“Impacchettare” l’osmosi inversa per tagliare i costi della desalinizzazione

Gli ingegneri della Purdue University hanno sviluppato una variante del processo chiamata “osmosi inversa in batch” , che promette una migliore efficienza energetica

osmosi inversa
Foto di Public Co da Pixabay

(Rinnovabili.it) – Produrre acqua dolce dal mare rappresenta un importante obiettivo per la sicurezza idrica e la gestione delle risorse naturali. Tuttavia la maggior parte delle tecnologie odierne di desalinizzazione richiede enormi quantità di energia. Attualmente il processo più diffuso è l’osmosi inversa: l’acqua viene fatta scorrere su una membrana applicando alta pressione per forzare il passaggio delle molecole di solvente attraverso essa. Nel caso dell’acqua marina, i sali minerali.

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Ma per mantenere l’alto livello di pressione richiesto, il sistema ha bisogno di molta energia. I consumi, a seconda del luogo e della dimensione della centrale, possono variare dagli 0,4 ai. 7 kWh per m3 di acqua prodotta. “Circa un terzo del costo di vita di un impianto di desalinizzazione è energia”, spiega David Warsinger, professore di ingegneria meccanica alla Purdue University. “Anche piccoli miglioramenti al processo – pochi punti percentuali di differenza – possono far risparmiare centinaia di milioni di dollari”.

Con questo obiettivo in mente, Warsinger e alcuni colleghi hanno sviluppato una variante del processo chiamata “osmosi inversa in batch”. Promettendo una migliore efficienza energetica, una maggiore durata delle apparecchiature e la capacità di trattare acqua con una salinità molto più elevata. Come funziona? Piuttosto che mantenere un flusso costante di acqua di mare a quegli alti livelli di pressione, il processo batch (letteralmente “lotto”) richiede una determinata quantità di acqua in una sola volta; la tratta, la scarica e quindi ripete il processo con il lotto successivo.

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“La processazione di ogni partita dura circa uno o due minuti”, sottolinea Warsinger. Questo lavoro discontinuo ha bisogno di minori quantitativi di elettricità, ma ovviamente da solo non è abbastanza. “Ci vogliono tempo ed energia per pompare ogni lotto di acqua”, aggiunge Warsinger. Ciò “generalmente annullerebbe i guadagni di efficienza ottenibili con il processo batch. Ecco perché abbiamo sviluppato una soluzione chiamata osmosi inversa in batch a doppia azione”. Gli ingegneri hanno progettato l’integrazione di un serbatoio con pistone per immettere i vari lotti d’acqua marina nel sistema di elaborazione. E ad azionarlo è semplicemente la successiva partita d’acqua. “Secondo i nostri modelli, questo sistema offre il consumo energetico più basso mai ottenuto per la desalinizzazione. Rappresenta una pietra miliare”. La ricerca è stata pubblicata su Desalination.

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