La fornitura di acqua agli abitanti delle città può diventare molto più efficiente, secondo i ricercatori della Rice University che affermano che dovrebbe comportare un livello salutare di acque reflue riciclate.

Usando Houston come modello, ricercatori della Brown School of Engineering di Rice hanno sviluppato un piano che potrebbe ridurre la necessità di acque superficiali (da fiumi, serbatoi o pozzi) del 28% riciclando le acque reflue per renderle nuovamente potabili.

Mentre il costo dell'energia necessaria per i futuri sistemi di purificazione avanzati sarebbe significativo, dicono che il risparmio realizzato integrando l'acqua dolce spedita a distanza con il "riutilizzo potabile diretto" delle acque reflue municipali compenserebbe ampiamente la spesa.

E l'acqua sarebbe meglio per l'avvio.

Un modello completo dell'impatto ambientale ed economico e dei vantaggi di un tale sistema è stato sviluppato dai ricercatori della Rice associati al Nanosistemi Engineering Research Center for Nanotechnology-Enabled Water Treatment (NEWT) sostenuto dalla National Science Foundation.

L'ingegnere ambientale del riso Qilin Li è l'autore corrispondente e l'autore principale della ricerca post-dottorato Lu Liu dello studio che appare in Sostenibilità della natura .

Mostra come la riconfigurazione pianificata di Houston del suo attuale sistema di trattamento delle acque reflue, con cui consoliderà infine il numero di impianti di trattamento da 39 a 12, può essere potenziato per una distribuzione idrica “a prova di futuro” in città.

"Sono disponibili tutte le tecnologie necessarie per trattare le acque reflue alla qualità dell'acqua potabile, " Li ha detto. "Il problema è che oggi, sono ancora piuttosto costosi. Quindi una parte molto importante del documento è esaminare quanto deve diventare economica la tecnologia affinché l'intera cosa abbia un senso dal punto di vista finanziario ed energetico".

Il trattamento avanzato delle acque è oggetto di intenso studio da parte di scienziati e ingegneri presso le numerose istituzioni, compreso il riso, associato a NEWT.

"Un altro modo per migliorare l'acqua potabile sarebbe quello di ridurre il suo tempo di viaggio, " ha detto. L'acqua erogata da un sistema con molti punti di distribuzione raccoglierebbe meno contaminanti chimici e biologici lungo il percorso. Houston, ha notato, dispone già di un trattamento delle acque reflue ben distribuito, e rendere quell'acqua potabile faciliterebbe i tempi di viaggio più brevi verso le case.

Il modello mostra che ci sarà sempre un compromesso tra l'acquisizione di acqua potabile, l'energia necessaria per trattarlo, il costo del trasporto senza pregiudicarne la qualità, e tenta di trovare un ragionevole equilibrio tra questi fattori. Lo studio ha valutato questi obiettivi contrastanti e ha esaminato in modo esauriente tutte le possibilità per trovare sistemi che trovino un equilibrio.

"In definitiva, vogliamo sapere come dovrebbe essere il nostro sistema di approvvigionamento idrico di nuova generazione, " Li ha detto. "In che modo la scala del sistema influisce sulla distribuzione? Dovrebbe essere uno gigantesco, fonte d'acqua centralizzata o più fonti distribuite più piccole?

"In quel caso, quante fonti dovrebbero esserci, quanto dovrebbe essere grande l'area e dove dovrebbero essere ubicati? Queste sono tutte domande che stiamo studiando, " ha detto. "Molte persone hanno parlato di questo, ma è stato fatto pochissimo lavoro quantitativo per mostrare i numeri".

Li ha ammesso che Houston potrebbe non essere il più rappresentativo dei principali sistemi infrastrutturali comunali perché il sistema di acque reflue della città è già altamente distribuito, ma il suo sistema di approvvigionamento idrico non lo è. La sfida di avere un approvvigionamento idrico altamente centralizzato è stata dimostrata da una drammatica interruzione della rete idrica di 96 pollici questo febbraio che ha interrotto gran parte dell'approvvigionamento della città.

"Era un esempio straordinario, ma ci sono molte piccole perdite che non vengono rilevate nel sottosuolo che potenzialmente consentono ai contaminanti di entrare nelle case, " lei disse.

Lo studio ha esaminato solo il riutilizzo potabile diretto, che il modello mostra come un'opzione più economica per le città stabilite, ma ha detto che l'opzione migliore per un nuovo sviluppo, cioè, costruire per la prima volta un sistema di distribuzione, potrebbe essere la fornitura separata di acqua potabile e non potabile.

"Sarebbe proibitivo in termini di costi in un posto come Houston, ma sarebbe più economico per una nuova comunità, dove l'effluente delle acque reflue può essere minimamente trattato, non del tutto potabile ma sufficiente per l'irrigazione o lo sciacquone dei gabinetti, " disse Li.

"Anche se forse sarebbe vantaggioso per Houston utilizzare gli stagni di detenzione che già esistono in tutta la città per immagazzinare l'acqua piovana e trattarla per uso non potabile".