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Fronteggiare la scarsità di acqua

Water4

L'era della costruzione di dighe gigantesche si sta esaurendo in gran parte del mondo sviluppato, a favore di sistemi integrati locali. La scarsità di acqua stimola l'ingegno: le regioni più siccitose sono le più avanzate.

Il distretto idrico della contea di Orange, in California, ha iniziato a distribuire l'acqua potabile derivata dalle acque reflue già a metà degli anni '70. La falda acquifera da cui dipendeva per la maggior parte della sua acqua potabile era stata così sfruttata che l'acqua salata proveniente dall'Oceano si stava infiltrando.

Orange County era allora un bastione del conservatorismo politico, non certo un luogo associato all'innovazione ambientale, ma la scarsità d'acqua è un potente motivatore. Per rendere l'idea più appetibile ai consumatori schizzinosi, il distretto aveva scelto di trattare le acque reflue, quindi stoccarle nella falda acquifera per diluirle e pulirle ulteriormente prima di prelevarle per l'uso. Il distretto divenne ben presto la più grande fabbrica di acque reflue per acqua potabile al mondo, un gagliardetto che ancora detiene. Quando il distretto completerà la sua prossima espansione pianificata nel 2023, il sistema genererà 130 milioni di litri di acqua potabile al giorno, sufficienti a servire circa 1 milione dei suoi 2,5 milioni di utenti e più di quattro volte la produzione del secondo più grande al mondo impianto acque reflue-potabili, a Singapore.

Più in particolare, il distretto rappresenta l'avanguardia di un cambio di paradigma nella conservazione dell'acqua nelle aree in cui la scarsità è una delle principali minacce: negli Stati Uniti occidentali e sud-occidentali, in altri stati e in molte nazioni. È un passaggio dal vecchio regime che prevedeva di affidarsi a dighe e bacini lontani, alla novità di metodi che possono essere sviluppati localmente: il riciclo delle acque reflue, ma anche la ricarica e lo stoccaggio delle falde acquifere, la cattura delle acque piovane, la desalinizzazione e l'ottimizzazione della distribuzione localizzando e monitorando le perdite, grazie agli smart meter, i misuratori digitali di ultima generazione. Rispetto alle dighe, i nuovi acquedotti sono di piccole dimensioni, locali, decentralizzati e progettati su misura per adattarsi alle condizioni idrologiche e demografiche delle loro località.

Numerose nazioni partecipano a questa svolta. La capitale namibiana di Windhoek ha trasformato le sue acque reflue in acqua potabile dal 1968. L'Australia ha sviluppato una serie di tecniche innovative per aumentare il suo approvvigionamento idrico, in particolare includendo l'uso di unità modulari su piccola scala per il trattamento e il riutilizzo acque reflue nel sito in cui viene generato. Israele ora riutilizza quasi il 90% delle acque reflue, più di qualsiasi altra nazione.

I metodi moderni sono considerati più affidabili dei bacini idrici, la cui fornitura di acqua varia a seconda dei livelli di precipitazione e della stagione. Nell'era dei cambiamenti climatici, le dighe sono sempre più vulnerabili alla siccità e all'evaporazione, mentre l'offerta di acque reflue urbane rimane pressoché costante. Poiché la maggior parte delle tecniche di stoccaggio imita o rinforza i processi naturali invece di contrastarli, come fanno le dighe, nel peggiore dei casi essi causano minimi impatti ambientali e nella migliore delle ipotesi generano notevoli benefici.

La maggior parte di questi sistemi fornisce acqua a prezzi inferiori, a volte di ordini di grandezza, rispetto all'acqua fornita dalle dighe. E la disparità è destinata ad aumentare. La California, per esempio, ha 1.400 grandi dighe. Le prossime che saranno costruite probabilmente non avranno condizioni idro-geologiche vantaggiose, quindi l'acqua che produrranno sarà costosa.

Al contrario, i nuovi sistemi stanno beneficiando delle innovazioni in settori come la tecnologia delle membrane che può migliorare l'efficacia del trattamento delle acque. E a differenza dell'acqua proveniente da dighe lontane, le pratiche di stoccaggio e riciclaggio locali non richiedono il pompaggio su lunghe distanze, rendendole più efficienti dal punto di vista energetico. Allo stato attuale, l'acqua trasportata da fiumi e bacini lontani al Distretto idrico della Contea di Orange costa 69 centesimi di euro a metro cubo, mentre il costo dell'acqua riciclata è di 59 centesimi a metro cubo.

"C'è una tendenza ad abbandonare le grandi dighe, specialmente in nazioni come gli Stati Uniti dove ci sono già molte infrastrutture e siti di gestione delle acque più efficienti," sostiene Erin Bonney Casey, research director di Bluefield Research, una società di ricerche di mercato con sede a Boston che si concentra sui problemi di gestione delle risorse idriche. Nel solo riciclaggio delle acque reflue, Bluefield prevede che gli investimenti degli Stati Uniti raggiungeranno i 21,5 miliardi di dollari nel prossimo decennio.

