Giornata mondiale dell'acqua: Sfide e soluzioni per la scarsità d'acqua

Per celebrare la Giornata mondiale dell'acqua, Paulina Janiak parla dell'urgente necessità di un uso e di una gestione sostenibili delle risorse idriche e di cosa si può fare per affrontare la sfida della scarsità d'acqua. Paulina fa parte delladella Comunità di espertidella Fondazione Solar Impulse.

Barcellona, Pechino, Città del Capo, Istanbul, Roma... l'elenco continua. Nell'ultimo decennio tutte queste città hanno affrontato una grave crisi idrica, che ha costretto le autorità a introdurre misure di razionalizzazione dell'acqua. Ogni anno, a livello globale, circa un quarto delle persone vive in aree sottoposte a un significativo stress idrico, ovvero dove vengono utilizzate quasi tutte le risorse idriche disponibili. Questo fenomeno va ben oltre le regioni caratterizzate da climi aridi. Infatti, i prelievi di acqua dolce superano le risorse disponibili anche nelle zone a clima temperato, solitamente associate a precipitazioni regolari, come nei Paesi Bassi, in Belgio e in Germania. La carenza d'acqua mette a rischio il benessere e la sicurezza alimentare delle persone e influisce negativamente sull'attività economica. L'impatto combinato del cambiamento climatico e del previsto aumento della domanda d'acqua (55% in più entro il 2050) non può che aggravare il problema, amplificando le disuguaglianze sociali esistenti, minacciando il patrimonio culturale e portando persino a potenziali conflitti armati. Negli ultimi anni, infatti, il World Economic Forum ha regolarmente riportato le crisi idriche tra i primi cinque rischi globali percepiti in termini di impatto.

In questo contesto, non sorprende che la sfida dello stress idrico e della tutela delle risorse idriche sia diventata un tema politico trasversale. Ad esempio, nell'Unione Europea, i principali documenti strategici (ad esempio in materia di adattamento al clima, farm-to-fork e biodiversità) sottolineano il ruolo centrale dell'acqua negli sforzi di mitigazione e adattamento ai cambiamenti climatici. Nel prossimo decennio saranno necessarie diverse misure e azioni per garantire un uso efficiente e sostenibile dell'acqua: tecnologie di risparmio idrico per l'industria e l'agricoltura, requisiti di efficienza idrica nei sistemi di etichettatura, soluzioni basate sulla natura per i servizi ecosistemici legati all'acqua, allocazione delle risorse idriche, sistemi di autorizzazione delle acque e tecnologie di monitoraggio della qualità dell'acqua, solo per citarne alcune.

La ricerca e l'innovazione possono svolgere un ruolo chiave nell'affrontare le sfide legate all'acqua e nel raggiungere gli obiettivi di sostenibilità idrica. Vediamo alcune delle aree di interesse e delle tendenze corrispondenti, tenendo presente che sono fortemente interconnesse e spesso si sovrappongono.

Soluzioni basate sulle tecnologie informatiche

L'"acqua digitale" implica l'applicazione delle più recenti tecnologie - come l'analisi dei big data, l'intelligenza artificiale (AI), la blockchain, il riconoscimento digitale delle immagini, i sensori intelligenti e l'Internet degli oggetti (IoT) - per rafforzare i sistemi di supporto decisionale per la gestione integrata delle risorse idriche e collegare le informazioni e le attività operative lungo l'intera catena del valore dell'acqua (dalla fonte al trattamento, al trasferimento e all'utilizzo). L'acqua digitale ha il potenziale per migliorare significativamente l'efficienza e le prestazioni dei sistemi di approvvigionamento idrico e di irrigazione e per migliorare la gestione dei disastri e dei rischi. Le soluzioni in questo campo si sono moltiplicate negli ultimi tempi e comprendono un'ampia gamma di approcci.

Gli strumenti basati sull'intelligenza artificiale per la previsione dei guasti alle reti idriche, per una migliore gestione delle reti di distribuzione dell'acqua e degli eventi di inondazione urbana sono sempre più diffusi: InteliPipes, BuntBrain e Centaur Solutions sono tutti presenti nel portafoglio di Efficient Solutions). Questo approccio può essere applicato anche in combinazione con la blockchain e le tecnologie associate per migliorare la tracciabilità dei prodotti e il calcolo dell'impronta di sostenibilità, come la soluzione TrusTrace o le iniziative di scambio dei diritti idrici (ad esempio il progetto pilota Water Ledger in Australia). Anche gli strumenti di analisi dei dati e di supporto decisionale basati su AI per l'agricoltura di precisione, come Efficient Solutions Gigrow, Hortau' e SinaSens Smart Agri, stanno svolgendo un ruolo importante.

