Questo articolo è disponibile anche in inglese / This article is also available in English
Le 34 vacche da latte che ruminano su una piattaforma galleggiante nel porto di Rotterdam probabilmente non pensano alla scarsità d'acqua, una delle principali sfide del mondo di oggi, ma partecipano a uno sforzo a livello europeo per trovare soluzioni a questo dilemma moderno.
La casa di queste mucche, la Floating Farm, fa parte di un progetto più ampio chiamato WATER-MINING, che ha ricevuto finanziamenti dall'UE per studiare come affrontare la crescente pressione sui sistemi idrici europei.
Acqua intelligente
Secondo il Water Resources Group 2030 della Banca Mondiale, la domanda globale di acqua supererà l'approvvigionamento sostenibile entro il 2030, quindi è urgente trovare modi per riutilizzare l'acqua in modo sicuro ed efficiente.
La resilienza idrica è anche il tema della Green Week europea di quest'anno, che ha lanciato la campagna europea #WaterWiseEU per stimolare un dibattito a livello europeo sull'uso dell'acqua oggi e in futuro.
“Abbiamo un problema di gestione dell'acqua nel mondo in generale”, ha detto la dottoressa Patricia Osseweijer, professoressa di biotecnologia e società all'Università di Tecnologia di Delft e coordinatrice di WATER-MINING, progetto iniziato nel 2020 e che si concluderà alla fine di quest'anno.
“Le siccità che abbiamo avuto negli ultimi anni dimostrano che dobbiamo trattare le nostre acque reflue in modo tale che possano essere riutilizzate. L'acqua è molto più una commodity ora di quanto non fosse prima”.
Chiudere il cerchio
La Floating Farm si basa sui principi dell'economia circolare in cui le risorse vengono riutilizzate anziché scartate, puntando all'autosufficienza sia nel consumo di energia che di acqua.
Si sta sperimentando una tecnica a basso consumo energetico per desalinizzare l'acqua del porto da utilizzare nella fattoria, e persino un metodo per purificare l'urina delle mucche in modo che possa essere riutilizzata come acqua potabile per le mucche e per l'irrigazione e la pulizia. L'urina sarà anche sottoposta a un processo di “estrazione” per recuperare nutrienti e sali che possono essere utilizzati nei fertilizzanti per aiutare la crescita di piante ed erbe.
Queste sono solo alcune delle tecniche che il team di WATER-MINING sta mettendo alla prova per assicurarsi che l'acqua venga utilizzata nel modo più efficiente possibile in termini di risorse e che nulla vada sprecato, ha affermato Osseweijer.
L'azienda agricola sta testando il concetto di circolarità anche a un livello più generale. Le mucche mangiano l'erba dello stadio di calcio di Rotterdam e le bucce d'arancia di scarto degli spremiagrumi dei supermercati, mentre il latte e gli yogurt che producono vengono venduti ai residenti di Rotterdam.
Verso l’autosufficienza
Molte delle tecniche utilizzate dai ricercatori sono state sviluppate da precedenti progetti finanziati dall'UE. L'innovazione di WATER-MINING consiste nel testarle e convalidarle tutte in situazioni reali, alla ricerca di un modello circolare di approvvigionamento idrico che sia finanziariamente sostenibile, ha affermato Osseweijer.
Diversi approcci vengono testati nei cosiddetti “Living Labs”: la fattoria di Rotterdam e un impianto solare ad Almeria in Spagna, oltre a sei singoli casi studio in tutta Europa a Cipro, Paesi Bassi, Portogallo, Spagna e sull'isola di Lampedusa.
In ogni caso studio, il coinvolgimento di residenti, funzionari pubblici e imprese è stato fondamentale per capire cosa è in gioco e come soddisfare al meglio le esigenze locali in modo efficace.
Il lavoro sulla definizione dei modelli di mercato per la rivendita dei nutrienti recuperati garantirà che le comunità locali traggano beneficio dal processo e compensino alcuni dei costi per l'ottenimento di acqua pulita.
In un caso studio nella città portoghese di Faro, ad esempio, il processo di trattamento delle acque reflue ha recuperato quantità impressionanti di Kaumera, un biopolimero di alto valore che ha un buon potenziale di utilizzo come ritardante di fiamma per materiali da costruzione e per il miglioramento del suolo in agricoltura.
