«Un sistema per estrarre vapore dall’atmosfera. A ogni famiglia la propria sorgente»- Corriere.it

Il futuro della popolazione della Terra dipende soprattutto da due risorse fondamentali: l’acqua e l’energia. Se la prospettiva energetica � soprattutto legata allo sviluppo di nuove tecnologie, la risorsa acquifera naturale presente sul pianeta � stata finora la principale fonte di sopravvivenza. La progressiva riduzione nelle disponibilit� � per� la causa di conflitti e migrazioni. Ma anche su questo fronte scienza e tecnologia stanno aprendo una preziosa opportunit�. Omar Yaghi, professore di chimica all’Universit� della California, ha ideato un mezzo efficace per estrarre acqua dall’aria in modo semplice, non costoso e sostenibile. Dato il grande valore della scoperta, gli � stato assegnato uno dei quattro Premi Balzan 2024 (800mila euro), consegnato il 21 novembre scorso al Quirinale dal Presidente Sergio Mattarella.

La scoperta di materiali porosi, che ricava l’acqua dal cielo, � valsa a Omar Yaghi, dell’Universit� della California, un premio Balzan 2024. Prossimo step: �La cattura diretta della CO2 dall’aria, essenziale per ridurre i gas serra�

Secondo le Nazioni Unite entro il 2025 due terzi della popolazione mondiale vivr� in zone soggette a carenza d’acqua ed entro il 2030 oltre 700 milioni di persone in tutto il pianeta saranno a rischio sfollamento proprio per la mancanza di acqua dolce nei territori in cui vivono. Ad aggravare le loro condizioni interviene in particolare il cambiamento climatico, che rende pi� aride numerose zone e lo sfruttamento delle acque sotterrane. Il 30 per cento dell’acqua dolce disponibile si trova nelle falde acquifere e per i due terzi � consumata in agricoltura, mentre il resto rappresenta la dotazione d’acqua dolce per citt�. Secondo un rilevamento della Nasa con i satelliti, le 37 maggiori falde acquifere del mondo pi� minacciate si trovano nelle aree pi� popolate e il loro svuotamento crea gravi problemi ambientali per l’abbassamento dei suoli. Le zone di Pechino (20 milioni di persone), Shangai, Citt� del Messico e aree della Central Valley in California sono scese di un metro con problemi di stabilit� agli edifici, cedimenti alle reti ferroviarie o al sistema stradale. Le falde acquifere pi� minacciate sono quelle arabe che forniscono acqua a 60 milioni di persone in Arabia Saudita e Yemen. Al secondo posto dell’infelice statistica si trova la falda del bacino dell’Indo nel Nord-ovest dell’India e del Pakistan e in terza posizione c’� il bacino di Marzuk-Djado in Africa settentrionale. Non a caso, il Pacific Institute ha censito negli ultimi vent’anni oltre mille conflitti scatenati dalla scarsit� dell’acqua. Dunque la necessit� di trovare nuove risposte si impone e per questo si guarda con grande interesse all’innovazione generata all’Universit� della California.

Professor Yaghi, perch� � interessante e utile estrarre l’acqua dall’aria e quali vantaggi offre per le regioni in cui c’� scarsit�?
�La maggior parte della popolazione mondiale vive in regioni sottoposte a stress idrico, dove l’accesso all’acqua fresca e pulita � limitato. Nonostante i bassi livelli di umidit�, l’atmosfera contiene una quantit� significativa di vapore acqueo: circa 13mila trilioni di litri. Sebbene siano state proposte molte soluzioni per raccogliere l’acqua dalla nebbia e dai climi ad alta umidit�, finora non esisteva una tecnologia efficiente da usare nelle regioni aride del mondo, dove � pi� necessaria. L’estrazione dell’acqua dall’aria pu� essere pi� sostenibile rispetto al prelievo da fonti sotterranee troppo sfruttate. La tecnologia sviluppata pu� essere portatile e adatta a comunit� remote o in situazioni di emergenza�.

