Affrontare la crisi idrica globale
Ogni anno, centinaia di miliardi di litri di acqua utilizzabile vengono dispersi nell’atmosfera, spesso fuoriuscendo dalle gigantesche ciminiere che sono diventate il simbolo dell’eccesso energetico dell’umanità.
Ma questo autunno, il tetto della Central Utility Power Plant presso il Massachusetts Institute of La tecnologia (MIT) ospiterà un nuovo strumento innovativo che un giorno potrebbe aiutare a produrre più centrali elettriche sostenibile.
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Sviluppato da un team di ingegneri del MIT, il sistema migliora il design delle “arpe da nebbia” dispositivi che fungono da reti per catturare il vapore acqueo quando l'aria li attraversa. In uno studio pubblicato la scorsa settimana nella rivista Science Advances, i ricercatori mostrano come questo sistema possa consentire alle centrali elettriche di funzionare in modo più sostenibile e combattere la scarsità d’acqua riciclando l’acqua altrimenti sprecata.
Le centrali elettriche consumano una notevole quantità di acqua per mantenerle fresche. Negli Stati Uniti, il 39% di tutta l’acqua dolce estratta da laghi, fiumi e bacini artificiali viene destinata a questo scopo.
“Le centrali elettriche sono uno dei maggiori utilizzatori di acqua, soprattutto per le loro esigenze di raffreddamento”, Maher Damak, dottorando in ingegneria meccanica al MIT e coautore dell'articolo, ha dichiarato a Digital Trends. “La maggior parte degli impianti utilizza torri di raffreddamento che fanno evaporare l’acqua per raffreddare l’impianto e perdere grandi quantità di vapore che può essere visto come un pennacchio che esce da queste torri. Abbiamo inventato un nuovo metodo per catturare in modo efficiente grandi quantità di acqua dolce in modo che possa essere riutilizzata”.
La tecnologia inventata da Damak e dai suoi colleghi apporta miglioramenti significativi alla progettazione delle arpe da nebbia, dispositivi a rete realizzati in plastica o rete metallica che catturano e raccolgono goccioline d'acqua durante il passaggio dell'aria. Ma le arpe nebbiose in genere raccolgono solo dall’1 al 3% del vapore che passa, perché il flusso d’aria – e quindi le molecole d’acqua – tende a girare attorno ai fili e attraverso i fori.
Quando i ricercatori del MIT hanno colpito la rete con un raggio di particelle caricate elettricamente in laboratorio, la rete si trasformò in una sorta di calamita, attirando il vapore verso i fili e provocando la formazione di ulteriori goccioline abbondanza. Le goccioline poi gocciolavano lungo la rete e venivano raccolte in una vaschetta sottostante. I ricercatori stimano che, con il loro sistema installato, le centrali elettriche potrebbero catturare dal 20 al 30% dell’acqua persa dalle loro torri di raffreddamento.
"Il prodotto sarà adattato alle torri di raffreddamento esistenti nelle centrali elettriche", ha affermato Damak. “Sarà costituito da una rete a forma di cupola posizionata sopra le torri di raffreddamento appena sopra gli elettrodi di carica. L’acqua proveniente dai pennacchi delle torri di raffreddamento si raccoglierà sulla rete e gocciolerà verso la periferia, dove potrà essere raccolta e rimandata al ciclo di raffreddamento della centrale elettrica o ad altri usi”.
Quest’acqua riciclata può quindi essere utilizzata per raffreddare la centrale elettrica, convogliata in regioni con scarsità d’acqua o come sostituto dei sistemi di desalinizzazione.
Andando avanti, i ricercatori testeranno se la loro tecnologia funziona su larga scala. Stanno creando una versione su vasta scala da installare presso la centrale elettrica del MIT, che fornisce gran parte dell'elettricità del campus e prevede di installarla in altri luoghi tramite il loro avviare, Raffreddamento infinito.
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