Sistema di recupero dell'acqua a più stadi per aree costiere e insulari.

Per fornire acqua potabile alle persone che vivono nelle zone costiere e insulari, il gruppo EcoTec9 (Le Quy Don High School for the Gifted) sta studiando un sistema di recupero dell'acqua a più stadi che combina energia eolica e solare.

Tre membri del team Ecotec9 ricevono un premio alla competizione. Foto: HV

Questa ricerca ha vinto il primo premio sia al concorso cittadino di scienza e tecnologia per studenti delle scuole superiori nell'anno scolastico 2025-2026, organizzato dal Ministero dell'Istruzione e della Formazione, sia al concorso nazionale U-Invent 8 2026 per studenti delle scuole superiori, organizzato dall'Istituto di ricerca e formazione Vietnam-UK (Università di Da Nang) in collaborazione con l'Unione Giovanile Cittadina e l'Associazione Studentesca Cittadina.

Phan Hoang Long, studente della classe 12A2 e leader del gruppo EcoTec9, ha affermato che, partendo dalla realtà della scarsità di acqua potabile nelle zone costiere e insulari e riconoscendo il grande potenziale di queste aree per le energie rinnovabili come l'energia eolica e solare, il gruppo ha ideato un sistema di recupero dell'acqua a più stadi che combina energia solare ed eolica. Per completare la ricerca e lo sviluppo del sistema, il gruppo ha lavorato per un anno, suddividendolo nelle seguenti fasi: ricerca teorica, progettazione e realizzazione del modello, sperimentazione e valutazione dell'efficacia.

Secondo Long, il sistema di recupero dell'acqua a più stadi funziona utilizzando una combinazione di due fonti di energia rinnovabile. Nello specifico, l'energia eolica fa ruotare le eliche che, tramite un meccanismo di trasmissione, azionano i pistoni per pompare l'acqua verso gli strati di membrana fototermica. Qui, l'energia solare viene assorbita e convertita in calore, provocando l'evaporazione dell'acqua. Il vapore acqueo si condensa quindi sulla cupola, scorrendo verso un sistema di filtrazione a più stadi (carbone attivo, MOF, sabbia, cotone PP) per rimuovere le impurità e raccogliere l'acqua pulita.

Basato su questo principio, il sistema presenta tre vantaggi eccezionali. In primo luogo, non utilizza elettricità, il che lo rende adatto alle zone costiere e insulari. In secondo luogo, la struttura multistrato aumenta la superficie di evaporazione, migliorando l'efficienza di recupero dell'acqua rispetto ai sistemi monostrato. In terzo luogo, l'integrazione di pompe idrauliche a energia eolica garantisce un approvvigionamento idrico stabile a tutti gli strati. Inoltre, il sistema di filtrazione post-condensazione assicura che la qualità dell'acqua soddisfi gli standard nazionali.

“Il sistema ha una durata di circa 10 anni. In termini di costi, poiché utilizza materiali relativamente comuni come plastica, sabbia, carbone attivo, polimeri, ecc., il costo si aggira intorno ai 2,6 milioni di VND per un modello di sistema di recupero dell'acqua a più stadi. I costi operativi sono pressoché nulli perché utilizza esclusivamente energia naturale”, ha affermato Long.

Vo Ngoc Tan Phat, studente della classe 12A2 e membro del gruppo Ecotec9, ha affermato che, per testare l'efficacia del sistema, il gruppo ha condotto esperimenti su un modello in condizioni ambientali costiere simulate, con diverse velocità del vento, intensità luminose e angoli di illuminazione, al fine di valutarne appieno le prestazioni. I risultati hanno mostrato che la capacità di pompaggio dell'acqua del sistema è rimasta stabile a partire da una velocità del vento di circa 3 m/s, con una portata di circa 15 litri d'acqua all'ora, aumentando gradualmente fino a circa 25 litri d'acqua all'ora quando la velocità del vento ha raggiunto i 7 m/s. Ciò dimostra che il sistema può funzionare efficacemente nelle comuni condizioni di vento delle zone costiere e insulari.