Soluzioni circolari

L'economia circolare dell'acqua mira a ottimizzare la quantità di risorse (acqua, energia, minerali e sostanze chimiche) utilizzate ed estratte nei sistemi idrici, generando al contempo valore socio-economico e preservando e valorizzando il capitale naturale (ad es. ripristino dei fiumi, prevenzione dell'inquinamento, ecc.). Ciò si ottiene attraverso un migliore allineamento dei cicli idrici prodotti dall'uomo con i sistemi naturali, applicando misure quali l'evitamento dell'uso dell'acqua (ripensando prodotti e servizi), la riduzione (maggiore efficienza e migliore allocazione/gestione delle risorse), il riutilizzo (operazioni a ciclo chiuso), il riciclaggio e il reintegro (ritorno al bacino). Soluzioni esemplificative includono:

• Recupero di magnesio, calcio, sali, calore e acqua dolce dai processi industriali, ad esempio nella produzione di silice e nella produzione tessile, per riutilizzarli internamente o in altri settori.
• Implementazione di un processo di trattamento delle acque reflue in più fasi nell'industria petrolchimica per riutilizzare internamente le acque reflue recuperate.
• Trasformazione di acque reflue di lavorazione alimentare e urbane ricche di sostanze nutritive, cioè con un elevato contenuto di fosforo e azoto, in fertilizzanti verdi.

Nella categoria dell'acqua circolare si trovano diverse soluzioni etichettate, tra cui E-METS, una nuova tecnologia di separazione termica dell'acqua per la desalinizzazione avanzata, l'estrazione del litio e il trattamento delle acque reflue industriali; e Celium® BioFabricated Leather, prodotto da rifiuti agroindustriali con un uso minimo di acqua e cresciuto con batteri ricombinanti e rifiuti organici ricchi di zuccheri.

Affrontare i nuovi inquinanti

I contaminanti di interesse emergente (CEC) comprendono sostanze come prodotti farmaceutici, pesticidi di recente registrazione, additivi plastici industriali, prodotti per la cura personale e nuovi ritardanti di fiamma. Questi inquinanti dell'acqua sono solitamente presenti in basse concentrazioni, ma i loro potenziali effetti negativi e l'impatto a lungo termine sulla salute umana e sull'ambiente sono ancora poco conosciuti. Inoltre, la loro rimozione nei processi convenzionali di trattamento delle acque e delle acque reflue non è molto efficiente, il che richiede lo sviluppo di tecnologie avanzate per migliorare il monitoraggio, la prevenzione e il trattamento dei CEC. Esempi di questi nuovi approcci sono la biodiagnostica, i processi di ossidazione avanzati, i fotobioreattori e le nanotecnologie per il trattamento delle acque e delle acque reflue e le tecnologie a membrana intelligenti per la rimozione degli inquinanti dalle acque e dalle acque reflue. Esempi di soluzioni etichettate includono nuovi adsorbenti minerali e polimerici per la riduzione di microinquinanti organici e/o inorganici nelle acque reflue, come Capterall, MagnetoSpugne e Biosfiltro).

Soluzioni basate sulla natura

Le soluzioni basate sulla natura nella gestione dell'acqua comprendono approcci ispirati e sostenuti dalla natura, che sono economicamente vantaggiosi, richiedono poca manutenzione e spesso contribuiscono alla mitigazione e all'adattamento agli impatti negativi dei cambiamenti climatici. Possono comprendere infrastrutture ibride verdi, blu e grigie per il riutilizzo e il riciclo dell'acqua, la ritenzione idrica e la ricarica delle falde acquifere, ma anche la biomimetica (imitazione di processi, forme e sistemi naturali) come concetto di progettazione per introdurre la circolarità delle risorse nelle catene di valore. Un certo numero di soluzioni etichettate attinge ad approcci basati sulla natura per la gestione e il trattamento dell'acqua, tra cui:

• Soluzioni per la gestione delle acque meteoriche, che mirano ad azzerare gli scarichi di acqua piovana nelle città per superare le inondazioni e mitigare le isole di calore urbane, reintroducendo al contempo la biodiversità(Skywater, Bocage Urbain e OASIS).

• Impianti di trattamento delle acque reflue a base vegetale, che sequestrano contemporaneamente CO2, raffreddano le aree aperte e producono biomassa(Bamboo for Life)

• Filtri a base biologica per la rimozione di metalli pesanti e inquinanti fitosanitari dall'acqua (Biosorb).

• Sostanza antincrostante a base vegetale per torri di raffreddamento, caldaie a vapore, circuiti chiusi, osmosi inversa e de-salinizzazione dell'acqua salata(ODYLIFE)
  
  

L'esistenza di numerose soluzioni innovative e d'impatto che affrontano con successo la sfida della scarsità d'acqua è evidente. La sfida è ora quella di ottenere un ampio riconoscimento dei loro benefici da parte di governi e imprese. Portando queste soluzioni ai decisori governativi e aziendali, possiamo offrire opzioni pulite e redditizie per l'uso e la gestione sostenibile dell'acqua in tutto il mondo. In occasione della Giornata Mondiale dell'Acqua, riconosciamo il valore che le Soluzioni etichettate dalla Solar Impulse Foundation possono avere nel promuovere l'azione sui cambiamenti climatici, sulla scarsità d'acqua e su altre questioni ambientali per facilitare la transizione verso un futuro sostenibile.