Un conto molto salato

L’acqua potabile è un bene sempre più scarso. Stiamo gestendo malissimo la nostra principale fonte di sopravvivenza, nonostante rappresenti l’obiettivo n.6 per lo Sviluppo Sostenibile al 2030 delle Nazioni Unite. Eppure, la notizia non sembra circolare tra social e media tradizionali.

1.1 miliardi di persone in tutto il mondo non hanno accesso all’acqua, 2.7 miliardi ne sono privi per almeno un mese all’anno e 2.4 miliardi soffrono di servizi igienici inadeguati dovuti alla scarsità di forniture idriche.

Pensi che riguardi solo popolazioni di aree desertiche del pianeta, o Paesi in via di sviluppo con infrastrutture carenti? Invece, la situazione europea non è indenne da situazioni emergenziali e - in assenza di un intervento efficace e tempestivo - tenderà solo a peggiorare.

Oggi, riprendo il discorso iniziato tempo fa sulla crisi idrica globale, analizzando una delle soluzioni più diffuse sul pianeta - Italia compresa - spesso non affiancata dalle necessarie politiche preventive: la desalinizzazione.

Negli ultimi 50 anni, la popolazione mondiale è più che raddoppiata (te ne parlai qui). E’ cresciuta lentamente nelle regioni più ricche del pianeta, Europa e Nord America - dove però il consumo pro-capite è più alto - e più rapidamente in Asia e Africa, seppure con una domanda di risorse individuale ben più contenuta.

In entrambi i casi, ha portato sistematicamente ogni Paese al superamento dei limiti di biodisponibilità di risorse, oggi misurato con il ben noto “overshoot day”. Questa rapida crescita ha compromesso gli ecosistemi acquatici planetari, alimentata da modelli di sviluppo economico e industriale di natura estrattiva, caratterizzati dalla sistematica esternalizzazione dei costi e dei danni ambientali sui bilanci pubblici, anziché a carico delle imprese che li generano.

Il progressivo impoverimento delle riserve idriche di profondità, fonte principale di approvvigionamento di acqua dolce per tanti Paesi - l’Italia ne dipende per più dell’80% - è la metafora più evidente di come viviamo utilizzando le risorse del nostro pianeta sconsideratamente.

Abbiamo abusato di una risorsa che richiede tempi ben più lunghi per rinnovarsi, senza preoccuparci più di tanto. In fondo, per tanti, aprire un rubinetto e vederla scorrere implica che non vi siano problemi di approvvigionamento.

A quello va aggiunto l’inquinamento e il sovrasfruttamento delle fonti superficiali. I bacini fluviali, per esempio, intorno ai quali si sono sviluppati tanti insediamenti urbani, sono sfruttati a ritmo insostenibile: il 41% della popolazione mondiale - secondo fonti UNEP - vive in bacini a stress idrico.

In Italia, la depenalizzazione della legge Merli sui danni dovuti agli scarichi reflui delle aziende approvata dal governo Berlusconi nel 1994 - uno dei suoi primi atti politici per “ripagare chi mi ha votato”, disse in una seduta Parlamentare - ha contribuito unicamente ad acuire il problema. Mentre tutti i maggiori Paesi membri UE prevedono pene carcerarie severe, in Italia al massimo si paga una misera sanzione amministrativa.

La Sicilia, per prendere uno degli esempi più eclatanti, ha reti idriche che perdono fino al 68% (fonte: Protezione Civile) e un problema di siccità sempre più frequente. L’emergenza è diventata normalità, nonostante i segnali evidenti e rapporti che fin dalla fine degli anni ‘90 mettevano in guardia sul problema.

Per molti agricoltori, irrigare implica l’acquisto dell’acqua da privati, a prezzi sempre più alti. Ai cittadini, l’acqua viene trasportata con autobotti e razionata, con intervalli anche di oltre una settimana.

