di mare che si riscalda: una parte dell’acqua evapora e va a condensarsi sulla parete interna della lastra trasparente sovrastante, sotto forma di acqua dolce, priva di sali, che si recupera.

I distillatori solari – fra i dispositivi più interessanti per l’utilizzazione dell’energia solare – hanno il vantaggio di utilizzare una frazione rilevante della radiazione solare incidente – sia diretta sia diffusa – che viene immediatamente trasformata in acqua dolce. Essi rappresentano, cioè, dei dispositivi che non richiedono sistemi di immagazzinaggio dell’energia e “fabbricano” un bene, una “merce”, l’acqua dolce, di cui c‘è grande bisogno nelle zone aride costiere. D’altra parte la produzione di acqua dolce è maggiore d’estate e nelle zone ad alta insolazione, cioè proprio nelle condizioni in cui è maggiore il fabbisogno e la richiesta di acqua. La produzione di acqua dolce dall’acqua salmastra è proporzionale all’intensità della radiazione solare, detratta una frazione, calcolabile in circa 4 MJ/m2.giorno, necessaria per “scaldare” il distillatore. Si può considerare questo valore come la capacità termica dell’intero dispositivo. Al di là di questo valore, ogni ulteriore apporto di calore viene usato come calore latente di evaporazione per la formazione dell’acqua distillata.
La produzione del “bene” richiesto – l’acqua dolce – è tanto maggiore quanto maggiore è l’intensità della radiazione solare: è quindi maggiore nei mesi primavera-estate-autunno, cioè quando è anche maggiore la richiesta di acqua dolce.
Calcolando una intensità della radiazione solare fra 14 e 24 MJ/m2.giorno, detratta la capacità termica del distillatore (circa 4 MJ/m2.giorno, come si è detto), tenuto conto che il calore latente di evaporazione dell’acqua è circa 2,3 MJ/litro e tenendo conto di varie perdite, si può calcolare che la produzione di acqua dolce vari fra 1,5 e 4 litri/m2.giorno e questi sono i valori effettivamente ottenuti sperimentalmente nei vari distillatori costruiti a Bari (41° di latitudine Nord). Questa produzione corrisponde ad una diminuzione del livello dell’acqua salmastra di circa 0,3 cm al giorno. Si può calcolare, complessivamente, una produzione media di acqua distillata di circa 1.000 litri/m2.anno.
I distillatori solari – come tutti i collettori di calore solare senza concentrazione – possono utilizzare sia la radiazione diretta sia quella diffusa; entro certi limiti, quindi, un distillatore solare funziona anche quando il cielo è coperto.

Ricordando il principio che, a parità di effetto voluto, è meglio una cosa semplice di una cosa complicata, i distillatori solari a semplice effetto che ho sopra descritto hanno il grande vantaggio di semplicità costruttiva e di funzionamento, di adattarsi al flusso anche discontinuo dell’energia solare. Essi sono adatti, come si è detto, soprattutto per i paesi aridi dove non esistono particolari conoscenze e attrezzatura tecniche, dove è più difficile procedere a operazioni di manutenzione e dove, con l’ingegnosità che esiste dovunque, capito il principio, è possibile ottenere acqua dolce dalle acqua salmastre o impure anche utilizzando materiali da costruzione locali, grazie al Sole.

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One thought on “Acqua dolce dal mare? Sì, ma con l’energia solare

  1. gina venerdì 30 maggio 2008 / 11:57

    però…! niente male…!

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