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Scarsità d'acqua e agricoltura: la scia delle fonti "non convenzionali"

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Negli Stati Uniti, la National Alliance for Water Innovation sta puntando su un settore che consuma in particolare questa preziosa risorsa: l'agricoltura.

Sebbene il 71% della Terra sia coperto da oceani, il fabbisogno di acqua dolce dell'umanità dipende da meno dell'1% dell'acqua totale del pianeta. Queste riserve sono sotto forma di falde acquifere o fiumi alimentati dal manto nevoso. L'oro blu viene così pompato nel terreno, trattato, bevuto o usato per irrigare le colture, e poi scartato.

Tra l'aumento della popolazione mondiale, che si prevede supererà i 10 miliardi di abitanti entro il 2050, e scarsità d'acqua - una grande sfida del nostro tempo -, è tempo di ripensare a questo modello.

Riutilizza l'acqua, in tutte le sue forme e per tutto!

Questa è la sfida che la Colorado State University ha raccolto. Lo stabilimento è partner fondatore della rete di ricerca del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, denominata Alleanza Nazionale per l'Innovazione dell'Acqua (letteralmente Alleanza Nazionale per l'Innovazione dell'Acqua).

Con un budget di 110 milioni di dollari, la struttura punta su sviluppo di tecnologie di trattamento e riutilizzo di fonti idriche non tradizionali. Tutte le strade sono considerate:

  • acque reflue municipali;
  • acqua di mare;
  • acqua salmastra (salata);
  • acqua generata come sottoprodotto dell'estrazione di petrolio e gas;
  • acque reflue della lavorazione della carne e dei latticini;
  • acque di drenaggio agricolo.

illo sfruttamento di queste fonti potrebbe risolvere molti problemi di scarsità d'acqua negli anni a venire. Tuttavia, attualmente non esistono mezzi economicamente validi e su larga scala. La visione dei leader dell'Alleanza è per a "Economia dell'acqua circolare" : L'acqua recuperata verrebbe utilizzata per qualsiasi cosa, dai campi agricoli ai siti di fratturazione idraulica, a un costo e a un'intensità energetica paragonabili, se non superiori, alle attuali fonti di acqua dolce convenzionali.

Agricoltura, un settore ad alta intensità d'acqua

Thomas Borch è professore presso il Dipartimento di Scienze del suolo e delle colture e ricercatore in chimica ambientale e agricola presso l'Università del Colorado. Dirige un team composto da specialisti in ingegneria meccanica, ingegneria civile e ambientale e persino ingegneria dei sistemi. Ciò deve portare una varietà di competenze all'Alleanza, che completerà il suo lavoro nei prossimi anni.

questo team multidisciplinare si concentra principalmente sul settore agricolo, uno dei cinque principali campi di studio dell'Alleanza, gli altri sono l'energia, l'estrazione di risorse, l'industria e l'acqua municipale. Borch ha recentemente partecipato, con Dion Dionysiou dell'Università di Cincinnati, alla creazione di a roadmap tecnologica del settore agricolo.

Questo documento fornisce un aggiornamento sullo stato attuale e le sfide dell'elaborazione e del riutilizzo acqua in applicazioni agricole come l'irrigazione e la lavorazione della carne. La tabella di marcia sottolinea in particolare l'importanza del fabbisogno idrico dell'agricoltura. Descrive inoltre le diverse aree in cui è possibileusa acqua "non tradizionale", come :

  • riciclaggio dell'acqua di drenaggio dai campi coltivati;
  • trattamento delle acque reflue e riutilizzo nelle operazioni di lavorazione della carne e dei latticini.

Questo lavoro dovrebbe essere inserito in un contesto globale di mancanza d'acqua Negli USA. I gestori delle risorse idriche in 40 stati prevedono che nei prossimi anni si verificherà una carenza d'acqua. Nel 2017, sul suolo americano, i 360 milioni di ettari di terreno agricolo hanno utilizzato più di 100 trilioni di litri d'acqua. Pertanto, l'agricoltura rappresenta in media l'80% del consumo idrico della nazione. « ill'agricoltura è il settore più importante in termini di prelievi di acqua dolce nel mondo”, conferma Thomas Borch.

Desalinizzazione, punta di diamante dell'Alleanza

La missione dell'Alleanza Nazionale per l'Innovazione dell'Acqua è quindi quella di sviluppare tecnologie di desalinizzazione scalabili, ovvero la rimozione di sali e contaminanti da fonti idriche non tradizionali.

Un passaggio necessario per trattare l'acqua non convenzionale

« Quando parliamo di acqua non tradizionale, intendiamo tutto ciò che non è acqua dolce, spiega Borch. Ciò include acque reflue municipali, acqua prodotta da petrolio e gas - convenzionali e non convenzionali - acque sotterranee salmastre, acqua di mare, drenaggio agricolo, ecc. Ne abbiamo molti, ma per utilizzarli dobbiamo prima elaborarli. "

Ci sono molti impianti di desalinizzazione nel mondo intero. Tuttavia, non sono molto diffusi, essendo il processo notoriamente costoso e ad alta intensità energetica. La desalinizzazione crea anche a salamoia come sottoprodotto. Oltre ad essere tossico per le piante e l'uomo, può contenere metalli pesanti difficili da rimuovere. La gestione della salamoia è quindi una delle principali preoccupazioni per i ricercatori.

Tecniche di filtrazione innovative

Venendo al processo stesso, la desalinizzazione viene solitamente eseguita da osmosi inversa. L'acqua contaminata è così costretta a passare attraverso un membrana per separare l'acqua dolce dalle impurità. Il miglioramento di questi processi a membrana e il trattamento delle acque reflue industriali mediante desalinizzazione è al centro delle missioni dell'Alleanza.

Ces nuovi processi per ottenere acqua dolce rappresentare sfide tecniche, legali ed economiche. Ma oltre a ciò, considerazioni sociali sono anche da tenere in considerazione. Il pubblico avrà fiducia nell'acqua di irrigazione che in precedenza era acqua di scarico? Le persone saranno preparate a investire in fonti d'acqua che non provengono da una fornitura di acqua dolce?

In futuro, l'Alleanza Nazionale per l'Innovazione dell'Acqua prevede di finanziare progetti di ricerca interni ed esterni coprendo vari temi. L'obiettivo: vedere l'emergere della prossima generazione di tecnologie di trattamento e riutilizzo dell'acqua non tradizionali.

 

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