Aumentare la fornitura di acqua dolce per affrontare in modo sostenibile la sicurezza idrica globale su larga scala

Dec 07, 2023

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 20262 (2022) Citare questo articolo

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Sebbene parti significative del globo stiano già affrontando una significativa scarsità di acqua dolce, si prevede che la necessità di più acqua dolce aumenterà per sostenere la crescente popolazione globale, la crescita economica e adattarsi ai cambiamenti climatici. Gli attuali approcci per affrontare questa sfida, che ha il potenziale di provocare risultati catastrofici per i bisogni di consumo e la crescita economica, si basano sull’aumento dell’uso efficiente delle risorse esistenti. Tuttavia, la disponibilità di risorse di acqua dolce sta rapidamente diminuendo a causa dello sfruttamento eccessivo e dei cambiamenti climatici e, pertanto, è improbabile che possa soddisfare in modo sostenibile le esigenze future, il che richiede un ripensamento delle nostre soluzioni e degli investimenti associati. Qui presentiamo un audace allontanamento dagli approcci esistenti stabilendo la fattibilità di un aumento significativo dell’acqua dolce attraverso la cattura di aria umida sugli oceani. Dimostriamo che l’atmosfera sopra gli oceani, prossimale alla terra, può produrre una notevole quantità di acqua dolce, sufficiente a sostenere grandi centri abitati in tutto il mondo, utilizzando strutture opportunamente progettate. A causa della fornitura praticamente illimitata di vapore acqueo dagli oceani, questo approccio è sostenibile in condizioni di cambiamento climatico e può trasformare la nostra capacità di affrontare le preoccupazioni presenti e future sulla sicurezza idrica. Si prevede che questo approccio sia trasformativo nella creazione di un meccanismo economicamente sostenibile per fornire in modo sostenibile la sicurezza dell’acqua dolce alle generazioni presenti e future.

La mancanza di un accesso adeguato all’acqua dolce in vaste regioni del globo1,2 rappresenta una grande sfida per il nostro tempo che necessita di una soluzione coraggiosa e immediata. Gli attuali approcci per affrontare questa sfida principalmente riducendo e gestendo la domanda si stanno rivelando inadeguati3 poiché la crescita demografica ed economica assorbe rapidamente qualsiasi capacità creata attraverso queste misure4,5,6,7. Il riciclo e il riutilizzo dell’acqua hanno avuto un notevole successo8 ma hanno intrinsecamente una scalabilità limitata perché sono fondamentalmente vincolati dalla fornitura disponibile9,10. Le soluzioni efficaci per aumentare l’offerta sono attualmente limitate o praticamente inesistenti poiché tutte le risorse vengono sfruttate oltre la capacità sostenibile o diminuiscono rapidamente a causa dei cambiamenti climatici. Ad esempio, le acque sotterranee vengono estratte ben oltre i tassi rinnovabili e la falda freatica sta diminuendo a ritmi allarmanti nelle regioni in cui l’acqua dolce è maggiormente necessaria11. Il manto nevoso e i ghiacciai che fungono da riserve d’acqua si stanno assottigliando o recedendo a causa dei cambiamenti climatici, con lo scioglimento della neve che avviene prima nella stagione primaverile rispetto a prima12. Le regioni che già dispongono di risorse idriche limitate lo stanno diventando sempre di più poiché i cambiamenti guidati dal clima stanno creando ulteriore scarsità attraverso la riduzione delle precipitazioni, l’aumento dell’evaporazione o entrambi13. Anche le opzioni per soddisfare questa crescente necessità attraverso il trasporto da aree lontane stanno diventando sempre meno praticabili a causa della diminuzione della disponibilità di acqua nelle regioni di origine. Gli Stati Uniti sudoccidentali sono un esempio convincente di queste sfide, dove il livello dell’acqua nei bacini idrici del fiume Colorado si è ridotto negli ultimi dieci anni, raggiungendo livelli criticamente bassi durante l’estate del 2021, minacciando sia le risorse idriche che i sistemi energetici14,15. Esistono molti esempi di tali influenze a cascata in tutto il mondo16,17,18,19.

Una potenziale soluzione per aumentare radicalmente la fornitura di acqua dolce è quella di attingere alle fonti oceaniche praticamente illimitate. Sebbene la desalinizzazione offra tale tecnologia, ha incontrato notevoli preoccupazioni ambientali e, di conseguenza, non è stata adottata come soluzione scalabile per affrontare i problemi di sicurezza idrica globale, nonostante il suo ruolo nel soddisfare i bisogni di una vasta popolazione in diverse aree critiche. regioni del globo non possono essere sottovalutate20,21. La desalinizzazione non è solo ad alta intensità energetica; crea inoltre salamoia concentrata e altri sottoprodotti che creano notevoli sfide ambientali in termini di costi di smaltimento22,23. Qui stabiliamo la fattibilità di un approccio alternativo per attingere alle fonti d’acqua oceaniche in modo economicamente sostenibile e rispettoso dell’ambiente. Mostriamo che il metodo proposto è scalabile nel senso che può essere implementato per soddisfare le esigenze di una popolazione arbitrariamente grande, ed è pratico negli scenari climatici futuri in quanto rende più acqua disponibile in un clima più caldo, fornendo così uno strumento importante per sviluppare la resilienza ai cambiamenti climatici.