Simulation by CORMIX of the dispersion at sea of brine discharges from the CORSO desalination plant - Algeria

Il Mar Mediterraneo è un luogo in cui l'ingegno umano e i limiti naturali spesso si incontrano. Mentre le città costiere crescono e l'acqua dolce diventa più scarsa, molte nazioni si sono rivolte alla dissalazione, un processo che rimuove il sale dall'acqua di mare per creare acqua potabile. Sebbene questa tecnologia risolva una carenza critica, crea un sottoprodotto: la salamoia. Questa è l'acqua residua del processo, che è molto più salata e densa dell'acqua oceanica da cui proviene. Quando questo liquido pesante e salato viene riversato in mare, non si mescola semplicemente e scompare. Poiché è più pesante, affonda e si diffonde sul fondo, creando potenzialmente uno strato d'acqua troppo salato per le piante e gli animali che vivono lì. La sfida per gli ingegneri è progettare un modo per rilasciare questa salamoia in modo che si mescoli con l'oceano abbastanza velocemente da essere innocua prima di depositarsi.

Nella cittadina costiera di Corso, in Algeria, un grande impianto di dissalazione ha iniziato le operazioni nel 2023 per rifornire la regione di acqua dolce. Per garantire che questa struttura non danneggi la vita marina locale, un team di ricercatori ha utilizzato un programma informatico specializzato per simulare come la salamoia dell'impianto si sarebbe comportata nell'oceano. Non hanno solo tirato a indovinare; hanno costruito un modello digitale dell'ambiente sottomarino, inclusi i tubi di scarico dell'impianto, le correnti locali e il vento, per osservare come si sarebbe mossa la colonna di salamoia. L'obiettivo era vedere se l'attuale progettazione dei tubi sottomarini, noto come diffusore, stesse svolgendo il suo compito di disperdere la salamoia in modo sicuro.

I ricercatori si sono concentrati su tre diversi set di condizioni meteorologiche per vedere come il sistema avrebbe retto. Hanno testato uno scenario con venti e correnti forti, uno con condizioni moderate e uno con acqua molto calma e ferma. Nello scenario migliore, in cui il vento e l'acqua si muovevano rapidamente, la colonna di salamoia si è allontanata dalla costa e non ha toccato i tubi che portano l'acqua di mare per il trattamento. Tuttavia, anche in questa situazione favorevole, la simulazione ha mostrato che la salamoia non si mescolava abbastanza da sola. L'acqua doveva essere diluita quindici volte per essere sicura per l'ambiente, ma i tubi attuali riuscivano a diluirla solo di circa nove volte prima che la colonna si spostasse abbastanza da raggiungere un livello sicuro. Ciò significava che l'oceano stesso doveva fare la maggior parte del lavoro per pulire lo scarico, piuttosto che i tubi farlo immediatamente al momento del rilascio.

La situazione è diventata più preoccupante quando i ricercatori hanno simulato condizioni più calme. Nello scenario intermedio, con venti e correnti più deboli, la colonna salata ha iniziato a derivare verso la costa. Ha iniziato a interagire con i tubi di aspirazione che alimentano l'impianto, rischiando di richiamare il sale in eccesso nel sistema destinato a produrre acqua dolce. Nello scenario peggiore, dove l'acqua era quasi ferma, la colonna si muoveva molto lentamente e tornava addirittura verso la linea costiera, creando un rischio significativo di rientrare nel sistema di aspirazione. In queste condizioni di calma, la salamoia rimaneva concentrata per una lunga distanza e i tubi dell'impianto non sono riusciti a fornire la miscelazione necessaria per proteggere l'ecosistema locale.

Lo studio conclude che l'attuale progettazione del sistema di scarico dell'impianto di Corso non sta performando abbastanza bene da garantire la sicurezza in tutte le condizioni. I ricercatori hanno scoperto che i tubi semplicemente non spingono la salamoia fuori con abbastanza forza da mescolarla rapidamente. Per risolvere il problema, raccomandano di aumentare la velocità con cui la salamoia viene espulsa dai tubi, il che le darebbe più energia per mescolarsi con l'acqua circostante. Suggeriscono anche di spostare il punto di scarico più lontano dal punto di aspirazione dell'acqua per evitare che la colonna salata torni indietro. Come ulteriore passo, il team propone di aggiungere un sistema per mescolare l'acqua di mare fresca con la salamoia prima ancora che venga rilasciata, assicurando che sia meno densa e più facile da disperdere. Queste scoperte evidenziano che costruire un impianto di dissalazione è solo il primo passo; garantire che i suoi scarti siano gestiti in modo sicuro richiede un'ingegneria attenta che sappia adattarsi ai mutevoli umori del mare.