I sempre più prolungati periodi di siccità causati dal riscaldamento globale acuiscono i già frequenti problemi infrastrutturali alla rete, l’impoverimento o contaminazione delle risorse profonde, e l’errata pianificazione dei bacini di stoccaggio e dei serbatoi.

Il risultato è che in Europa, il 29% delle falde acquifere non è più in grado di fornire le quantità necessarie all’ecosistema e alla popolazione. Il 20% del territorio europeo e il 30% della popolazione è sotto stress idrico, con danni stimati in 9 mld €/anno - 1.4 mld € solo per l’Italia - per quanto riguarda le attività economiche, mentre i danni all’ecosistema sono incalcolabili (fonte: EEA).

Il rapporto dell’UNESCO sullo sviluppo delle risorse idriche mostra come il consumo di acqua cresca annualmente dell’1%. Una crescita esponenziale che si scontra con l’impoverimento e inquinamento degli approvvigionamenti e l’aumento della popolazione.

La Conferenza sull’Acqua delle Nazioni Unite, prevista per il 2 dicembre di quest’anno, affronterà il tema senza tanti peli sulla lingua. Il budget idrologico di alcune regioni del pianeta è compromesso al punto da essere danneggiato irreversibilmente - in una scala temporale umana - da cui la dichiarazione di bancarotta idrica.

Sembra quasi un paradosso, quando 3/4 della superficie terrestre sono coperti da acqua. Tuttavia, non è così semplice e conveniente ricavare acqua potabile dal mare. La natura impiega lungo tempo per filtrarla e dissalarla, pur mantenendola ricca di minerali spesso preziosi per la nostra salute.

Lo sanno bene gli abitanti di tante isole - come le nostrane Eolie ed Egadi, ma anche le Baleari spagnole, per fare esempi in Europa - che hanno visto incrementare il contenuto in fanghi e salmastro all’aumentare dello sfruttamento delle falde sotterranee e dipendono dalla terraferma con navi cisterna e camion carichi di bottiglie - spesso di plastica - per quella potabile. Tante di loro, hanno installato impianti per coprire almeno il picco della domanda idrica stagionale.

Ma non sono solo i consumi turistici a richiedere la spesa per un dissalatore. E’ il caso di tanti impianti, tra cui il più grande del mediterraneo - ubicato in Calabria - che produce 500 m³ all’ora, principalmente per usi energetici.

L’acqua di mare viene desalinizzata in tutta Europa, soprattutto per usi civili (68%), industriali (18%), agricoli e zootecnici (14%). Il 73% della capacità di dissalazione è ubicata in Spagna, seguita dall’Italia con l’8% e Cipro e Malta con il 4%.

L’Italia è prima per gli usi industriali (28% della capacità totale), seguita dalla Spagna (25%) e dall’Olanda (10%).

Nel Bel Paese, 340 impianti di dissalazione, costruiti negli anni ‘90, coprono lo 0,1% dell’acqua dolce prelevata nel Paese. Il PNRR ne ha previsto uno a Taranto, in completamento entro la fine del 2026, da 1.000 m³/h (il fabbisogno di 385.000 persone). Anche la zona del delta del Po, dove l’acqua salata risale la foce durante i periodi di siccità, ospita un impianto temporaneo costruito in Spagna.

Altri impianti sono previsti nel Centro e nel Nord Italia, a dimostrazione che il problema interessi ogni area del Paese.

Per chi voglia approfondire, suggerisco la lettura del rapporto EEA sullo stato della crisi idrica europea.

Attualmente, esistono due tecnologie principali per estrarla da acque a diverse salinità - come quella marina ad alta salinità o l’acqua delle foci dei fiumi a bassa salinità - l’osmosi inversa (RO), utilizzata dall’85% degli impianti nel mondo, e la distillazione termica (TD).

Ci sarà tempo, in una Pillola futura, per parlare delle nuove frontiere tecnologiche, alcune molto promettenti, che però necessitano ancora di molti anni prima di poter essere implementate su larga scala.

