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← L'economia circolare del sale che mantiene puliti i fiumi

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Showing Revision 13 created 11/24/2019 by Anna Cristiana Minoli.

  1. Crescendo nel nord del Wisconsin,
  2. ho sviluppato un legame naturale
    con il fiume Mississippi.
  3. Da piccole,
  4. io e mia sorella facevamo a gara
    per vedere chi riusciva a dire
  5. "M-i-s-s-i-s-s-i-p-p-i" più velocemente.
  6. Alle elementari,
  7. mi parlarono dei primi esploratori
    e delle loro spedizioni,
  8. di come Marquette e Joliet si servirono
    dei Grandi Laghi e del fiume Mississippi,
  9. con i suoi affluenti,
    per esplorare il Midwest
  10. e per tracciare una rotta commerciale
    fino al Golfo del Messico.
  11. Durante la specializzazione,
  12. avevo la fortuna di vedere
    il fiume Mississippi
  13. dalla finestra del mio laboratorio
    di ricerca
  14. all'Università del Minnesota.
  15. In quei cinque anni imparai
    a conoscere il fiume Mississippi,
  16. la sua natura volubile
  17. che lo porta ad esondare in un momento,
  18. per poi mostrare nuovamente,
    di lì a poco,
  19. i suoi argini completamente asciutti.
  20. Oggi sono un'esperta
    di chimica organica fisica

  21. e mi impegno a usare le mie conoscenze
  22. per proteggere i fiumi,
    come il Mississippi,
  23. dalle eccessive concentrazioni saline
    dovute alle attività umane.
  24. Perché, sapete,
  25. il sale può contaminare
    le acque dolci dei fiumi.
  26. Il livello di salinità dei fiumi
    è appena lo 0,05%
  27. e, a questo livello,
    la loro acqua è potabile.
  28. Tuttavia, i principali corpi d'acqua
    del nostro pianeta risiedono negli oceani,
  29. le cui acque presentano un livello
    di salinità superiore al 3%.
  30. E bere la loro acqua ci farebbe
    stare male molto velocemente.
  31. Per rendere la proporzione
    tra il volume dell'acqua degli oceani
  32. e quello dei fiumi
    che sono sul nostro pianeta,
  33. potremmo rappresentare l'acqua oceanica
  34. come una piscina olimpionica
  35. e quella dei fiumi
    con un contenitore da circa 4 litri.
  36. Capite quindi che si tratta
    di una risorsa preziosa,
  37. ma la trattiamo come tale?

  38. Oppure la trattiamo
    come quel vecchio zerbino
  39. che mettiamo sulla soglia di casa
    per spazzarci i piedi?
  40. Trattare i fiumi come zerbini
    ha gravi conseguenze.
  41. Diamo un'occhiata.
  42. Vediamo cosa può fare
    un unico cucchiaino di sale.
  43. Se aggiungiamo un cucchiaino di sale
  44. alla piscina olimpionica contenente
    acqua oceanica,
  45. l'acqua oceanica non cambia.
  46. Se invece lo aggiungiamo
  47. al contenitore d'acqua dolce
    da circa quattro litri,
  48. l'acqua diventa di colpo troppo salata
    per poter essere bevuta.
  49. Il punto è che, poiché fiumi hanno
    un volume notevolmente minore
  50. rispetto a quello degli oceani,
  51. i fiumi sono particolarmente esposti
    ai rischi dovuti alle attività umane
  52. e devono dunque essere curati e protetti.
  53. Così, di recente ho esaminato
    la letteratura in proposito

  54. per avere un quadro dello stato di salute
    dei fiumi nel mondo.
  55. Non mi ha sorpreso trovare
    una pessima situazione
  56. in regioni aride
    e fortemente industrializzate,
  57. come in India e nella Cina del nord.
  58. Mi ha invece sorpreso un articolo del 2018
  59. relativo ai dati di 232
    siti di campionamento
  60. su tutto il territorio degli Stati Uniti.
  61. Di quei siti,
  62. il 37 per cento presentava
    livelli di salinità in aumento.
  63. La cosa più sorprendente
  64. è che i fiumi con i maggiori incrementi
  65. si trovano nella parte est
    degli Stati Uniti
  66. e non nelle zone aride del sud-ovest.
  67. Secondo gli autori dell'articolo,
  68. la causa potrebbe essere l'uso del sale
    per sghiacciare le strade.
  69. Un'altra potenziale fonte di sale
  70. potrebbe essere rappresentata
    dalle acque di scarico industriale.
  71. Come vedete, le attività umane possono
    trasformare l'acqua dolce dei fiumi

