Microbolle di cavitazione idrodinamica in un reattore per la depurazione dell'acqua
Alcuni inquinanti chimici come i PFAS resistono ai sistemi di depurazione tradizionali per decenni. Oggi due tecnologie combinate promettono di romperne i legami più resistenti in pochi minuti. LEGGI TUTTO L'ARTICOLO.
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Come funziona la cavitazione idrodinamica Il principio fisico alla base di questa tecnologia è relativamente semplice da descrivere: forzando un liquido a passare attraverso strozzature o canali microscopici, la pressione locale scende bruscamente e si formano minuscole bolle di vapore, che collassano quasi istantaneamente rilasciando un'enorme quantità di energia sotto forma di onde d'urto, microgetti e radicali chimici altamente reattivi come il radicale ossidrile. Questi radicali sono in grado di attaccare e spezzare legami molecolari particolarmente stabili, come quelli tra carbonio e fluoro che rendono i PFAS così difficili da eliminare con i metodi convenzionali. Un progetto di ricerca svedese ha applicato questo principio su microreattori a chip, trattando acque reflue urbane già depurate da un impianto a bioreattore a membrana di Stoccolma: il sistema è riuscito a degradare undici diversi composti PFAS con un tasso medio del trentasei per cento, un risultato che sale ulteriormente quando la cavitazione viene combinata con il trattamento biologico esistente, evitando al contempo l'intasamento dei microcanali.
Il plasma freddo completa il lavoro Accanto alla cavitazione, i ricercatori stanno sperimentando anche il cosiddetto plasma freddo a pressione atmosferica, generato da una scarica elettrica che produce specie reattive di ossigeno e azoto senza richiedere temperature elevate. In test condotti su acqua deionizzata, questa tecnica ha ottenuto tassi di rimozione superiori al novanta per cento per i PFAS a catena più lunga, sebbene l'efficacia scenda sensibilmente, tra l'otto e il cinquanta per cento, quando applicata ad acqua di rubinetto o a reflui industriali reali, più ricchi di altre sostanze che competono con i radicali liberati. Studi più recenti hanno mostrato che la combinazione di cavitazione idrodinamica e scarica elettrica al plasma può raggiungere una degradazione completa di alcuni farmaci contaminanti, come il diuretico furosemide, in appena dieci minuti su volumi di cinque litri. Rispetto ai metodi tradizionali come l'osmosi inversa, che concentra gli inquinanti in una salamoia tossica da smaltire separatamente, o ai reattori ad altissima temperatura, che richiedono grandi quantità di energia e reagenti aggressivi, questa combinazione promette un equilibrio migliore tra efficacia, consumo energetico e impatto ambientale.
Si tratta ancora di tecnologie in fase di sviluppo e sperimentazione su scala pilota, non di soluzioni già pronte per essere installate in ogni impianto di depurazione del mondo. I risultati ottenuti finora, però, aprono una strada concreta verso sistemi capaci di eliminare inquinanti considerati fino a poco tempo fa quasi indistruttibili.