La distillazione termica

Il principio è semplice e ampiamente noto: riscaldare l’acqua di mare per ottenere vapore, il quale - sottoposto a un successivo raffreddamento - condensa in acqua demineralizzata.

Nelle sue declinazioni Multi‑Effetto (MED) e Flash Multi‑Stadio (MSF), la distillazione avviene in passaggi sequenziali per aumentarne l’efficienza e il grado di purezza dell’acqua. Il metodo a Compressione di Vapore (VC), invece, recupera parte del calore latente per generare nuovo vapore, sfruttando le maggiori pressioni in gioco e migliorando così i rendimenti energetici.

L’osmosi inversa

L’osmosi è un fenomeno naturale per cui un solvente - in questo caso l’acqua - tende a passare attraverso una membrana semi-permeabile da una soluzione più diluita a una più concentrata, fino a raggiungere l’equilibrio. E’ il principio su cui si basano il bilancio idrico e lo scambio di nutrienti tra cellule e ambiente, sia nel regno animale sia in quello vegetale.

Nella reverse osmosis, questo processo viene invertito, applicando una pressione superiore a quella osmotica, che forza l’acqua salata ad attraversare la membrana che trattiene sali e impurità, ottenendo così acqua dolce. Più alta è la salinità, maggiore sarà la pressione necessaria e quindi l’energia consumata dall’impianto.

Per entrambi i metodi, il costo degli impianti è elevato, soprattutto in termini di manutenzione. Se per la distillazione il problema è rappresentato dai residui solidi, che devono essere rimossi continuamente per non compromettere le rese di conversione, per la RO il problema riguarda le membrane, che col tempo si occludono e rappresentano un rifiuto costoso sia da sostituire sia da gestire.

Anche il consumo energetico è notevole: il calore generato per la distillazione, come la pressione meccanica nel caso della RO. Quest’ultima è dipendente dalla temperatura dell’acqua e dalla sua densità (i.e. salinità). Per acque poco salmastre bastano 2-10 bar - corrispondenti a 0.3-1.0 kWh/m³, che salgono a 10-25 bar per acque salmastre (1-2.5 kWh/m³⁾, fino ai 55-80 bar per l’acqua di mare (2.5-4.5 kWh/m³).

Il risultato è un costo di 4-6 volte superiore a quello di un litro d’acqua da fonte naturale. Senza contare le esternalità ambientali e le emissioni climalteranti per la produzione energetica.

I nuovi impianti sfruttano sistemi di recupero termico e meccanico per aumentare l’efficienza di conversione, nonché vengono alimentati da fonti rinnovabili. Tuttavia, gli impatti ambientali di un processo ancora lontano dalla necessaria circolarizzazione sono ancora irrisolti.

Il sottoprodotto principale della desalinizzazione è la salamoia, un effluente con solidi disciolti 1.5-2 volte superiori all’acqua marina, che se scaricato senza mitigazione agisce come biocida per tossicità osmotica e chimica (fonte: UNU-INWEH). Un litro di acqua demineralizzata produce oltre 1.5 litri di salamoia, mista ai residui dei processi di filtrazione e disinfezione.

L’iper-salinità locale, la tossicità chimica - metalli, additivi come gli anti-incrostanti, i disinfettanti e gli stabilizzatori del pH - e il ristagno bentonico di questi scarichi rappresentano una minaccia agli ambienti marini limitrofi. L’ipossia indotta minaccia la biodiversità marina - per esempio uccidendo la Posidonia oceanica e le comunità microbiche epi-bentoniche - alla base della catena trofica costiera.

Nel caso della distillazione termica, gli scarichi hanno anche impatti termici aggiuntivi, innalzando localmente le temperature di 5-10°C - aggravando lo stress ecologico.

