Dal calore di scarto all’acqua dolce: la ricerca del DENERG sulle alghe brune per una dissalazione più sostenibile

Un nuovo studio pubblicato sulla rivista Cell Reports Physical Science ci racconta come sia possibile recuperare il calore disperso nei processi industriali.

In un contesto caratterizzato da eventi di siccità sempre più frequenti, aumento delle temperature e crescente pressione sulle risorse idriche, la dissalazione dell'acqua marina rappresenta una delle possibili risposte alla scarsità d'acqua. Tuttavia, i processi tradizionali sono spesso caratterizzati da elevati consumi energetici, che ne limitano la diffusione e la sostenibilità.
La ricerca sviluppata presso il laboratorio SMaLL del DENERG propone un approccio innovativo basato sull'utilizzo di un idrogel di alginato di calcio, un materiale bio-derivato ottenuto dagli alginati naturalmente presenti nelle pareti cellulari delle alghe brune. Grazie alle sue proprietà, il materiale è in grado di assorbire grandi quantità di vapore acqueo e di rilasciarlo successivamente quando viene riscaldato, rendendolo particolarmente adatto ai processi di dissalazione ad adsorbimento.
«Da anni lavoriamo su tecnologie che mettano insieme acqua ed energia in modo intelligente», spiega il professor Eliodoro Chiavazzo. «La domanda è semplice: quanta energia stiamo perdendo ogni giorno sotto forma di calore a bassa temperatura e quanto valore potremmo ricavarne? Se trasformiamo anche solo una parte di quel calore per produrre acqua dolce, apriamo una strada nuova per la resilienza idrica».
Il sistema sviluppato dal team sfrutta infatti una risorsa oggi largamente inutilizzata: il calore a bassa temperatura proveniente da processi industriali, impianti energetici o sistemi solari termici. In una camera sottovuoto, l'acqua salata evapora a temperature moderate; il vapore viene catturato dall'idrogel e successivamente rilasciato attraverso un lieve riscaldamento, per poi condensare sotto forma di acqua dolce.
I risultati ottenuti sono particolarmente promettenti. Il prototipo sperimentale ha dimostrato di poter produrre acqua dolce utilizzando una sorgente termica di soli 45 °C, mentre a 60 °C raggiunge una produttività di circa 6 metri cubi di acqua al giorno per tonnellata di materiale impiegato, con una rimozione del sale superiore al 99%.
Oltre alla produzione di acqua potabile, la tecnologia apre interessanti prospettive nel campo della multi-generazione energetica. Lo stesso calore di scarto potrebbe infatti alimentare contemporaneamente processi di dissalazione e sistemi di raffrescamento ad adsorbimento, aumentando l'efficienza complessiva degli impianti e contribuendo alla transizione verso modelli energetici più circolari e sostenibili.
Lo studio si inserisce nelle attività del Clean Water Center del Politecnico di Torino e testimonia l'approccio multidisciplinare del DENERG, che integra ricerca sui materiali, termofluidodinamica, sistemi energetici e sviluppo di prototipi innovativi per affrontare le grandi sfide legate al binomio acqua-energia.
La tecnologia è ancora in fase di sviluppo, ma i risultati ottenuti confermano il potenziale di una nuova generazione di sistemi di dissalazione capaci di valorizzare risorse energetiche oggi inutilizzate, contribuendo a rendere più sostenibile l'accesso all'acqua dolce nelle comunità costiere, nelle aree isolate e nei contesti industriali.