Oltre 100 milioni di persone nell'Africa meridionale non hanno accesso all'acqua pulita:molte fonti nelle aree rurali sono contaminate. Nel progetto SafeWaterAfrica, I partner africani ed europei stanno lavorando a stretto contatto per sviluppare una soluzione di sistema decentralizzato per la purificazione dell'acqua che possa essere gestita e mantenuta autonomamente dagli abitanti delle zone rurali. Il sistema copre il fabbisogno di acqua pulita di diverse centinaia di persone. A coordinare il progetto sono i ricercatori del Fraunhofer Institute for Surface Engineering and Thin Films IST.

L'acqua pulita è una risorsa scarsa nelle zone rurali dell'Africa meridionale. Le fonti naturali spesso contengono impurità chimiche e microbiologiche. E il tasso di mortalità da agenti patogeni e inquinanti portati dall'acqua è corrispondentemente alto, con malattie infettive un fattore importante. Questo problema viene affrontato nel progetto afro-europeo "SafeWaterAfrica". Il progetto è coordinato dall'Istituto Fraunhofer per l'ingegneria delle superfici e dei film sottili IST di Braunschweig. Per fornire acqua pulita alla popolazione rurale dell'Africa meridionale, i partner del progetto (vedi profilo SafeWaterAfrica) stanno sviluppando un sistema decentralizzato e autonomo per la purificazione dell'acqua. È progettato per funzionare in aree rurali che sono tagliate fuori dalle forniture pubbliche di acqua ed energia. Coprendo le esigenze di 300 persone, la soluzione ha una capacità di 1, 000 litri all'ora. Il sistema off-grid è dotato di tecnologia di trattamento delle acque a basso consumo energetico, mentre i collettori solari sul tetto del container forniscono l'energia.

Disinfezione senza prodotti chimici

Il contributo di Fraunhofer IST è la sua tecnologia per la purificazione elettrochimica dell'acqua mediante elettrodi rivestiti di diamante. "Siamo coinvolti nell'unità di disinfezione nota come CabECO. Il metodo per abbattere gli inquinanti nell'acqua utilizzando elettrodi diamantati è stato sviluppato dal nostro istituto e rilevato nel 2001 dalla nostra spin-off CONDIAS GmbH, che è anche partner del progetto, " dice il dottor Lothar Schäfer, Vicedirettore del Fraunhofer IST. Per ossidazione elettrochimica, il processo purifica l'acqua e rimuove batteri e virus da essa. Il modulo contiene elettrodi conduttivi rivestiti con un sottile strato di diamante. "Tra gli elettrodi viene applicato un basso potenziale di pochi volt. L'acqua (H2O) che attraversa viene quindi convertita in ozono (O3) e radicali idrossilici (OH). L'O3 è uno dei disinfettanti più efficienti, mentre OH è l'agente ossidante più forte che ci sia. Insieme, distruggono tutti i germi e le impurità organiche. Ciò significa che non abbiamo bisogno di cloro o altri prodotti chimici per la disinfezione, " spiega il fisico. Nelle prove sul campo, i ricercatori sono stati in grado di ridurre il numero di germi di un fattore 1, 000 a 10, 000 e raggiungere il livello di disinfezione richiesto. Inoltre, l'acqua del fiume che i partner del progetto stanno trattando contiene composti di cloro, da cui si produce ipoclorito, un ulteriore agente ossidante. Il vantaggio degli ipocloriti è che vengono consumati lentamente per un lungo periodo, mentre l'ozono si decompone in tempi relativamente brevi.

Prodotto in Africa

L'unità di disinfezione CabECO è un componente della soluzione del sistema. Altri moduli svolgono compiti come la rimozione di metalli pesanti, sedimenti e composti azotati. "Nei contenitori, ci sono tecnologie che hanno avuto origine in Africa così come da fornitori europei. I partner africani hanno contribuito con molto know-how. Preso atto di ciò, descriviamo anche la soluzione di sistema come "Made in Africa", " sottolinea lo scienziato. La combinazione dei moduli per il pretrattamento dell'acqua sarà adattata alle rispettive condizioni locali e allo stato originale dell'acqua. Un dimostratore è già in fase di test in Africa meridionale, e l'installazione di un altro in Mozambico è prevista per aprile 2019. In futuro, le installazioni saranno costruite e gestite in Sud Africa. Un sistema di diagnostica remota supporterà il funzionamento, processo di manutenzione e riparazione.