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L’acqua che bevono Samantha Cristoforetti e il resto dell’equipaggio della Stazione Spaziale Internazionale è anche italiana: nasce e parte da Torino, e viene trasportata sulla ISS con il modulo automatico ATV. L’Agenzia spaziale russa ha scelto acqua di falda, estratta dalla Societa` Metropolitana Acque Torino (SMAT) presso la Centrale “Regina Margherita” come la più indicata per i cosmonauti, soprattutto per il suo contenuto di sali. E la vuole addizionata di fluoro, per la salute dei denti. Al contrario, gli astronauti statunitensi preferiscono un’acqua decisamente più “light”, proveniente dalle sorgenti montane del Pian della Mussa, e quindi meno mineralizzata. Non solo gusti e obiettivi nutrizionali diversi, ma anche metodi diversi di disinfezione a garanzia del controllo microbiologico: argento colloidale per i russi, iodio per gli americani. E di conseguenza diverse precauzioni per la produzione, l’immagazzinamento e la certificazione di qualità, sicurezza e stabilità nel tempo.

Ilaria Locantore, chimico progettista presso l’Area Tecnologica “Recyclab” di Thales Alenia Space Italia, proprio a Torino, racconta: “Con 4 missioni di ATV abbiamo portato sulla stazione quasi 2 tonnellate di acqua russa! Abbiamo studiato a lungo, raccolto dati per mesi, e alla fine abbiamo definito un processo affidabile e condiviso dai nostri clienti, per il mantenimento della qualita` dell’acqua durante tutto il ciclo vita: pre-trattamento dei serbatoi utilizzati per raccogliere e trasferire l’acqua a terra, caricamento e controllo periodico della qualità dell’acqua, dalla produzione al lancio”.

Prodotta a Torino e lanciata da Kourou, in Guyana Francese, l’acqua potabile arriva agli astronauti per mantenere a bordo le necessarie scorte idriche, e per compensare la quota che non si riesce a rigenerare a bordo.  Sulla ISS infatti, l’acqua si risparmia e si ricicla.  Il consumo pro-capite da parte degli astronauti e` di circa 2 litri per bere e reidratare il cibo disidratato, e di mezzo litro per lavarsi con semplici panni umidi. Niente sprechi quindi: il risultato e` un consumo di acqua davvero minimo, se confrontato con i 200 litri circa al giorno del cittadino medio italiano!  Ma l’astronauta non si limita ad un uso moderato e razionale di questa preziosa risorsa: tramite processi chimico-fisici di rigenerazione e purificazione presenti a bordo, il ciclo dell’acqua può essere chiuso quasi del tutto, recuperandone il 95% circa, a partire dall’urina e dall’umidità dell’aria di cabina condensata nei sistemi di condizionamento.

Quali sono le criticità attese per progettare i futuri viaggi verso Marte o altre destinazioni non facilmente rifornibili da Terra? Ilaria ci dice: “Grazie all’esperienza maturata, ora sappiamo quali sono gli aspetti critici riguardanti la rigenerazione, la conservazione e disinfezione a lungo termine, e come affrontarli. Sappiamo quanto è necessario sfruttare le risorse disponibili, per risparmiare massa, volume ed energia. Attraverso le nostre ricerche puntiamo a nuovi serbatoi flessibili, riutilizzabili e multi-funzionali: per esempio l’acqua e` un buon materiale per schermare dalle radiazioni cosmiche, quindi perche` non utilizzare “cuscini” d’acqua per proteggere gli astronauti?  La disinfezione fara` minore ricorso a prodotti chimici, impiegando ad esempio la luce UV prodotta da LED a basso consumo, e materiali con rivestimenti antimicrobici a base di argento”.