In termini di efficienza di recupero dell'acqua, il sistema multistadio offre risultati superiori rispetto al sistema monostadio. Nello specifico, a parità di condizioni, il sistema multistadio recupera circa 1,2 litri d'acqua all'ora, circa 1,33 volte di più rispetto al sistema monostadio.

Inoltre, il sistema mantiene buone prestazioni a diverse angolazioni di illuminazione (30°, 60°, 90°), dimostrando una flessibile adattabilità alle condizioni naturali. Allo stesso tempo, i processi di evaporazione e condensazione sono stabili e continui, con la formazione di goccioline d'acqua chiaramente visibili sulla cupola dopo circa 20-60 minuti. Per quanto riguarda la qualità dell'acqua trattata, i risultati delle analisi per parametri quali pH, TDS, ammoniaca, torbidità e microrganismi soddisfano tutti gli standard tecnici nazionali per la qualità dell'acqua potabile emanati dal Ministero della Salute , QCVN 01-1:2024/BYT.

Secondo Pham Manh Quan, studente della classe 12A2 e membro del gruppo Ecotec9, durante la loro ricerca, il gruppo ha riscontrato delle difficoltà nei sistemi tradizionali di approvvigionamento idrico. L'acqua viene aspirata per capillarità o osmosi, un processo adatto a strutture monostrato o orizzontali. Passando a un modello verticale multistrato, risulta difficile fornire acqua in modo sufficiente e uniforme agli strati superiori, con conseguenti carenze idriche e una riduzione dell'evaporazione e dell'efficienza di recupero dell'acqua. Pertanto, il gruppo ha proposto una soluzione che integra un sistema di pompaggio dell'acqua che sfrutta l'energia eolica. Attraverso un meccanismo di eliche, riduttori, pistoni ed energia eolica, l'acqua viene convertita in energia meccanica per pomparla dal serbatoio agli strati superiori. Contemporaneamente, il sistema di tubazioni è progettato con fori di distribuzione per garantire una distribuzione uniforme dell'acqua tra i vari strati.

“In futuro, il team punta a sviluppare prodotti che integrino diverse tecnologie e migliorino l'autosufficienza energetica, ottimizzando efficienza e prestazioni in diverse condizioni. Allo stesso tempo, amplieremo la portata e perfezioneremo il sistema, dalle abitazioni alle comunità costiere, combinando la standardizzazione del design con la commercializzazione del prodotto, in linea con lo sviluppo sostenibile e la tutela dell'ambiente”, ha dichiarato Quân.

Il signor Nguyen Ngoc Tien (insegnante di matematica presso la scuola superiore per studenti dotati Le Quy Don, mentore del gruppo Ecotec9) ha affermato: "Attraverso la ricerca, gli studenti hanno imparato ad applicare efficacemente le conoscenze acquisite e a trarre conclusioni dagli esperimenti per ottimizzare il progetto; allo stesso tempo, hanno imparato ad applicare l'intelligenza artificiale per migliorare l'efficienza del progetto".

Credo che il progetto rappresenti una soluzione economicamente vantaggiosa rispetto all'utilizzo di acqua trattata con osmosi inversa (acqua che soddisfa gli standard di purezza dell'acqua). Durante il processo di ricerca, gli studenti hanno applicato efficacemente le conoscenze acquisite. Hanno inoltre utilizzato l'intelligenza artificiale per migliorare l'efficienza del prodotto. Spero che, una volta implementato, il progetto contribuirà a fornire alle comunità costiere e insulari una fonte stabile e sostenibile di acqua pulita.

Fonte: https://baodanang.vn/he-thong-thu-hoi-nuoc-da-tang-cho-vung-bien-va-hai-dao-3332000.html