Circa 4,4 miliardi di persone nel mondo non hanno accesso sicuro all’acqua potabile. Questa carenza silenziosa, ma persistente, aggrava la diffusione delle malattie e limita lo sviluppo di milioni di comunità. In questo contesto, la ricerca di metodi efficaci per eliminare i batteri dall’acqua diventa una priorità per la scienza. La disinfezione tradizionale dipende solitamente da impianti di potabilizzazione, filtri chimici o energia elettrica. Tuttavia, in molte zone rurali, remote o colpite da calamità naturali, questi sistemi risultano impraticabili a causa dei costi o della mancanza di infrastrutture. Da qui l’importanza di una tecnologia in grado di purificare l’acqua senza richiedere un budget elevato.
Come funziona il nuovo sistema che elimina in breve tempo il 99,9% dei batteri dall’acqua?
Lo studio, pubblicato sulla rivista Nature Water, sottolinea che il materiale può essere riutilizzato più di 50 volte senza perdita di efficacia, il che lo rende un’alternativa economica e sostenibile rispetto ad altri metodi di purificazione.
Questo fotocatalizzatore genera radicali organici centrati sull’ossigeno, noti come OCOR, in grado di mantenere la loro attività per quasi 14 minuti, una durata eccezionale rispetto ai radicali convenzionali che scompaiono in frazioni di secondo.
Grazie a questa stabilità, il sistema ottiene una disinfezione profonda e prolungata dell’acqua contaminata. I test effettuati hanno dimostrato che, in soli 40 minuti e sotto una luce solare debole, le pellicole hanno eliminato oltre il 99,995% dei batteri presenti nell’acqua, come l’E. coli e lo Staphylococcus aureus.
Inoltre, l’acqua trattata è rimasta priva di microrganismi per almeno cinque giorni, riducendo la possibilità di reinfezione.
Vantaggi di questo innovativo sistema rispetto alle tecnologie precedenti per l’eliminazione dei batteri dall’acqua
Uno dei principali ostacoli alla disinfezione solare è stata la dipendenza da un’intensa radiazione. I materiali tradizionali come il biossido di titanio (TiO₂) o il grafene perdevano efficacia in condizioni di scarsa luminosità, limitandone l’applicazione in ambienti reali.
La nuova pellicola fotocatalitica supera questo problema. Galleggiando sulla superficie dell’acqua, massimizza la cattura della luce solare, anche in giornate nuvolose o con radiazione debole.
Questa posizione strategica consente un’esposizione ottimale ai fotoni e una generazione continua di radicali disinfettanti, garantendo un’efficace eliminazione dei batteri dall’acqua senza richiedere energia aggiuntiva.
I ricercatori stimano che una singola pellicola possa fornire acqua sicura per quattro o cinque adulti al giorno, senza bisogno di elettricità, filtri o prodotti chimici.
Queste caratteristiche ampliano il suo potenziale utilizzo nelle comunità rurali, nei campi profughi o nelle zone colpite da calamità naturali.
Prestazioni, sostenibilità e possibili applicazioni di questo fotocatalizzatore
La durata del sistema è un altro dei suoi punti di forza. I radicali organici a base di ossigeno non attaccano il fotocatalizzatore stesso, evitando il suo degrado e garantendo la sua stabilità operativa per decine di cicli di utilizzo. Questa proprietà contribuisce a ridurre i costi e i rifiuti, rafforzando il suo valore in termini di sostenibilità ambientale.
Gli esperti sottolineano che questa tecnologia può essere applicata anche nei processi di bonifica ambientale e sterilizzazione medica, sfruttando la stessa chimica dei radicali per eliminare i patogeni in modo prolungato.
La sua bassa manutenzione e la resistenza alle condizioni avverse lo rendono particolarmente adatto ad ambienti con scarse risorse o accesso limitato all’energia.
Inoltre, il suo design modulare consentirebbe di scalare il sistema per trattare diversi volumi d’acqua, da piccoli contenitori domestici a impianti comunitari. La sua implementazione potrebbe essere facilmente integrata in programmi umanitari o infrastrutture decentralizzate di potabilizzazione.
Contesto internazionale dell’accesso all’acqua potabile e prospettive future
Lo sviluppo di questa tecnologia coincide con un momento critico per l’accesso all’acqua potabile. In paesi come l’India o il Perù, dove le reti sanitarie non sempre raggiungono le zone rurali, i progetti di depurazione solare stanno guadagnando terreno come alternativa ai sistemi centralizzati.
Nel nord del Kenya, le organizzazioni locali stanno già valutando soluzioni simili per migliorare l’approvvigionamento nelle comunità isolate.
I ricercatori cinesi prevedono di continuare a ottimizzare la composizione del materiale per ampliarne il raggio d’azione contro altri microrganismi e contaminanti. Prevedono inoltre di migliorare l’efficienza delle pellicole aumentando la superficie attiva e integrandole in sistemi portatili o attrezzature di emergenza.
Se i risultati saranno confermati su larga scala, questa innovazione potrebbe segnare una svolta nel trattamento dei batteri presenti nell’acqua, offrendo uno strumento pratico e sostenibile a milioni di persone che ancora non hanno accesso all’acqua potabile.