Un giorno anche il ciclo biologico della coltivazione delle piante potrà venirci in aiuto.  Per l’esplorazione planetaria la distanza ostacolerà il rifornimento da Terra, e gli astronauti dovranno essere in grado di produrre da sé almeno una parte del cibo. Proprio come nella biosfera terrestre, le piante, oltre a generare ossigeno e rimuovere anidride carbonica, ci aiuteranno a depurare l’acqua. Assumendo dalle radici i reflui usati per l’irrigazione, tratterranno le sostanze nutritive e ci restituiranno acqua più pura attraverso la traspirazione fogliare. Insieme a quella recuperata dagli altri processi, l’acqua verrà raccolta in serbatoi, disinfettata e resa disponibile al bisogno. Impariamo a farlo nei nostri laboratori e a sperimentarlo sulla ISS oggi, per garantirlo durante le missioni di lunga durata domani.  E se sfruttiamo il ciclo biologico, come nei cosiddetti sistemi bio-rigenerativi descritti in queste pagine di Avamposto 42, potremo avvicinarci alla “chiusura” dei cicli che caratterizzano le risorse vitali.

L’acqua è essenziale per la vita, la cerchiamo sugli altri pianeti, sulle Lune e le comete per comprenderne l’origine e il viaggio nel cosmo. Si nasconde nei crateri da impatto, in un mantello ghiacciato. Forse un giorno nei viaggi planetari saremo anche in grado di estrarla, utilizzarla, preservarla e riciclarla… sempre senza alcuno spreco.

Cesare Lobascio  (Thales Alenia Space – Italia)

Per saperne di più:

The ESA Automated Transfer Vehicle ATV Integrated Cargo Carrier https://www.esa.int/Our_Activities/Human_Spaceflight/ATV/ATV_Integrated_Cargo_Carrier

Thales Alenia Space for ATV https://www.thalesgroup.com/en/worldwide/space/case-study/atv-5-bows-out

Recyclab https://www.lastampa.it/2013/03/22/scienza/il-laboratorio-torinese-che-studia-il-riciclo-spaziale-8DUm5fZQWTMIakuZXp2ecI/pagina.html

Proteine, carboidrati e la giusta quantità di grassi: allo schema del piatto unico manca solo un ultimo elemento indispensabile per la nostra salute, l’acqua.

Del resto l’acqua è una componente essenziale delle nostre stesse cellule e quindi della nostra vita.

Secondo la guida LARN 2012 (Livelli di Assunzione di Riferimento di Nutrienti ed energia per la popolazione italiana) redatta dalla Società Italiana di Nutrizione Umana (SINU), un’assunzione adeguata di acqua per il maschio adulto è di 2,5 litri e per la donna è di 2 litri al giorno considerando anche l’acqua che si assume attraverso gli alimenti, in primis la frutta e la verdura.

È anche grazie alla corretta assunzione di acqua che il nostro organismo può funzionare correttamente; non solo idrata ma per esempio può contrastare l’azione dannosa dei radicali liberi e prevenire l’invecchiamento cellulare.

L’acqua dimostra anche dei vantaggi “pratici” nel corso delle diete dimagranti. È, infatti, un’ottima alleata se si ha necessità di tenere sotto controllo la fame: placa l’appetito e, soprattutto durante il pasto, bere 3-4 bicchieri di acqua, permette di sentirsi sazi più facilmente; infine, con l’acqua, si può nutrire l’organismo con minerali, come il calcio, che il corpo ci richiede attraverso il senso di fame.

Mangiare sano è semplice come bere un bicchiere d’acqua! Dr. Filippo Ongaro Per saperne di più’: www.filippo-ongaro.it  

