Desalinizzatore a energia solare

Energia solareUn nuovo impianto di purificazione dell’acqua marina sfrutterà le ultime innovazioni nel campo delle tecnologie per l’energia solare e un sistema di filtrazione più efficiente. Il desalinizzatore verrà realizzato in Arabia Saudita, Paese che ricava la maggior parte del fabbisogno di acqua potabile attraverso la rimozione del cloruro di sodio e di altri sali dall’acqua marina.

L’agenzia nazionale per la ricerca (King Abdul Aziz City for Science and Technology – KACST) dell’Arabia Saudita ha pianificato l’uso dell’energia solare, una delle risorse energetiche più abbondati del Paese, per soddisfare il fabbisogno nazionale di acqua potabile. A tale scopo è in fase di costruzione nella città di Al-Khafji il più grande impianto al mondo di desalinizzazione a energia solare, sarà completato nel 2012 e produrrà 30 mila metri cubi di acqua potabile al giorno per soddisfare il fabbisogno di 100 mila persone.
In seguito verranno realizzati altri impianti in numerose località dell’Arabia Saudita.

L’impianto userà una nuova tecnologia di celle fotovoltaiche a concentrazione e un sistema innovativo per filtrare l’acqua sviluppato dalla KACST in collaborazione con IBM e con la University of Texas.

Il nuovo desalinizzatore otterrà l’energia necessaria per il suo funzionamento da un impianto solare a concentrazione che prevede lenti e specchi per incanalare la luce del sole verso celle solari ultra efficienti.
Il processo di conversione della luce solare in elettricità genera molto calore pertanto è necessario un buon impianto di raffreddamento. La soluzione proposta da IBM per disperdere il calore in eccesso prevede l’impiego di una lega di indio e gallio che passa sotto ai chips di silicone, l’uso di questo metallo liquido ha permesso ai ricercatori di concentrare 2300 volte l’energia solare su un dispositivo solare di un centimetro quadrato.

Gli impianti di desalinizzazione sfruttano la distillazione per ottenere acqua potabile dall’acqua marina, mentre i nuovi impianti, compreso quello in fase di realizzazione nella città di Al-Khafji, usano l’osmosi inversa che prevede il passaggio forzato dell’acqua marina attraverso una membrana polimerica ottenendo così la separazione dei sali dall’acqua.

Per il nuovo impianto di desalinizzazione è stata messa a punto una membrana innovativa, sviluppata da IBM e University of Texas, che consente una osmosi inversa più efficiente dal punto di vista energetico.
Le membrane di poliammide attualmente in uso si intasano facilmente con oli e microrganismi, tendono inoltre a rompersi nel tempo a causa del trattamento dell’acqua marina con cloro.
La nuova membrana polimerica contiene un materiale usato da IBM per modellare i circuiti di rame sui chips dei computer. Il nuovo materiale contiene composti florurati che, a valori di pH alti, si caricano e preservano la membrana dall’azione del cloro e dello sporco.
Il risultato è che l’acqua fluisce molto più rapidamente rispetto alle membrane per osmosi inversa attualmente in uso.
La nuova membrana è competitiva anche dal punto di vista della qualità dell’acqua poiché permette di rimuovere il 99,5 % dei sali, risultato analogo a quello delle attuali membrane.

Il principale obiettivo del nuovo impianto è riuscire ad ottenere acqua potabile in modo più sostenibile per l’ambiente.
L’impianto soddisferà anche la necessità di abbassare i costi della desalinizzazione dell’acqua marina: quasi la metà della spesa è dovuta al costo dell’energia usata nel processo che, nella maggior parte degli impianti attualmente in funzione, viene ottenuta dai combustibili fossili.

Sebbene il costo della produzione di energia dagli impianti solari sia ancora molto elevato e superiore al costo dei combustibili fossili in numerosi Paesi, ha senso affrontare adesso questa spesa poiché si rivelerà la soluzione più economica nel prossimo futuro.

L’impiego dell’energia solare consentirà la riduzione delle emissioni di gas serra ottenendo così un vantaggio ambientale di enorme valore.