  72. in qualcosa più simile a quella
    dei nostri oceani.
  73. Dobbiamo fare qualcosa,
    prima che sia troppo tardi.
  74. Ho una proposta.
  75. Possiamo creare un meccanismo
    di difesa in tre fasi

  76. che se utilizzato dalle industrie,
  77. migliorerebbe di molto
    la situazione dei nostri fiumi.
  78. Ecco cosa prevede.
    Uno:
  79. un minor prelievo
    di acque fluviali
  80. grazie a tecniche di riciclo
    e riutilizzo dell'acqua.
  81. Due:
  82. estrazione del sale dalle acque reflue
    usate per l'industria
  83. per raccoglierlo e riutilizzarlo
    in altri impieghi.
  84. Infine, tre: dobbiamo far sì
    che coloro che usano il sale
  85. proveniente dalle miniere
  86. inizino a servirsi di sale
    proveniente da fonti di riciclo.
  87. Questo meccanismo di difesa
    in tre fasi è già attivo.
  88. India e Cina del nord
    lo stanno utilizzando
  89. per favorire il risanamento dei fiumi.
  90. Tuttavia, io propongo
  91. di usare questo meccanismo di difesa
    per proteggere i nostri fiumi,
  92. per evitare di doverli risanare.
  93. La buona notizia è che la tecnologia
    per poterlo fare già esiste.
  94. Prevede l'uso di membrane.
  95. Membrane in grado
    di separare il sale dall'acqua.

  96. Le membrane ci sono da diversi anni.
  97. Sono fatte di materiali polimerici
    che separano in base a dimensione
  98. o carica elettrica.
  99. Le membrane utilizzate
    per separare il sale dall'acqua
  100. in genere agiscono in base alla carica.
  101. Queste membrane hanno carica negativa
  102. e dunque respingono gli ioni di cloruro,
    anch'essi a carica negativa,
  103. presenti in quel sale sciolto.
  104. Come ho detto, queste membrane
    ci sono da diversi anni
  105. e attualmente purificano quasi
    100 milioni di litri d'acqua al minuto,
  106. se non addirittura di più.
  107. Si può andare anche oltre.
  108. Queste membrane funzionano
    sul principio dell'osmosi inversa.

  109. L'osmosi è un processo naturale
    che avviene nei nostri corpi
  110. a livello di funzione cellulare.
  111. Nell'osmosi ci sono due camere
  112. con due diversi livelli
    di concentrazione salina:
  113. una a bassa concentrazione
  114. e l'altra ad alta concentrazione.
  115. Le due camere sono separate
    da una membrana semimpermeabile.
  116. Per il processo osmotico naturale,
  117. l'acqua attraversa la membrana,
  118. passando dall'area a bassa concentrazione
  119. a quella ad alta concentrazione,
  120. fino al raggiungimento dell'equilibrio.
  121. Nell'osmosi inversa, invece,
    questo processo naturale viene invertito.

  122. Per farlo,
  123. si esercita pressione sulla parte
    ad alta concentrazione
  124. per spingere l'acqua
    nella direzione opposta.
  125. La parte ad alta concentrazione
    diviene così più salata,
  126. più concentrata
  127. e la parte a bassa concentrazione
    diventa acqua purificata.
  128. Grazie all'osmosi inversa,
    possiamo completamente
  129. depurare fino al 95 per cento
    delle acque di scarico industriali,
  130. mentre il restante 5 per cento diventa
    una sostanza concentrata e salina.
  131. Questo 5 per cento di miscuglio
    salino e concentrato
  132. non è uno scarto.
  133. Gli scienziati hanno realizzato
    membrane modificate
  134. che permettono il passaggio
    di alcuni tipi di sali
  135. ma non di altri.
  136. Grazie a queste membrane,
  137. chiamate comunemente
    membrane a nanofiltrazione,
  138. il 5 per cento
    di soluzione salina concentrata
  139. può essere convertito
    in una soluzione salina purificata.
  140. In sostanza, tramite osmosi inversa
    e membrane a nanofiltrazione
  141. possiamo convertire
    le acque reflue industriali
  142. in risorse quali sale e l'acqua.
  143. Così facendo, inoltre,
  144. attuiamo le fasi uno e due
    del nostro meccanismo di difesa fluviale.
  145. Ne ho parlato con diversi utilizzatori
    di acque industriali

  146. e la risposta più comune è stata:
  147. "Sì, ma chi userebbe il mio sale?"
  148. Questo ci porta alla fase tre,
    che è molto importante.
  149. Dobbiamo convincere chi usa
    il sale proveniente dalle miniere
  150. a passare al consumo di sale riciclato.
  151. Chi sono questi consumatori di sale?
  152. Ho scoperto che nel 2018,
  153. il 43 per cento del sale consumato
    negli Stati Uniti
  154. è stato usato
    per sghiacciare le strade.
  155. Il 39 per cento è stato utilizzato
    nell'industria chimica.
  156. Ho analizzato questi due utilizzi

