Scienziati USA stanno sviluppando un sistema inedito per generare energia. Una piccola macchina dimostrativa mostra come l'evaporazione dell'acqua può essere controllata e sfruttata come fonte energetica.

In base ad alcuni esperimenti, l'evaporazione potrebbe essere utilizzata per produrre energia. Un processo rinnovabile ancora da esplorare che potrebbe avere numerosi vantaggi.

Tra le fonti di energia rinnovabile pulita, non si pensa mai all'evaporazione. Eppure sembra essere una risorsa molto interessante, tanto che alcuni scienziati arrivano a ipotizzare che l'evaporazione dai laghi e dai serbatoi degli USA potrebbe generare il 70% dell'energia prodotta attualmente in quel paese. Stiamo parlando di numeri decisamente grandi. Un altro vantaggio è la produzione costante, sia di giorno che di notte, risolvendo i problemi di intermittenza posti dall'energia solare ed eolica.

Il tutto è esposto doviziosamente in uno studio pubblicato sulla rivista Nature, che ha calcolato l'impatto futuro dell'evaporazione come fonte di energia rinnovabile. Ahmet-Hamdi Cavusoglu, specializzando presso la Columbia University e autore principale della ricerca, ha spiegato che avviene 24 ore su 24, 365 giorni l'anno. È possibile immagazzinare e controllare l'uscita dell'energia, consentendo di fornirne di affidabile in base alla richiesta senza il bisogno di batterie e altri sistemi di stoccaggio energetico.

Ozgur Sahin, biofisico della Columbia, ha sviluppato una tecnologia che utilizza spore del battere inoffensivo del B. subtilis per assorbire e rilasciare acqua quando l'umidità dell'aria circostante cambia. Ad alta umidità, le spore assorbono acqua e si espandono; a bassa umidità invece, rilasciano l'acqua e si contraggono. In questo processo, agiscono come un muscolo molto efficace, ha spiegato Sahin. È possibile assemblare le spore in manufatti più grandi che si muovono e generano forza quando i livelli di umidità cambiano.

La macchina, sviluppata dal laboratorio di Sahin, controlla l'umidità con persiane che si aprono e si chiudono, spingendo nastri di plastica rivestiti di spore a espandersi e contrarsi.
Quando le tapparelle sono chiuse, l'evaporazione dalla superficie dell'acqua solleva il livello di umidità sotto le persiane, provocando l'allungamento dei nastri spore-rivestiti. Il movimento del nastro apre le persiane, lasciando uscire l'umidità. Il ciclo raggiunge il completamento quando le strisce rivestite di spore accorciano e chiudono le persiane. Il processo è ciclico, per cui i nastri rivestiti di spore si allungano e accorciano ripetutamente. L'estremità mobile dei nastri è collegata ad un generatore che produce l'elettricità.



Attualmente, ha spiegato Sahin, abbiamo la tecnologia per sfruttare energia dal vento, dall'acqua e dal sole, ma è bene non trascurare l'energia da evaporazione.

Il processo ha anche il vantaggio di trattenere acqua. Lo studio ha stimato che metà dell'acqua che evapora naturalmente dai laghi nell'atmosfera, potrebbe essere conservata durante il processo, in quantità pari a circa un quinto di quella che gli americani consumano annualmente.

Sahin ha aggiunto che la riduzione dell'evaporazione associata al processo avrebbe poco effetto sui modelli atmosferici. Anche se impiegato in larga scala, il processo non ridurrebbe significativamente l'umidità atmosferica che poi produce una forte pioggia perché precipitazioni e umidità sono per lo più generati dagli oceani.

Nel calcolare le prestazioni potenziali dell'evaporazione, gli autori hanno limitato i loro calcoli ai laghi degli Stati Uniti, dove i dati delle stazioni meteorologiche sono facilmente disponibili. Non hanno preso cioè in considerazione aree come terreni agricoli, fiumi, i laghi grandi al confine col Canada e le coste, per evitare errori associati alla modellazione di interazioni più complesse.

Per essere sicuri, il lavoro dei ricercatori è ancora sperimentale e limitato al laboratorio.
Tuttavia, se la tecnologia fosse dimostrata efficiente alla dimensione di un campo da calcio, allora l'uso più ampio dell'evaporazione come fonte di energia potrebbe essere possibile, ha sottolineato Sahin. Vi sono molte masse di acqua simili utilizzate da agricoltori, comuni e agenzie di gestione delle acque, che potrebbero fornire fonti di evaporazione. Inoltre, poiché molti dei materiali utilizzati sono biologici e possono essere facilmente coltivati, la macchina probabilmente non sarebbe molto costosa.

Uno dei suoi principali vantaggi è la capacità di produrre energia solo quando necessario. Lo svantaggio delle energie rinnovabili come quella solare ed eolica richiedono batterie di backup quando il sole non brilla o non vi è il vento. Non solo, le batterie non sono economiche e spesso sono fatte di materiali tossici. La domanda di elettricità da parte dell'uomo varia stagionalmente e quotidianamente: si usa più energia durante l'estate e soprattutto la sera, ma la disponibilità di energia eolica e solare non corrisponde sempre alla richiesta.

L'evaporazione emetterebbe grandi quantità di energia con ogni clima. Gli stati caratterizzati da siccità come California, Nevada e Arizona, potrebbero trarre grande vantaggio da questa tecnologia. È interessante notare che molte delle aree aride hanno laghi o grandi corpi d'acqua, come il fiume Colorado o i grandi laghi formati dalle dighe.

Gli scienziati ora stanno lavorando per migliorare l'efficienza energetica dei loro materiali e progettare questo processo su un lago, un serbatoio o una serra, luoghi dove la tecnologia potrebbe aiutare a conservare l'acqua e a creare energia.