Innovativo Dispositivo per la Raccolta di Acqua
Un gruppo di ricercatori australiani e cinesi ha sviluppato un dispositivo spugnoso intelligente, capace di estrarre acqua dall’aria e rilasciarla in un bicchiere, sfruttando esclusivamente l’energia solare. Questo sistema ha dimostrato prestazioni straordinarie anche in regioni aride, dove molte tecnologie simili falliscono. Il dispositivo è realizzato con un materiale spugnoso, ottenuto da legno di balsa modificato, noto per essere il legno duro commerciale più leggero e morbido. Questo materiale è stato ulteriormente potenziato con nanoparticelle di ossido di ferro e nanotubi di carbonio, creando una struttura altamente efficiente per la raccolta dell’umidità. Grazie a queste caratteristiche, il dispositivo rappresenta una soluzione innovativa per affrontare la crisi idrica globale.
Efficienza e Prestazioni del Dispositivo
Derek Hao, dottore di ricerca e scienziato dei materiali presso l’Università RMIT in Australia, ha spiegato che il dispositivo è in grado di assorbire l’umidità presente nell’atmosfera e, grazie all’energia solare, rilascia l’acqua raccolta direttamente in un bicchiere. Durante i test all’aperto, il dispositivo ha raggiunto un’efficienza di raccolta dell’acqua fino al 94%, dimostrando la sua efficacia in una vasta gamma di condizioni ambientali. I test hanno rivelato che il dispositivo funziona con livelli di umidità variabili tra il 30% e il 90% e temperature comprese tra i 41 e i 131 gradi Fahrenheit. Questi risultati evidenziano il potenziale del dispositivo per essere utilizzato in aree isolate o colpite da disastri naturali, dove l’accesso all’acqua potabile è limitato.
Progettazione e Materiali Utilizzati
Il team di ricerca, composto da scienziati provenienti da cinque istituzioni cinesi, ha tratto ispirazione dalla porosità naturale del legno, migliorandola con materiali avanzati per progettare un dispositivo che supera le prestazioni delle tecnologie esistenti, tutto alimentato dalla luce solare. “Abbiamo creato un dispositivo che combina una struttura spugnosa in legno, cloruro di litio, nanoparticelle di ossido di ferro e nanotubi di carbonio, insieme ad altre caratteristiche specializzate”, ha dichiarato Hao. Inoltre, il team ha utilizzato sensori IoT per ottimizzare le prestazioni del materiale in diverse condizioni ambientali, garantendo così un funzionamento efficiente e sostenibile.
Funzionamento Semplice ed Efficace
Il funzionamento del dispositivo è semplice ma efficace. Quando il coperchio a cupola del bicchiere è aperto, la spugna assorbe l’umidità presente nell’aria. Una volta chiuso e esposto alla luce solare, il materiale si riscalda e rilascia l’acqua raccolta nel contenitore sottostante. Durante i test di laboratorio, la spugna ha assorbito circa due millilitri di acqua per grammo, rilasciando quasi tutto entro dieci ore, in condizioni di umidità del 90%. Il prototipo, composto da nove cubi di spugna del peso di 0,8 grammi ciascuno, ha prodotto 15 millilitri di acqua per ciclo di raccolta. Nei test all’aperto, il dispositivo ha catturato 2,5 millilitri per grammo durante la notte, rilasciando la maggior parte dell’acqua durante il giorno. Questi risultati evidenziano il potenziale del dispositivo per sistemi di raccolta d’acqua solari e autonomi, contribuendo a risolvere la crisi idrica.
Potenziale per Utilizzo su Larga Scala
L’uso del legno naturale come materiale di base ha contribuito a ridurre i costi, fornendo al contempo un supporto strutturale robusto e migliorando il movimento dell’acqua grazie alla sua struttura porosa. Per queste ragioni, e considerando le prestazioni stabili su dieci cicli con una perdita di efficienza inferiore al 12%, i ricercatori vedono un forte potenziale per un utilizzo su larga scala in regioni remote o aride. Questo approccio innovativo potrebbe rivoluzionare il modo in cui raccogliamo e utilizziamo l’acqua, specialmente in contesti di emergenza.
Prospettive Future e Collaborazioni
Hao ha sottolineato che, nonostante le dimensioni contenute del dispositivo, esso potrebbe rivelarsi ideale per situazioni di emergenza, come quelle causate da disastri naturali che interrompono le forniture idriche. “L’attuale unità dimostrativa ha dimensioni di 15 millimetri cubici”, ha affermato Hao. “Sarebbe relativamente semplice realizzare un’unità più grande, oppure possiamo utilizzare più unità per formare un array”. Secondo Hou, il dispositivo ha dimostrato di funzionare anche dopo essere stato conservato a 4 gradi Fahrenheit per 20 giorni, evidenziando la sua resistenza al congelamento e mantenendo prestazioni stabili durante l’uso ripetuto con una minima perdita di efficienza. Queste caratteristiche lo rendono un candidato ideale per applicazioni in scenari di emergenza.
Integrazione di Tecnologie Avanzate
Attualmente, il team è in contatto con partner industriali per aumentare la produzione e integrare il sistema spugnoso in array più grandi alimentati da energia solare. Stanno anche considerando l’integrazione di sensori IoT, dispositivi hardware in grado di misurare variabili come temperatura, pressione e movimento, per automatizzare il processo in base alle condizioni ambientali in tempo reale. “L’uso di pannelli solari combinati con l’accumulo di energia termica potrebbe consentire un funzionamento continuo, specialmente in aree con luce solare intermittente”, ha concluso Hao in un comunicato stampa. I risultati di questo studio sono stati pubblicati nel Journal of Cleaner Production, segnando un passo significativo verso soluzioni innovative per la raccolta di acqua potabile e la sostenibilità ambientale.