  157. e sono rimasta scioccata.
  158. Durante l'inverno 2018-2019,
  159. un milione di tonnellate di sale
  160. è stato sparso sulle strade
    della Pennsylvania.
  161. È una quantità di sale sufficiente
  162. a riempire per due terzi
    l'Empire State Building.
  163. Un milione di tonnellate di sale
    estratto dalla terra
  164. e sparso sulle strade,
  165. che poi si riversa nell'ambiente
    e nei nostri fiumi.
  166. Io propongo di cercare, almeno,
  167. di ottenere questo sale dagli scarichi
    industriali di acque saline,
  168. per evitare che finisca nei nostri fiumi.
  169. Sarebbe meglio usare, sulle strade,
    il sale di recupero,
  170. così, al disgelo primaverile,
  171. i fiumi potrebbero essere
    meno esposti ai danni causati
  172. dalla sostanza altamente salina
    che si riversa nelle loro acque.
  173. In qualità di chimica,

  174. ciò che mi entusiasma di più
    è l'idea di introdurre
  175. questo utilizzo circolare del sale
    nell'industria chimica.
  176. L'industria dei cloro-alcali
    sarebbe perfetta per farlo.
  177. Questa industria ci fornisce
    resine ipossodiche,
  178. uretani, solventi
  179. e molti prodotti utili di uso quotidiano.
  180. Alla base di questa produzione
    si trova il cloruro di sodio.
  181. L'idea è --
  182. anzi, prima diamo un'occhiata
    all'economia lineare.
  183. In un'economia lineare,
    il sale viene estratto da una miniera,

  184. subisce il processo dei cloro-alcali
  185. e diventa una sostanza chimica di base
  186. che può poi essere convertita
    in un prodotto nuovo
  187. o maggiormente funzionale.
  188. Questa lavorazione, però,
  189. spesso genera sale di scarto
  190. che finisce nelle acque
    di scarico industriale.
  191. L'idea è di introdurre circolarità.
  192. Possiamo recuperare acqua e sale
    delle acque di scarico industriale
  193. provenienti dalle fabbriche
  194. per utilizzarli nuovamente all'inizio
    delle lavorazioni dei cloro-alcali.
  195. Sale circolare.
  196. Che impatto avrebbe tutto ciò?

  197. Facciamo un esempio.
  198. Il 50 per cento della produzione mondiale
    di ossido di propilene
  199. avviene grazie
    al processo cloro-soda.
  200. Parliamo di cinque milioni di tonnellate
    di ossido di propilene
  201. ogni anno, a livello globale.
  202. Cinque milioni di tonnellate di sale
    estratte dalla terra
  203. trasformate in ossido di propilene
    dal processo cloro-soda
  204. che a sua volta riversa
  205. cinque milioni di tonnellate di sale
    nelle acque reflue industriali.
  206. Cinque milioni di tonnellate
  207. potrebbero riempire l'equivalente
    di tre Empire State Building
  208. ogni anno.
  209. Capite allora come il sale circolare
  210. possa proteggere i nostri fiumi
    da questo eccessivo scarico di sale.
  211. Forse vi state chiedendo:

  212. "Se queste membrane sono ormai
    disponibili da anni,
  213. perché non viene praticato il riciclo
    delle acque di scarico?"
  214. Il fatto è
  215. che ha un costo.
  216. Inoltre,
  217. in queste regioni all'acqua
    non viene dato il giusto valore.
  218. Fino a quando non è troppo tardi.
  219. Se non cominceremo a prevedere
    politiche di tutela delle acque dolci,
  220. andremo incontro a conseguenze gravi.
  221. Chiedete a uno dei maggiori produttori
    di sostanze chimiche,
  222. che lo scorso anno ha subito un danno
    di 280 milioni di dollari
  223. a causa del basso livello delle acque
    del fiume Reno in Germania.
  224. Oppure chiedete agli abitanti
    di Città del Capo, in Sudafrica,
  225. dove una siccità di anni ha talmente
    prosciugato le riserve di acqua
  226. da rendere necessaria la richiesta
    di non tirare lo sciacquone.
  227. Come avete visto,

  228. ci sono soluzioni grazie alle membrane
  229. che possono fornire acqua pura
  230. e fornire sale puro
  231. grazie all'utilizzo di queste due membrane
  232. che ci possono aiutare a proteggere
    i nostri fiumi per le generazioni future.
  233. Grazie.

  234. (Applausi)