Le acque reflue contengono l'energia di 100 centrali nucleari: una nuova tecnologia le rende utilizzabili

Ogni anno produciamo circa 359 miliardi di metri cubi di acque reflue in tutto il mondo - quattro volte il volume del lago di Ginevra. "Questo contiene oltre 800.000 GWh di energia chimica, paragonabile alla produzione annuale di 100 centrali nucleari", spiega il responsabile dello studio, il Prof. Dr. Uwe Schröder dell'Università di Greifswald. "Le acque reflue contengono anche molti nutrienti che abbiamo lasciato andare sprecati".

I microbi giusti fanno il trucco: elettricità dalle acque reflue

È proprio qui che entrano in gioco i MET: Speciali microrganismi presenti naturalmente nelle acque reflue convertono l'energia chimica in energia elettrica, purificando allo stesso tempo l'acqua. In laboratorio, fino al 35% dell'energia contenuta nelle acque reflue è già stata convertita in elettricità. Impianti pilota come "Pee Power®" dimostrano che la tecnologia funziona anche nella pratica: nel 2015 ha alimentato l'illuminazione dei servizi igienici del Glastonbury Festival con l'elettricità ricavata dall'urina. Studi a lungo termine in Uganda, Kenya e Sudafrica hanno dimostrato che questi sistemi sono in grado di trattare in modo affidabile anche grandi quantità di urina e di contribuire a una maggiore sicurezza in regioni con infrastrutture inadeguate grazie a servizi igienici illuminati.

Circa 3,5 miliardi di persone nel mondo non hanno accesso a strutture sanitarie adeguate. I ricercatori considerano le MET un importante contributo al raggiungimento del sesto obiettivo di sviluppo sostenibile delle Nazioni Unite: la fornitura sostenibile di acqua e servizi igienici per tutti. "L'uso diffuso di queste tecnologie offre molti vantaggi, soprattutto per le regioni con acque reflue fortemente inquinate, dove le tecnologie di trattamento esistenti sono troppo costose o non raggiungono tutti", sottolinea il co-autore Prof. Dr. Falk Harnisch del Centro Helmholtz per la ricerca ambientale (UFZ) di Lipsia.

Estrarre i nutrienti dall'acqua

Anche nutrienti preziosi come l'azoto e il fosforo possono essere recuperati dalle acque reflue utilizzando i MET. Sebbene siano abbondanti nelle acque reflue, queste sostanze vengono attualmente estratte altrove in modo estremamente dispendioso dal punto di vista energetico e insostenibile, con un aumento dei prezzi - un contrasto che le MET potrebbero rivoluzionare in termini di economia circolare sostenibile: "Fino a circa il 7% del fabbisogno di fosfati e l'11% della domanda globale di azoto ammonico potrebbero essere coperti dalle acque reflue", spiega Schröder.

Dal laboratorio al mercato

Affinché i MET possano fare il passo verso un uso diffuso, i sistemi devono diventare più robusti, economici ed efficienti dal punto di vista energetico. Il professor Schröder e il suo team di Greifswald stanno studiando i principi biochimici ed elettrochimici per ottimizzare ulteriormente i reattori e il trasferimento di elettroni. Allo stesso tempo, è necessaria un'opera di persuasione - ad esempio attraverso programmi di finanziamento, impianti pilota e incentivi economici - per convincere l'industria delle acque reflue dell'Europa centrale ad adottare la nuova tecnologia.