La dissalazione

Villaggio Globale, 10, (39), 39-42 (settembre 2007)

L’acqua, il più importante di tutti i beni naturali per la vita degli esseri umani, è essenziale come bevanda, per la cottura e la trasformazione degli alimenti, per la crescita della vegetazione e degli animali da carne, e occorre poi per l’igiene domestica, per le industrie.

L’acqua “utile” deve possedere precise caratteristiche merceologiche, deve avere un contenuto di sali non troppo elevato (da trenta a cinquanta volte di meno di quello dell’acqua di mare), non deve contenere particolari elementi dannosi in quantità superiori a limiti ben precisi, tanto che di tutta l’acqua presente sul pianeta meno di un millesimo è utile a fini umani, e solo una frazione ancora più piccola è utile per l’alimentazione e l’igiene.

L’acqua “sembra” una risorsa rinnovabile, perché ritorna sempre con le piogge, ma la quantità di acqua dolce utile e “buona”, disponibile sul pianeta, diminuisce ogni anno per i mutamenti climatici e perché l’acqua dei fiumi e dei laghi e del sottosuolo viene contaminata da rifiuti e sostanze tossiche. Il risultato di tutto questo è “la sete” per miliardi di persone; per far fronte a questo flagello si possono costruire laghi artificiali o si possono depurare le acque inquinate o si può “fabbricare” acqua potabile e utile togliendo i sali dall’acqua di mare o dalle acque salmastre non utilizzabili.

Negli anni dal 1955 al 1980 sono stati sperimentati e collaudati diecine di processi e impianti in tutto il mondo. Per la dissalazione vengono utilizzati principalmente due processi: quello di distillazione che richiede calore e quello di osmosi inversa che richiede elettricità.

Il processo di distillazione è il più diffuso; nel mondo attualmente vengono prodotti ogni anno circa 6 miliardi di metri cubi di acqua dolce dal mare in centinaia di impianti. Il principio della distillazione è semplice: l’acqua di mare viene scaldata, entro grandi impianti, utilizzando vapore o un qualsiasi fluido a temperatura inferiore a 100 gradi Celsius. Una parte dell’acqua di mare, così scaldata, evapora e si condensa su tubazioni al cui interno scorre acqua di mare più fredda; l’acqua si condensa sulla superficie di tali tubazioni allo stato puro e pre-riscalda l’acqua di mare che entrerà successivamente nelle camere di evaporazione.

Con le tecniche attuali è possibile ottenere acqua dolce con un basso consumo di calore e si può usare, per esempio, il vapore a bassa temperatura estratto da una grande centrale termoelettrica; si produce, in questo modo, circa il 2% in meno di elettricità, ma si produce congiuntamente un’altra “merce” preziosa, l’acqua dolce.

Alcuni impianti addirittura possono recuperare il calore a bassa temperatura (circa 40 gradi) che una centrale termoelettrica butta nel mare durante il suo funzionamento. Nel mondo la soluzione più economica per ottenere acqua dolce dal mare per distillazione consiste proprio nell’abbinare gli impianti di distillazione alle grandi centrali termoelettriche che hanno in abbondanza vapore di basso valore economico. Gli impianti di dissalazione sono installati nelle zone povere di acqua, dalle isole turistiche alle coste del Golfo Persico o degli Stati Uniti, presso molte industrie.

Il secondo importante processo di dissalazione dell’acqua di mare e delle acque salmastre utilizza un processo basato sul seguente ben noto fenomeno fisico: immaginiamo di disporre di una membrana, per esempio di una pellicola di un materiale speciale, capace di far passare l’acqua e non i sali, o, come si suol dire, semipermeabile. Immaginiamo ora di separare con tale membrana due soluzioni, una costituita da acqua salina e una costituita da acqua praticamente priva di sali. Si osserverà che l’acqua dolce passa dalla soluzione povera di sali verso la soluzione salina che viene gradualmente a diluirsi; questa è la osmosi ed è esattamente il contrario di quello che ci si propone con la dissalazione.

