Enligt FAO:s uppskattningar, år 2025 kanske nästan 2 miljarder människor inte har tillräckligt med dricksvatten för att tillfredsställa sina dagliga behov. En av de möjliga lösningarna på detta problem är avsaltning, nämligen att behandla havsvatten för att göra det drickbart. Dock, att ta bort salt från havsvatten kräver 10 till 1000 gånger mer energi än traditionella metoder för sötvattenförsörjning, nämligen att pumpa vatten från floder eller brunnar.

Motiverad av detta problem, ett team av ingenjörer från Department of Energy vid Politecnico di Torino har tagit fram en ny prototyp för att avsalta havsvatten på ett hållbart och billigt sätt, använda solenergi mer effektivt. Jämfört med tidigare lösningar, denna teknik kan faktiskt fördubbla mängden vatten som produceras vid given solenergi, och det kan komma att bli föremål för ytterligare effektivitetsförbättringar inom en snar framtid. Gruppen unga forskare som nyligen publicerade dessa resultat i den prestigefyllda tidskriften Naturens hållbarhet består av Eliodoro Chiavazzo, Matteo Morciano, Francesca Viglino, Matteo Fasano och Pietro Asinari från Multi-Scale Modeling Lab.

Arbetsprincipen för den föreslagna tekniken är mycket enkel:"Inspirerad av växter, som transporterar vatten från rötter till blad genom kapilläritet och transpiration, vår flytande anordning kan samla upp havsvatten med hjälp av ett billigt poröst material, på så sätt undviker användningen av dyra och besvärliga pumpar. Det uppsamlade havsvattnet värms sedan upp av solenergi, som upprätthåller separationen av salt från det förångande vattnet. Denna process kan underlättas av membran som sätts in mellan förorenat vatten och dricksvatten för att undvika att de blandas, på samma sätt som vissa växter som kan överleva i marina miljöer, till exempel, mangroven, " förklara Matteo Fasano och Matteo Morciano.

Medan konventionell "aktiv" avsaltningsteknik kräver dyra mekaniska eller elektriska komponenter (som pumpar och/eller styrsystem) och kräver specialiserade tekniker för installation och underhåll, den avsaltningsmetod som föreslås av teamet på Politecnico di Torino är baserad på spontana processer som sker utan hjälp av hjälpmaskiner och kan, därför, kallas "passiv" teknik. Allt detta gör enheten till sin natur billig och enkel att installera och reparera. De sistnämnda egenskaperna är särskilt attraktiva i kustregioner som lider av en kronisk brist på dricksvatten och som ännu inte betjänas av centraliserade infrastrukturer och investeringar.

Tills nu, en välkänd nackdel med "passiva" tekniker för avsaltning har varit den låga energieffektiviteten jämfört med "aktiva". Forskare vid Politecnico di Torino har närmat sig detta hinder med kreativitet:"Medan tidigare studier fokuserade på hur man maximerar solenergiabsorptionen, vi har flyttat uppmärksamheten till en mer effektiv hantering av den absorberade solvärmeenergin. På det här sättet, vi har kunnat nå rekordvärden för produktivitet:upp till 20 liter dricksvatten per dag per kvadratmeter som utsätts för solen. Anledningen till prestandaökningen är "återvinning" av solvärme i flera kaskadförångningsprocesser, i linje med filosofin om att "göra mer med mindre". Teknologier baserade på denna process kallas vanligtvis "multieffekt, ' och här ger vi det första beviset på att denna strategi kan vara mycket effektiv även för "passiv" avsaltningsteknik."

Efter att ha utvecklat prototypen i mer än två år och testat den direkt i Liguriska havet (Varazze, Italien), Politecnicos ingenjörer hävdar att denna teknik kan ha en inverkan på isolerade kustnära platser med lite dricksvatten men rikligt med solenergi, särskilt i utvecklingsländer. Vidare, Tekniken är särskilt lämplig för att tillhandahålla säkert och billigt dricksvatten i nödsituationer, till exempel, i områden som drabbats av översvämningar eller tsunamier och lämnas isolerade i dagar eller veckor från elnätet eller akvedukten. En ytterligare tillämpning som är tänkt för denna teknik är flytande trädgårdar för livsmedelsproduktion, ett intressant alternativ särskilt i överbefolkade områden.

Forskarna, som fortsätter att arbeta med denna fråga inom Clean Water Centre vid Politecnico di Torino, letar nu efter möjliga industriella partners för att göra prototypen mer hållbar, skalbar och mångsidig. Till exempel, konstruerade versioner av enheten kan användas i kustområden där överexploatering av grundvatten orsakar inträngning av saltvatten i sötvattenakviferer - ett särskilt allvarligt problem i vissa områden i södra Italien - eller så kan de användas för att behandla vatten som förorenats av industri- eller gruvdrift växter.