Uno studio da parte di Bluefield dello scorso anno rilevava che in una classifica del costo attuale dell'acqua erogata da sei tecnologie, dighe e serbatoi erano il secondo più costoso. Dal più economico al più costoso, la progressione è la seguente: contatori intelligenti, dissalazione delle acque salmastre (di solito dalle falde acquifere), riciclo delle acque reflue, cattura delle acque piovane, serbatoi, desalinizzazione dell'acqua di mare. Anche la dissalazione oceanica è destinata a diventare più economica con il miglioramento delle tecnologie di filtrazione, mentre le nuove dighe diventano sempre più costose.

In California, lo stato leader nello sviluppo di molte di queste strategie, non si costruiscono nuove dighe dal 1978. I nuovi approcci hanno catturato relativamente poca attenzione da parte dell'opinione pubblica, in parte perché manca l'aspetto monumentale delle dighe, mentre questi funzionano in gran parte lontano dalla vista. Questo è il motivo per cui i politici della California stanno ancora prendendo in considerazione nuove dighe, anche se il loro costo da solo dovrebbe squalificarle.

Oltre ad aumentare l'approvvigionamento idrico, questi sistemi sono usati per riempire le falde acquifere esistenti. Questo offre benefici ambientali: la qualità dell'acqua di solito migliora man mano che i livelli di acqua aumentano, e livelli alti di falda impediscono la compattazione del suolo e la subsidenza della superficie, che di solito si verifica quando le falde acquifere non vengono riempite. Anche tenendo conto della compattazione, il volume di stoccaggio delle falde acquifere inutilizzato in California è tre volte il volume di stoccaggio di tutti i laghi e le riserve di superficie della California.

"È volume di stoccaggio gratuito e, se non lo riempiamo, lo perderemo," sostiene Daniel Mountjoy, dell'associazione Sustainable Conservation. Il modo più semplice per ricaricare le falde acquifere è farlo in modo naturale, allagando il terreno sopra di esse. Prima dell'avvento della società industriale, le grandi tempeste causavano l'alluvione dei fiumi e le inondazioni coprivano il terreno adiacente ai fiumi. L'organizzazione di Mountjoy sta monitorando oltre 200 aziende agricole i cui proprietari hanno concordato di consentire le inondazioni negli anni piovosi su una frazione della loro terra in cambio di acqua consegnata a costo zero o ridotto. L'acqua per le fattorie viene abitualmente fornita dalle dighe e distribuita attraverso grandi acquedotti a canali più piccoli che si collegano alle singole fattorie; la capacità di questi canali è il principale fattore vincolante nella ricarica in azienda.

Secondo Mountjoy, l'acqua raccolta in questo modo costa da 3 a 8 centesimi di euro a metro cubo, un trentesimo del costo stimato dell'acqua del fiume San Joaquin. Se la composizione del suolo avversa impedisce la ricarica della falda da inondazioni, l'uso di "pozzi di ricarica", progettati per pompare o scaricare l'acqua nelle falde acquifere si è diffuso.

È la pratica nota come "aquifer storage and recovery" (stoccaggio e recupero delle falde acquifere) o ASR. Si stima che siano stati installati almeno 140 campi di ricarica in circa 25 stati USA, e la tecnica viene utilizzata in circa 15 altri paesi, tra cui Australia, Bangladesh, Canada, Inghilterra, Israele e Nuova Zelanda.

Invertendo il suo approccio tradizionale alle acque piovane, la città di Los Angeles è ora all'avanguardia nella cattura delle acque piovane. Per gran parte del ventesimo secolo, le città della California meridionale cercavano di prevenire le inondazioni trasformando i fiumi in corsi d'acqua che facevano velocemente fluire nell'Oceano Pacifico. Nel frattempo, hanno speso somme ingenti per importare acqua potabile da altre parti della California. Segnando la fine definitiva di tale approccio, il sindaco di Los Angeles, Eric Garcetti, ha emanato una direttiva nel 2014 per tagliare gli acquisti di acqua importata a metà entro un decennio.

Ora la città sta ridisegnando strade, parchi e altre superfici per assorbire più acqua possibile in modo che penetri verso il basso nelle falde acquifere, riducendo le inondazioni, purificandosi e diventando disponibile per il riutilizzo.

Anche il rilevamento delle perdite può svolgere un ruolo significativo nell'aumentare l'approvvigionamento idrico, in particolare nelle città degli Stati Uniti orientali i cui tubi invecchiati possono perdere fino al 30% dell'acqua che li attraversa. Una legge della California del 2004 richiede alle aziende idriche urbane dello stato di installare contatori intelligenti per tutti gli utenti entro il 2025. A partire dal 2016, circa il 35% delle aziende idriche statunitensi aveva già installato sistemi di misurazione automatici, secondo uno studio di West Monroe Partners, una società di consulenza.

In molti luoghi, i maggiori ostacoli che i nuovi approcci affrontano sono normativi (vedi California: l'acqua potabile riciclata si avvicina), non tecnologici. Ad esempio, solo uno stato, il Texas, ora consente la distribuzione delle acque reflue trattate direttamente nei sistemi di acqua potabile. Di conseguenza, due città del Texas, Wichita Falls e Big Spring, gestiscono l'unico sistema di "riutilizzo diretto" nel paese. Undici stati consentono il "riutilizzo indiretto" il processo utilizzato dal distretto idrico della contea di Orange, in cui le acque reflue trattate sono immagazzinate nelle falde acquifere prima di essere distribuite come acqua potabile.

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