Che cosa hanno in comune l’Antartide, la Stazione Spaziale Internazionale (ISS) e la cittadina di Sidi Taïbi, vicino a Kenitra, a circa 30 km da Rabat, la capitale del Marocco? Ecco un piccolo suggerimento che proviene direttamente dalle nostre cucine: lo scolapasta. O il colino, se preferite. Riuscite a immaginarne uno con fori di un decimillesimo di millimetro? Si tratta di un filtro per il riciclo dell’acqua messo a punto dall’ESA per gli astronauti, ma che dal 2005 è utilizzato sulla base italo-francese Concordia, in Antartide e che, in queste settimane, è approdato in Marocco. Con i suoi minuscoli forellini, il filtro è in grado rimuovere i nitrati e rendere l’acqua potabile: ovunque questo processo sia necessario. Grazie a un progetto dell’università di Kenitra sostenuto dall’UNESCO, a Sidi Taïbi è stato realizzato un intero impianto di depurazione alimentato a energia eolica e solare, che rifornisce di acqua da bere una scuola di 1200 studenti. Se tutto funziona, le industrie e l’Università sono pronte a estendere il progetto all’intera cittadina. Tutto nasce nello spazio, perché a bordo della ISS, il riciclo dell’acqua è vitale. Anche se, grazie a una serie di scelte tecniche, il fabbisogno di acqua di un astronauta è appena il 10% di quello di un terrestre medio, le scorte di acqua fresca in arrivo da Terra sono insufficienti e dispendiose. Quindi si ricrea artificialmente il buon vecchio “ciclo dell’acqua” che si studia alle scuole primarie. Nel caso della ISS e della base Concordia, per esempio, urina, sudore e acqua degli scarichi vengono raccolti e, attraverso un ciclo di depurazioni, trasformati in acqua potabile. Arricciate il naso? È solo questione di abituarsi all’idea: l’acqua che si ottiene è molto più pura di qualsiasi acqua minerale!

Stefano Sandrelli

  Per ulteriori informazioni: https://science1.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2000/ast02nov_1/ https://eandt.theiet.org/news/2014/may/water-recycling-esa.cfm https://www.esa.int/Our_Activities/Human_Spaceflight/Research/Space_brings_fresh_water_to_Morocco https://blogs.esa.int/concordia/2013/03/15/recycling-water-in-concordia/

Che tipo di acqua bevete? Preferite un’acqua imbottigliata, magari leggermente frizzante, o siete fra coloro che si affidano all’acqua del proprio Comune? Provate a chiederlo a un astronauta a bordo della Stazione Spaziale Internazionale e la domanda acquisterà un sapore tutto particolare. Vi risponderà che, in orbita, si beve soprattutto acqua a km 0, perché’ si tratta appunto di quella che si ottiene attraverso il sistema di riciclo della ISS. Ma che, quando arriva il veicolo automatico di trasferimento ATV dell’ESA (che si occupa dei rifornimenti alla Stazione), gli astronauti sono ben contenti di bere un sorso di acqua che proviene da 400 km di distanza. E che è acqua “del Sindaco”. Da quando l’ATV dell’ESA è in servizio, infatti, a ogni volo la ISS viene rifornita di regolarmente anche di acqua potabile. Quest’ultima, in taniche da circa 400 litri costruite appositamente dalla Thales Alenia Space, è fornita dalla SMAT, la Società Metropolitana Acque Torino S.p.A. È un po’ come se l’ATV funzionasse da prolunga del sistema idrico piemontese. Un particolare: l’acqua fornita ai cosmonauti russi è leggermente diversa, più mineralizzata di quella fornita agli astronauti occidentali, che invece preferiscono un’acqua dal residuo fisso più basso. Si usano quindi due sorgenti diverse: rispettivamente, l’acqua del Pian della Mussa della centrale di Venaria e quella della Centrale di Grugliasco. Ma non è finita qui. Anche la preparazione deve essere fatta con metodi leggermente diversi: gli astronauti americani bevono acqua disinfettata con iodio, mentre altri preferiscono un trattamento con argento e fluoro. Modulo che vai, acqua che trovi. L’ATV è costruito per l’ESA da un consorzio di industrie europee capeggiate da Airbus defence & space. Fra le industrie italiane o a partecipazione italiana ricordiamo la Thales Alenia Space Italia e Selex-ES.

Stefano Sandrelli