L’80% degli scarichi dei dissalatori avviene entro 10 km dalla costa, per un totale di 142 mln m³ al giorno da oltre 20.000 impianti, in 177 Paesi nel mondo. Seppure si intervenga sempre più spesso per distribuire le bocche di scarico sulla lunghezza delle tubazioni, al fine di ridurre le concentrazioni locali, gli effetti cumulativi restano in molti casi devastanti (fonte: UNEP).

Nel frattempo, stretti nella morsa delle sempre più frequenti siccità e dalla crescita dei consumi, sono sempre più i Paesi in cui la dissalazione rappresenta una quota rilevante del fabbisogno idrico nazionale (es.: Spagna, UAE, Australia). La sola Arabia Saudita ne ottiene circa il 50% dei consumi totali.

E’ sempre un po’ angosciante pensare all’impatto di tecnologie concepite per la nostra stessa sopravvivenza: un circolo vizioso che peggiora la situazione, invece di risolverla.

Tuttavia, in questo caso non tutto è perduto. I flussi di ingenti quantità di acqua marina trattata e, soprattutto, le salamoie dei dissalatori rappresentano una potenziale fonte secondaria di materie prime: sali di magnesio, calcio, potassio e tracce di elementi strategici per la transizione, come litio o alcuni metalli di transizione, che altrimenti stiamo andando a cercare nelle profondità abissali con impatti anche peggiori.

Il recupero di tali elementi è ancora costoso e confinato per lo più a progetti pilota e studi di fattibilità, ma la ricerca procede rapidamente, in parallelo con nuovi sistemi di separazione e filtrazione a minor impatto ambientale.

Anche il sodio contenuto nella salamoia - la sua elevata solubilità ne rende complessa l’estrazione nelle fasi convenzionali di filtrazione - è sempre più interessante, sia per la produzione di batterie di nuova generazione, sia come materia prima per l’industria chimica e cosmetica. Sfruttare questi flussi potrebbe contribuire a ridurre gli impatti degli scarichi in mare e ad avvicinarsi a un uso più circolare della desalinizzazione, favorendo filiere locali per alcune materie prime critiche.

Si dovrà anche trovare il modo di riciclare 14 kt/anno di membrane esauste, composte da polimeri come poliammide, polisolfone o poliestere.

Non si può vivere di autobotti, né è consigliabile farlo con i dissalatori. Almeno per il momento, conviene limitare al massimo la costruzione di impianti di dissalazione e ricorrere a politiche integrate di risparmio e recupero di questa preziosa risorsa.

La soluzione, come spesso succede, risiede principalmente nella prevenzione. Costa molto meno educare e informare la popolazione a utilizzare la risorsa idrica coscienziosamente, a partire dalle scuole.

Sistemi di risparmio idrico per gli scarichi e riduttori di flusso per i rubinetti in casa o in azienda, costano pochi euro e si ripagano in tempi brevi.

Il recupero delle acque bianche, grigie e nere, di cui ho iniziato a parlarti già in una Pillola precedente, rappresenta un altro importante elemento per abbattere gli scarichi inquinanti, ridurre i consumi di acqua potabile e risparmiare risorse economiche da investire nella manutenzione dell’infrastruttura di rete.

Il decreto 311/2006, che applicò - con ritardi geologici - la legge 10/1991, ha introdotto l’obbligo del recupero delle acque meteoriche nelle nuove costruzioni. Nelle ristrutturazioni, purtroppo, l’ho visto eliminare in fase di cantiere più volte, considerandolo un costo e una complicazione inutile.

Abbiamo, invece, un urgente bisogno di nuovi e più moderni parametri costruttivi, anche per le più frequenti ristrutturazioni, che obblighino a costruire doppi impianti idrici - per l’acqua potabile e quella non potabile - per evitare di sprecare la risorsa potabile per usi come gli scarichi dei sanitari, l’irrigazione, i cicli di lavaggio degli elettrodomestici, senza parlare degli usi industriali.

Hai mai considerato il problema? Applichi misure in casa o in azienda per limitare gli sprechi idrici? Raccontamelo nei commenti!