Immaginiamo adesso di comprimere la soluzione salina contro la membrana ad una pressione superiore a quella osmotica che, nel caso dell’acqua di mare, risulta di circa 23 atmosfere. Per esempio immaginiamo di comprimere l’acqua di mare contro la membrana ad una pressione fra 50 e 70 atmosfere. Si osserva ora che l’acqua passa dalla soluzione salina verso lo scompartimento contenente acqua dolce; si ottiene così, per “osmosi inversa”, l’estrazione di acqua dolce da quella salina, cioè una dissalazione, proprio quello che vogliamo.

Quando si è cercato, alla fine degli anni cinquanta nel Novecento, di applicare il principio su esposto ad un processo commerciale di dissalazione, è stato necessario cominciare a produrre delle membrane capaci di far passare l’acqua e non i sali; da tempo sono note membrane che impediscono il passaggio di molecole abbastanza grandi (proteine, zuccheri), ma la maggior parte delle membrane non riescono a trattenere molecole molto piccole come i cloruri e i solfati di sodio, di potassio o di magnesio che sono disciolti
nell’acqua di mare. Negli anni sessanta è stato inventato un sistema per modificare la superficie delle membrane di acetato di cellulosa – un derivato della cellulosa – in modo da attribuire a tali membrane le proprietà di filtrazione richieste nei processi di dissalazione.

Sono stati così messi a punto i primi impianti di dissalazione a osmosi inversa basati su membrane piane, o su membrane avvolte a spirale; uno degli inconvenienti era rappresentato dal fatto che, durante la compressione dell’acqua di mare sulle
membrane, si verifica un aumento della concentrazione salina sulla superficie delle membrane e quindi aumenta la percentuale di sali che la membrana lasciava passare e quindi la salinità dell’acqua ricuperata. Per qualche tempo il processo di dissalazione per osmosi inversa è stato applicato soltanto alle acque salmastre, cioè con un contenuto salino molto più basso di quello dell’acqua marina, ma ancora troppo elevato per l’uso potabile.

La possibilità di dissalare anche l’acqua di mare con il processo di osmosi inversa è migliorata quando sono state inventate delle membrane costituite da sottili fibre vuote all’interno, delle specie di microscopici tubi al cui interno viene posta acqua dolce e al cui esterno viene fatta circolare sotto pressione l’acqua marina o salmastra da dissalare.

L’unica fonte di energia è rappresentato dall’energia elettrica necessaria per azionare le pompe che comprimono l’acqua di mare contro le membrane e che fanno circolare l’acqua salmastra da rigettare nel mare. Vengono oggi costruiti impianti industriali il cui consumo di elettricità si aggira intorno a 6 – 7 kW/h per metro cubo di acqua dolce, un valore non
grande se si pensa che corrisponde a dieci volte il consumo minimo teorico di energia richiesto dalla dissalazione dell’acqua di mare.

L’attenzione per la dissalazione si è attenuata per qualche tempo ed è ricominciata in questi ultimi anni davanti alla crescente scarsità di acqua dovuta all’aumento della popolazione, al miglioramento delle condizioni di vista di molti paesi e alle modificazioni dei cicli naturali delle acque dovuti ai mutamenti climatici. Per farla breve: oggi nel mondo sono in funzione circa 12.000 impianti di dissalazione che “fabbricano”, ricavano, ogni anno, dal mare e dalle acque salmastre, dieci miliardi di metri cubi di acqua dissalata, quaranta volte la quantità di acqua che l’Acquedotto pugliese “vende” in Puglia, più di tutta l’acqua che viene resa disponibile alle famiglie in Italia.