Quanto � sostenibile il ricorso a una simile tecnologia ?
�Il nostro sistema di generazione atmosferica dell’acqua � alimentato da fonti di energia rinnovabile solare o eolica. Ci� non solo promuove la sostenibilit�, ma si allinea anche agli sforzi per ridurre l’impronta di carbonio nelle regioni vulnerabili. Producendo l’acqua in loco, questi sistemi riducono la necessit� di un’infrastruttura di trasporto dell’acqua con grandi vantaggi nelle aree desertiche scarsamente popolate o difficili da raggiungere�.

Come siete arrivati alla scoperta del nuovo materiale che ha permesso la realizzazione del nuovo sistema?
�Il nostro gruppo di ricerca ha sviluppato principi di progettazione e metodi di sintesi innovativi, creando due ampie classi di materiali porosi: le strutture metallo-organiche (Mof) e le strutture organiche covalenti (Cof). Si tratta di un nuovo campo della chimica che abbiamo chiamato chimica reticolare. Questi materiali pionieristici, in prima linea nell’affrontare le sfide della sostenibilit�, sono utili per applicazioni dallo stoccaggio di gas alla catalisi. Dal 2014 abbiamo dimostrato nel deserto dell’Arizona e in altri la loro efficacia anche nella raccolta di acqua in condizioni estreme, senza bisogno di energia, a parte la luce solare. I nostri Mof possono funzionare pure in regioni a diversi livelli di umidit�. Per far uscire l’acqua intrappolata al loro interno in forma ghiacciata, � sufficiente riscaldarli a 45 �C�.

Quali prospettive offre questa pratica che utilizza i Mof, la struttura metallo-organica?
�La nostra tecnologia di raccolta dell’acqua � stata presentata al World Economic Forum del 2017 come una delle dieci tecnologie emergenti che cambieranno il mondo. Ora stiamo studiando con partner industriali sistemi personalizzati portatili funzionanti con la luce solare in grado di soddisfare le necessit� di una famiglia (mille litri al giorno) in modo efficiente ed economico. Questa tecnologia ha forti implicazioni sociali. Poich� le risorse di acqua dolce stanno diventando sempre pi� scarse, � importante stabilire che l’accesso all’acqua pulita � un diritto umano fondamentale che deve essere garantito a ogni persona sulla terra. In un’epoca in cui la risorsa acqua si sta privatizzando, controllata dalle multinazionali, la disponibilit� di una tecnologia di questo tipo fornisce una base di approvvigionamento direttamente agli individui�.

La sua innovazione pu� essere efficace anche nella cattura della CO2 nell’atmosfera?
�Certamente. Siamo anche stati pionieri nell’uso dei materiali Mof e Cof per altre applicazioni ambientali. Attualmente, l’anidride carbonica viene catturata in monoetanolammina acquosa, che � tossica e corrosiva e aggrava la sfida ambientale. Nel 2005, il nostro gruppo ha aperto le porte alla cattura e allo stoccaggio dell’anidride carbonica utilizzando i Mof, dimostrando la loro capacit� elevata e in modo pi� efficiente. La cattura e lo stoccaggio dell’anidride carbonica prodotta dall’uomo sono essenziali per ridurre i gas serra nell’atmosfera e mitigare il riscaldamento globale. Le attuali tecnologie di prelievo del carbonio sono efficaci quando le fonti concentrate, come le emissioni delle centrali elettriche, ma faticano a catturare in modo efficiente la CO2 dall’aria ambiente, dove i livelli sono significativamente pi� bassi. L’estrazione diretta dall’aria � considerata cruciale per invertire l’aumento dei livelli di CO2, che oggi hanno raggiunto le 426 parti per milione (ppm) – il 50 per cento in pi� rispetto ai livelli precedenti la rivoluzione industriale; senza la cattura sar� impossibile raggiungere l’obiettivo di limitare il riscaldamento globale a 1,5 �C rispetto alle medie storiche. Per facilitare la diffusione del nuovo materiale ho anche fondato la startup Atoco�.