Le tecniche messe a punto dai ricercatori di WATER-MINING potrebbero essere utilizzate anche in altri ambiti, una volta concluso il progetto. Il team sta discutendo i risultati ottenuti con le Nazioni Unite e sta valutando possibili collaborazioni in Brasile, dove le autorità pubbliche di San Paolo sono interessate a migliorare la gestione del trattamento delle acque reflue e il riutilizzo dell'acqua in modo economicamente sostenibile.
Un approccio intelligente all'acqua
WATER-MINING fa parte di un gruppo di cinque progetti finanziati dall'UE che stanno lavorando per costruire una futura società “water-smart”, in cui tutte le risorse idriche disponibili, comprese le acque superficiali, sotterranee, reflue e trattate, siano gestite per aumentare la resilienza idrica e garantire il recupero di sostanze potenzialmente preziose presenti nelle acque reflue. Chiamato CIRSEAU, il gruppo presenterà i risultati combinati di tutti e cinque i progetti in una conferenza che si terrà nel maggio 2025.
Il progetto ULTIMATE è un altro dei progetti del cluster. Iniziato nel 2020 e in corso fino a ottobre di quest'anno, si concentra sul riutilizzo efficace delle acque reflue industriali attraverso un quadro che si chiama Water Smart Industrial Symbiosis (WSIS). Ha nove siti dimostrativi industriali su larga scala in Europa e oltre, nei settori agroalimentare, chimico pesante, delle bevande e delle biotecnologie.
“Negli ultimi due anni abbiamo notato che sono state avviate molte iniziative locali per il riutilizzo dell'acqua”, ha dichiarato il dottor Gerard van den Berg, coordinatore di ULTIMATE e responsabile del programma internazionale presso l'Istituto olandese di ricerca sull'acqua KWR. "Ma c'è ancora una grande sfida da affrontare per unire il settore idrico e quello industriale."
L'idea alla base del progetto è quella di stimolare la cooperazione tra i diversi settori industriali e quello idrico per creare valore economico e aumentare la sostenibilità.
Da rifiuti a risorse
“L'idea che il flusso di rifiuti di un'industria possa diventare un flusso di risorse per un'altra non è nuova, ma a livello globale non ci sono molti esempi, almeno per ora”, ha dichiarato il dottor Joep van den Broeke, ricercatore senior e project manager presso KWR. "Quello che abbiamo cercato di fare è creare esempi di come la simbiosi industriale possa essere implementata con successo."
I ricercatori stanno utilizzando un mix di tecnologie nuove ed esistenti per estrarre acqua utilizzabile, nonché energia e composti preziosi dalle acque reflue industriali. Mettere insieme questi elementi rende l'intero processo più economicamente sostenibile e quindi più probabile che venga adottato su larga scala.
Lavorando con una cooperativa che tratta le acque reflue di 60 serre, ad esempio, il team ha utilizzato un processo di elettrodialisi per recuperare acqua di alta qualità dalle acque reflue in modo efficiente dal punto di vista energetico. Il processo consente anche di recuperare separatamente i nutrienti per utilizzarli come fertilizzanti, mentre il sodio, dannoso per le piante, viene rimosso.
Sono necessari ulteriori lavori prima che questa tecnologia sia pronta per un uso più ampio, ma con l'intensificarsi della scarsità d'acqua, i coltivatori e altre industrie che consumano acqua potrebbero presto non avere altra scelta che adottare questo tipo di soluzione.
Come il team WATER-MINING, i ricercatori di ULTIMATE ritengono che la crescente consapevolezza della scarsità d'acqua darà un maggiore impulso alla ricerca di alternative.
“La circolarità è ancora vista da molte industrie come una sfida”, ha detto van den Berg. "Ora, l'acqua sta diventando più scarsa, ma possiamo vedere che gli utenti dell'acqua stanno pensando ad alternative, compresa l'acqua riutilizzata."
La ricerca in questo articolo è stata finanziata dal programma Horizon dell'UE. Le opinioni degli intervistati non riflettono necessariamente quelle della Commissione Europea.
Questo articolo è stato originariamente pubblicato su Horizon, la rivista dell'UE per la ricerca e l'innovazione
In copertina: foto di Erda Estremera, Unsplash