La presenza dell’osmosi inversa nelle crociere evidenzia il fatto di come le navi da crociera stiano virando verso l’ecologia. La maggior parte dell’acqua potabile utilizzata sulle enormi navi da crociera proviene direttamente dal mare. Scopriamo come viene gestita e trasformata, da acqua salata ad acqua potabile di prima qualità.
Tremila passeggeri, millecinquecento uomini di equipaggio, venti bar e cinque ristoranti. Queste alcune delle caratteristiche medie di una moderna nave da crociera. Quanta acqua potabile ci vuole per dare da bere e per cucinare i pasti di oltre quattromila persone? L’acqua potabile destinata sia all’uso alimentare che sanitario viene immagazzinata in diversi serbatoi. Prima della partenza della nave dal porto, l’acqua è pompata direttamente dalle condutture del porto.
Come funziona un depuratore d’acqua a osmosi inversa
Per rendere l’acqua di mare adatta gli usi alimentari a bordo di una nave si può procedere alla dissalazione tramite un processo di osmosi inversa grazie ai depuratori d’acqua. L’osmosi inversa applicata agli impianti di depurazione prende avvio da uno dei processi naturali del corpo umano, cioè l’osmosi. L’osmosi consente a due liquidi che possiedono diversi solidi disciolti e che si ritrovano ad incontrarsi, di mescolarsi sino a quando la concentrazione dei rispettivi solidi non diviene uniforme. Quando i due liquidi sono divisi da una membrana semipermeabile il liquido contenente una minore quantità di solidi emigra verso quello a maggiore concentrazione tanto che, dopo un certo periodo di tempo, un lato della membrana conterrà una maggiore quantità d’acqua: la differenza di liquido presente all’interno dei due lati della membrana è definita comunemente pressione osmotica.
L’osmosi inversa è il processo che utilizza meccanicamente questo fenomeno di separazione dei sali dall’acqua, ma con funzione inversa. Infatti, attraverso l’utilizzo di una pompa ad alta pressione e di una membrana semipermeabile, consente il passaggio dell’acqua e trattiene i sali in essa disciolti, i batteri e le varie sostanze inquinanti eventualmente presenti. Questo procedimento si ottiene applicando alla soluzione concentrata una pressione superiore a quella osmotica che provoca un flusso inverso attraverso la membrana ottenendo così la separazione tra i sali disciolti e l’acqua. La membrana semipermeabile lascia passare l’acqua trattenendo gli ioni in essa contenuti.Tutta l’acqua nell’osmosi inversa attraversa la membrana tangenzialmente evitando in tal modo eventuali depositi salini sulla stessa che potrebbero causare ostruzioni e quindi perdita di flusso con il tempo.
In uscita dalla membrana si ottengono due flussi: il “concentrato”, contenente elevate salinità e sostanze inquinanti che, non passando dalla membrana, vengono respinte, ed il “permeato” che è il risultato del trattamento. Lamaggior parte delle membrane a osmosi inversa utilizzate nei depuratori d’acqua ad uso domestico consentono di ridurre la presenza di sostanze disciolte in acqua di circa il 97% consentendo a ciascun utilizzatore di avere acqua perfettamente depurata.
Ma c’è di più: l’osmosi inversa applicata ad un impianto di depurazione d’acqua può essere regolata, permettendo ad ogni singolo utilizzatore di ottenere la concentrazione di minerali che più si addice alle caratteristiche del singolo organismo.
I depuratori nelle navi: come avere sempre l’acqua potabile a portata di mano
L’acqua per navi da crociera destinata al consumo umano viene normalmente prodotta attraverso un depuratore a osmosi inversa per acqua salata,che può essere dotato di sistemi di remineralizzazioneprogettati per migliorare il gusto e ridurre l’aggressività dell’acqua prodotta. I depuratori che sfruttano il fenomeno dell’osmosi inversa sono molto utilizzati a bordo delle navi poiché hanno una maggiore affidabilità.