E in Italia? Nonostante diecine di dibattiti e di conferenze, in cui sono stati attivi da trent’anni anche gli studiosi dell’Università di Bari, in Italia la dissalazione ha fatto pochissimi passi; un grande impianto costruito in Sardegna negli anni settanta fu smantellato dopo pochi anni; solo all’inizio del 2007 è entrato in funzione a Porto Empedocle, in Sicilia, un dissalatore capace di produrre 3 milioni di metri cubi di acqua dolce all’anno, che si aggiunge a pochi altri a Gela e nelle isole minori. In tutto, fra acquedotti urbani e industrie, l’acqua dolce prodotta dal mare in Italia ammonta a pochi milioni di metri cubi all’anno.

La produzione di acqua potabile dal mare per dissalazione ha molti nemici. Il ritornello che si sente sempre ripetere è che l’acqua dissalata “costa troppo”; il costo aziendale della merce “acqua dissalata” è superiore (circa 2-3 euro al metro cubo) al “prezzo” dell’acqua distribuita dagli acquedotti (circa un euro al metro cubo), ma è molto inferiore al prezzo dell’acqua in
bottiglia (oltre 200 euro al metro cubo). Però il prezzo dell’acqua del rubinetto non ha niente a che vedere con il vero costo perché utilizza invasi, condotte e impianti che sono stati pagati dallo stato molti anni fa. E se si vuole aumentare l’acqua disponibile dalle fonti tradizionali oggi occorre costruire laghi artificiali e impianti di depurazione e condotte, attraversare valli e montagne; qualcuno aveva addirittura proposto di costruire delle condotte per trasportare in Puglia l’acqua dall’Abruzzo o dall’Albania e tutto questo costa ben di più dei dissalatori.

I critici della dissalazione sostengono che la fabbricazione di acqua dolce dal mare richiede energia e contribuisce all’effetto serra, ma nessuno dice che i quattro gruppi della centrale termoelettrica di Cerano, vicino Brindisi, “buttano via” ogni anno nel mare calore di rifiuto in una quantità così grande che sarebbe sufficiente a produrre per distillazione, ogni anno, 100
milioni di metri cubi di acqua potabile, “acqua nuova”, a differenza di quella che la Puglia oggi riceve togliendola ad altre regioni come la Campania, la Basilicata, il Molise. Abbastanza curiosamente anche fra gli ambientalisti, fra coloro a cui dovrebbe stare a cuore la guerra alla sete, qualcuno sostiene che il prelevamento dell’acqua marina da avviare agli impianti
di dissalazione uccide alcune specie marine e altera gli ecosistemi Inoltre gli impianti di dissalazione possono essere costruiti nelle stesse zone in cui è richiesta l’acqua, vicino al mare, che sono poi le zone più lontane delle sorgenti e dalle montagne, che non richiedono quindi lunghi acquedotti, e l’Italia ha ottomila chilometri di coste abitate da molti milioni di persone. E’ ovvio che, producendo acqua dolce pregiata, la dissalazione dovrebbe essere accompagnata dalla disponibilità di reti di distribuzione che non perdano tutta l’acqua che si
sta perdendo oggi in Italia, in Puglia, in Sicilia dove va perduta addirittura parte dell’acqua dissalata prodotta a Porto Empedocle!

Per fermarsi alla Puglia, nei vari programmi di sviluppo si legge talvolta che la regione “sta considerando” il ricorso alla dissalazione, “prevede” due impianti di dissalazione, in un programma al 2008 sono previsti quattro impianti di dissalazione con una produzione di 200.000 metri cubi al secondo (proprio così; si tratta di un evidente errore di stampa). E intanto avanza lo spettro della mancanza di acqua potabile, le falde sotterranee si abbassano e ne aumenta la salinità, i mutamenti climatici offrono delle successioni di estati calde, gli altri paesi del mondo corrono e noi, a trent’anni di distanza, siamo ancora fermi all’eventuale realizzazione” di impianti di dissalazione, forse a Manfredonia, forse a Brindisi, e tante città, tanti pugliesi, pur circondati – come il vecchio marinaio della poesia di Coleridge – da acqua, acqua dovunque, non hanno una goccia da bere. Sveglia Puglia!