SM 2838 — Osmosi inversa — 2007

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La Gazzetta del Mezzogiorno, martedì 8 maggio 2007

Giorgio Nebbia nebbia@lquipo.it

Tutto è cominciato quando i biologi hanno cercato di comprendere come le membrane delle pareti delle cellule vegetali e animali scambiano sostanze con i liquidi circostanti lasciando passare alcune sostanze e non altre. Si è così visto che, in generale, per il fenomeno di osmosi, se due soluzioni sono separate da una membrana, l’acqua passa dalla soluzione meno salina a quella più salina nella quale si determina un aumento di volume e di pressione; tale pressione, detta “osmotica”, dipende dalla concentrazione di ciascuna soluzione; alcuni processi di conservazione degli alimenti, per esempio per immersione “sotto sale”, sono basati su fenomeni osmotici.

Gli studiosi hanno poi cercato di capire la struttura delle membrane “semipermeabili” attraverso cui ha luogo l’osmosi, ed è stato scoperto che spesso le due facce di tali membrane sono diverse fra loro. Quando è cresciuto l’interesse per  nuovi sistemi di dissalazione in grado di ottenere acqua dolce dal mare, nel 1960, alcuni ricercatori dell’Università della California si sono chiesti: se, attraverso una membrana semipermeabile, l’acqua passa da una soluzione più salina ad una meno salina nella quale viene esercitata una pressione, perché non provare a far passare acqua da una soluzione salina, come l’acqua di mare, ad una soluzione povera o priva di sali, sottoponendo l’acqua di mare ad una pressione superiore a quella “osmotica” che, nell’acqua di mare, contenente 35 grammi di sali per litro, è circa 25 atmosfere (2,5 megapascal) ? Si trattava, quindi, di realizzare una osmosi alla rovescia, una osmosi inversa.

La cosa in via di principio sembrava fattibile; invece di usare il calore per distillare acqua dolce dall’acqua di mare, come avviene nella maggior parte degli impianti di dissalazione, si sarebbe potuto ottenere dal mare acqua potabile comprimendola contro “adatte” membrane semipermeabili artificiali. E qui entrò in gioco la chimica; un certo prof.Sidney  Loeb (1917-2008), studiando la formazione di pellicole di acetato di cellulosa stese su un vetro da una soluzione di acetone, osservò che la faccia della pellicola a contatto con il vetro era compatta mentre quella che si formava all’aria, durante l’evaporazione del solvente, aveva una struttura diversa. Fu così scoperto che, comprimendo dell’acqua di mare, ad una pressione superiore a 25 atmosfere, contro una delle due facce delle pellicole di acetato di cellulosa, immerse in acqua priva di sali, il volume dell’acqua dolce aumentava grazie all’acqua pura “portata via” dall’acqua di mare. La nuova tecnica di dissalazione per osmosi inversa, o iperfiltrazione, permetteva di ottenere acqua dolce, potabile, dal mare realizzando il sogno rincorso da tanti anni in tutto il mondo.

Per arrivare a impianti industriali ci sono voluti anni di duro lavoro per la preparazione di membrane durature, resistenti alla pressione; a partire dal 1965 la dissalazione per osmosi inversa si è comunque affermata e oggi si affianca ai processi che producono acqua dolce dal mare per distillazione. I due processi sono complementari. I distillatori richiedono calore ed energia elettrica e forniscono acqua distillata, priva di sali, che non si presta bene come acqua potabile. Gli impianti ad osmosi inversa richiedono elettricità (da 4 a 8 chilowattore per ogni metro cubo di acqua dissalata) per i compressori dell’acqua marina e forniscono acqua con un piccolo residuo di sali e quindi meglio adatta come acqua potabile. I processi di osmosi inversa consentono di produrre acqua potabile, con un consumo minore di elettricità, anche da acque salmastre, con un contenuto salino minore di quello del mare, come si trovano in molte zone costiere e anche in Puglia.

Gli impianti di dissalazione a osmosi inversa possono essere realizzati in varie dimensioni. Proprio nei giorni scorsi è stato inaugurato a Perth, in Australia, un impianto di dissalazione a osmosi inversa capace di produrre 45 milioni di metri cubi di acqua potabile all’anno; nei mesi scorsi a Porto Empedocle, in Sicilia, è entrato in funzione un altro impianto ad osmosi inversa in grado di produrre 3 milioni di metri cubi di acqua dolce all’anno. Per valutare questi numeri si pensi che la produzione di acqua dissalata nel mondo arriva ormai a oltre dieci miliardi di metri cubi all’anno; ciò significa che dal mare viene estratta acqua potabile in quantità superiore a quella (sei miliardi di metri cubi) usata in un anno in tutta Italia; il grande Acquedotto Pugliese distribuisce in Puglia poco più di 250 milioni di metri cubi di acqua potabile all’anno.

Va notato che sono possibili molti perfezionamenti all’attuale tecnologia di osmosi inversa, soprattutto nella preparazione di membrane semi permeabili, un campo a cui si dedicano molti laboratori. Addirittura è stato proposto di usare la stessa pressione dell’acqua del mare per ottenere acqua dolce; a trecento metri di profondità l’acqua marina esercita una pressione di circa trenta atmosfere; se si immergesse un lungo tubo verticale, chiuso sul fondo da una membrana semipermeabile, l’acqua dolce passerebbe dal mare circostante all’interno del tubo da cui potrebbe essere pompata in superficie con un minimo consumo di elettricità. Sete è il nome dello spettro che si affaccia in seguito ai mutamenti ambientali in atto; innovazione, tecnologia e ricerca scientifica possono essere le ricette per sconfiggerla usando le forze e i fenomeni offerti dalla natura.