Ma l’acqua di mare può essere ingerita per dissetarsi?Sì, a patto che venga sottoposta a trattamento di depurazione. Come avviene ciò? È possibile grazie a un meccanismo che permette dapprima di addolcire l’acqua di mare e successivamente di depurarla attraverso un processo di osmosi inversa.L’acqua di mare raccolta viene innanzitutto canalizzata in una vasca di sterilizzazione. Quindi, attraverso pompe di rilancio, avviene una filtrazione a doppio livello e successivamente viene accumulata in una seconda vasca in cui è pronta per il processo di microfiltrazione e dissalazione. Questo procedimento, attraverso membrane osmotiche, consente di eliminare metalli pesanti e sale in eccesso.A questo punto l’acqua viene remineralizzata nel giusto equilibrio ed è pronta per la somministrazione.
Come avviene la filtrazione dell’acqua nelle navi da crociera: l’osmosi inversa a bordo
I dissalatori con tecnologia ad osmosi inversa sono universalmente impiegati nel settore nautico e navale per ottenere acqua dolce da quella di mare, e trovano ampia applicazione per uso civile e residenziale, industriale e agricolo, per purificare acque marine, salmastre o comunque acque grezze non direttamente fruibili per le loro caratteristiche.
Indipendentemente dalle dimensioni e dalla portata dell’impianto, un dissalatore ad osmosi inversa svolge la sua funzione attraverso tre stadi fondamentali:1) la pre-filtrazione e il pretrattamento chimico dell’acqua grezza; 2)la pressurizzazione; 3)il flusso attraverso la sezione ad osmosi inversa e la separazione dei sali. La pre-filtrazione in ingresso elimina tutte le particelle in sospensione nell’acqua e ne riduce la torbidità, mediante un passaggio attraverso dei filtri che le trattengono fisicamente.Sono generalmente utilizzati dei filtri (di plastica) e si può ricorrere ai filtri a quarzite quando si deve trattare un’acqua particolarmente torbida. Questo processo preventivo, con il quale si attua un primo miglioramento della qualità dell’acqua, ha anche l’importante funzione di evitare che le particelle sospese, affluendo direttamente all’unità ad osmosi inversa, ne pregiudichino velocemente l’efficienza e l’efficacia.Quando necessaria o opportuna, può essere aggiunta una sezione di pre-trattamento chimico per prevenire la formazione di incrostazioni nelle membrane dell’unità ad osmosi inversa grazie all’impiego di appropriati additivi chimici. Questo pre-trattamento può essere realizzato con soluzioni differenti in base al tipo di acqua da trattare, avendo come obiettivo principale quello di rendere l’acqua grezza idonea al passaggio sulle membrane osmotiche.
La pompa ad alta pressione imprime all’acqua la pressione corretta,necessaria per l’immissione nella sezione ad osmosi inversa.Questa pompa (o gruppo di pompe in impianti di medio-grandi dimensioni) ha caratteristiche e prestazioni che dipendono dal tipo di acqua da trattare (marina o salmastra) e dalla capacità di produzione richiesta. L’unità ad osmosi inversa separa i sali ancora presenti nell’acqua, generando una determinata percentuale di acqua dolce – il permeato – e scaricando il rimanente concentrato. Il rapporto tra permeato e concentrato fornisce una misura dell’efficienza dell’intero processo, che aumenta al crescere delle dimensioni dell’impianto. L’intero processo viene gestito da una centralina elettronica e da una strumentazione di comando e controllo manuale o automatica, in funzione della complessità della macchina o dell’impianto. Qualsiasi dissalatore ha bisogno di un sistema complementare di flussaggio (manuale o automatico), che serve per procedere a periodici “lavaggi” con acqua dolce, e garantire efficienza e durata nel tempo della macchina e dei suoi componenti.
La scelta di un dissalatore in configurazione standard o la progettazione e la produzione di un impianto specifico sono sempre subordinate alla capacità di cui si ha bisogno, alle caratteristiche dell’acqua grezza da trattare e alla qualità di acqua dolce che si vuole ottenere.
