Un generatore di acqua dolce è una macchina, solitamente a bordo di una nave ma anche in alcuni ambienti industriali a terra, che converte l’acqua salata dei mari e degli oceani in acqua dolce potabile. Le macchine tendono ad essere piuttosto complesse e si affidano a una serie di pompe e camere a pressione, nonché a temperature elevate per richiedere sia l’ebollizione che l’evaporazione. Di solito sono piuttosto sensibili e spesso richiedono molta manutenzione per farli funzionare in modo efficiente; i sali che vengono rimossi dall’acqua possono causare accumuli, e se i sensori che misurano la salinità relativa perdono la loro precisione, l’acqua erogata non sarà affatto fresca. Questi generatori sono una parte molto importante dei lunghi viaggi in mare, poiché di solito non è pratico per gli equipaggi caricare tutta l’acqua di cui hanno bisogno. Alcune comunità hanno anche iniziato a costruire impianti di desalinizzazione per convertire l’acqua di mare in acqua che può essere utilizzata al posto dell’acqua comunale, ma i costi qui tendono ad essere molto alti. I ricercatori sono da tempo alla ricerca di modi economici per convertire l’acqua salata in acqua che può essere prontamente consumata dalle persone, in particolare nelle parti del mondo colpite dalla siccità, ma per ora almeno la pratica è così costosa da essere utilizzata solo nelle aree ricche che può sia pagare per la costruzione dell’impianto iniziale che eseguire la manutenzione necessaria.
Concetto di base
Il concetto generale di un generatore di acqua dolce è di solito abbastanza semplice. Innanzitutto, l’acqua di mare viene evaporata utilizzando una fonte di calore, separando l’acqua pura da sale, sedimenti e altri elementi. I generatori utilizzano spesso la camicia del motore diesel come fonte di calore, anche se a questo scopo può essere utilizzato anche il vapore. Gli aspetti pratici sono spesso più complicati. Anche il costo iniziale tende ad essere molto elevato, ma, soprattutto perché i generatori di acqua dolce tendono a sfruttare il calore esistente per funzionare, i costi operativi realizzati tendono ad essere bassi, almeno sulle navi. A seconda di quanta acqua hanno bisogno di convertire, tendono anche ad essere abbastanza piccoli e di solito possono essere contenuti in un armadio meccanico o in una piccola stanza.
Importanza dell’acqua dolce
Le navi e i transatlantici spesso impiegano settimane se non mesi per completare i loro viaggi e di solito è necessaria molta acqua dolce per sostenere le operazioni per così tanto tempo. L’equipaggio e i passeggeri hanno bisogno di acqua da bere, certamente, e l’acqua è necessaria anche per cose come cucinare e pulire. Molte operazioni meccaniche, in particolare quelle relative al motore, richiedono anche vapore e collegamento ad una rete idrica per mantenere un funzionamento ottimale. L’acqua di mare non è adatta per bere e cucinare e i sedimenti che contiene di solito la rendono inaccettabile anche per la maggior parte degli altri usi.
Molto tempo fa, i viaggiatori del mare portavano barili d’acqua che razionavano per tutta la durata del loro viaggio. Anche se di solito questa è ancora un’opzione, imballare abbastanza acqua pulita all’inizio spesso aggiunge un sacco di peso che i marinai moderni considerano non necessario, e i rischi di deterioramento di solito non valgono nemmeno i costi. Investire in un generatore di acqua dolce è ampiamente considerato uno standard del settore ed è richiesto dalla maggior parte dei governi e delle agenzie di regolamentazione per le operazioni commerciali.
Componenti primari
Ci sono due elementi principali nella maggior parte dei generatori. Uno scambiatore di calore fa evaporare l’acqua di mare e un altro condensa il vapore acqueo dolce in acqua potabile. Nell’elemento condensatore, il vapore viene condensato mediante raffreddamento, spesso semplicemente utilizzando acqua di mare fredda per raffreddare l’esterno dell’unità.
Dal punto di vista della praticità, il generatore dovrebbe includere anche una funzione per monitorare la salinità dell’acqua trattata. Se la salinità supera un livello specificato, solitamente compreso tra una e dieci parti per milione (ppm), il generatore restituirà automaticamente l’acqua alla linea di alimentazione e la rimetterà nel ciclo. Problemi consistenti possono essere un segno di riparazioni necessarie.
Utilizzo negli impianti di desalinizzazione
I generatori sono sempre più utilizzati come componente fondamentale di impianti di desalinizzazione su larga scala, tipicamente situati in aree costiere; questi impianti sono solitamente progettati per fornire piccole quantità di acqua potabile fresca e irrigazione delle colture alla comunità locale. Questi sono diventati molto comuni in Medio Oriente e sono anche in uso in alcune comunità della California. È probabile che vengano costruiti altri impianti di desalinizzazione in risposta alla siccità e poiché le preoccupazioni sulla disponibilità di acqua nelle città in crescita continuano a crescere. Tuttavia, i costi degli impianti di dissalazione tendono ad essere molto elevati. In quanto tali, di solito vengono considerati solo quando le comunità benestanti devono far fronte a carenze idriche da fonti tradizionali e di solito solo in luoghi che hanno già una fonte naturale di acqua salata.
Restrizioni pratiche per l’uso quotidiano
Ricercatori ed esperti ambientali hanno a lungo messo in dubbio la sostenibilità delle fonti di acqua dolce sulla terra e molti sono alla ricerca di un modo economico e affidabile per convertire l’acqua salata per l’uso umano. Nella maggior parte dei casi, i generatori non sono abbastanza potenti da soddisfare la portata del bisogno, anche se non erano così costosi da far funzionare a terra.
Molte delle comunità più disperate e povere d’acqua si trovano nell’entroterra, spesso in paesi devastati dalla guerra o in via di sviluppo; molte delle regioni dell’Africa centrale sono buoni esempi. La costruzione di impianti di desalinizzazione qui non è fattibile perché non c’è una fonte pronta di acqua salata e trasportarla su camion dalla costa è spesso proibitiva. In quanto tali, i generatori sono un mezzo per convertire l’acqua, ma di solito non sono considerati una soluzione alla diffusa carenza d’acqua.