Scienziati pensano di invertire l’erosione delle spiagge con deboli correnti elettriche

In molte regioni del mondo esiste in problema di erosione delle coste, la cui soluzione non è facile e comunque richiede interventi costosi ed estremamente invasivi.

L’erosione è diventata una minaccia costante, che erode le spiagge, danneggia le infrastrutture e costa miliardi di dollari ogni anno. Secondo alcuni studi, infatti, quasi il 26% delle spiagge del mondo potrebbe scomparire entro la fine del secolo e la loro sabbia essere spostata altrove

I ricercatori della Northwestern University hanno sviluppato una nuova soluzione sostenibile per affrontare questo problema.  L’autore principale, Alessandro Rotta Loria, ha dichiarato a Interesting Engineering (IE) che la “mancanza di approcci sostenibili ed efficienti per mitigare l’erosione costiera” ha stimolato questo studio. I risultati di questa ricerca sono stati pubblicati su Nature Communications.

Ispirandosi ai processi naturali utilizzati da vongole e cozze per costruire i loro gusci, hanno sviluppato un metodo per rafforzare le coste marine consolidandole. Questo metodo applica una leggera corrente elettrica ai terreni marini.

I ricercatori sono ottimisti sul fatto che questo approccio potrebbe fornire una soluzione duratura, economica ed ecologica per rinforzare le coste globali.

Campioni di sabbia impregnata di acqua di mare nel laboratorio di Rotta Loria. I pali verticali d’argento sono elettrodi. (Northwestern University)

Come funziona

Le vongole e le cozze utilizzano i minerali disciolti nell’acqua di mare per formare le loro robuste conchiglie. Allo stesso modo, i ricercatori hanno utilizzato i minerali disciolti in natura per formare un cemento naturale tra i grani di sabbia imbevuti di acqua di mare.

A tal fine, hanno utilizzato l’energia elettrica per avviare il processo chimico di consolidamento delle sabbie.

L’acqua di mare è naturalmente ricca di una varietà di ioni e minerali disciolti. Quindi una corrente elettrica moderata (da 2 a 3 volt) può provocare reazioni chimiche nell’acqua di mare. L’elettricità ha la capacità di trasformare alcuni dei suoi ingredienti in carbonato di calcio solido, lo stesso materiale utilizzato per la produzione delle conchiglie dei molluschi.

Con una tensione maggiore, pari a 4 volt, questi componenti possono essere trasformati in idrossido di magnesio e idromagnesite, un minerale comune che si trova in varie rocce piuttosto resistennti..

In presenza di sabbia, questi minerali si uniscono e tengono insieme le particelle di sabbia.

“Applicando una leggera stimolazione elettrica ai terreni marini, abbiamo dimostrato sistematicamente e meccanicamente che è possibile cementarli trasformando i minerali naturalmente disciolti nell’acqua di mare in leganti minerali solidi – un cemento naturale“, ha dichiarato Loria nel comunicato stampa, il tutto senza utilizzare direttamente nessun prodotto chimico.

Campioni di sabbia percorsi dall’energia elettrica negli studi della Northwest university

Ciò significa che la sabbia si è trasformata da particelle granulose e sciolte in un solido roccioso e inamovibile. Insieme, potrebbero formare un forte “muro marino”, salvaguardando le coste e le proprietà per decenni.

Il team ha dimostrato che questo processo si è rivelato efficace con vari tipi di sabbia, dalle comuni sabbie silicee e calcaree alle sabbie di ferro.

Campione di sabbia rinforzata, trattata con elettricità leggera, dal laboratorio di Rotta Loria.

Il metodo della Northwestern University protegge la vita marina

Loria ha dichiarato che non vi è alcun rischio di danni alla vita marina, poiché le tensioni utilizzate nel processo sono troppo basse per essere percepite.

“Modulando le correnti elettriche applicate, è possibile ottenere un impatto minimo sull’ambiente. In particolare, gli approcci che sfruttano lo stesso processo di mineralizzazione sono stati utilizzati per decenni per far crescere barriere coralline artificiali in varie regioni marine del mondo e le prove dimostrano che l’uso di lievi stimolazioni elettriche nell’acqua di mare non influisce sulla vita marina”, ha affermato Loriss

Sabbia consolidata e rinforzata dopo il passaggio dell’energia elettrica

È interessante notare che questo metodo è anche reversibile. Questo approccio innovativo offre un’alternativa più sostenibile ed economica ai metodi tradizionali, come la costruzione di muri marini o l’iniezione di cemento nel terreno.

Loria ha aggiunto: “Stiamo lavorando per sviluppare una serie di tecnologie che consentiranno implementazioni su larga scala. Per esempio, l’uso di geotessili elettricamente conduttivi che potrebbero essere distribuiti su masse di terreno marino instabili a scopo di stabilizzazione”.

“I prossimi passi di questa ricerca consistono nell’approfondire una serie di questioni scientifiche fondamentali e, allo stesso tempo, nell’avviare la scalabilità di questa tecnologia”.

I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Communications Earth and the Environment.