Oasi nel deserto

L’acqua: elemento fondamentale che garantisce la vita sulla Terra. Senza di essa non esisterebbero le forme di vita che conosciamo, compreso l’essere umano. Nonostante ricopra il 71% della superficie terrestre, si tratta di una risorsa limitata e le previsioni indicano che entro il 12.025 EU (2025 d.C.) circa un quarto della popolazione mondiale vivrà in aree dove l’acqua scarseggia.

La situazione è particolarmente grave in alcune regioni del mondo, come l’Africa sub-sahariana, il Medio Oriente e l’Asia meridionale, dove la carenza di acqua potabile è già un problema critico e in cui la situazione potrebbe peggiorare a causa dei cambiamenti climatici.

Tuttavia, il mondo naturale è ricco di strategie mirate al recupero e alla gestione delle risorse, come ad esempio la sorprendente capacità di adattamento del coleottero delle nebbie, un piccolo coleottero che vive in uno degli habitat più aridi al mondo: il deserto del Namib, nella parte meridionale dell’Africa.

Il coleottero delle nebbie

Questi piccoli insetti di colore scuro, lunghi circa 2-3 centimetri, appartengono ai generi Onymacris e Stenocara. Non sono in grado di volare e si spostano camminando sulla superficie desertica nelle ore meno calde del giorno, cibandosi prevalentemente di carcasse di altri organismi invertebrati e detriti di origine vegetale.

Questo coleottero ha sviluppato, attraverso l’evoluzione, un sistema unico per catturare le minuscole particelle d’acqua presenti nella nebbia che attraversa la fascia di deserto più vicina all’Oceano Atlantico.

Coleottero delle nebbie, Onymacris unguicularis. © Fonte

Come cattura l’acqua?

La sua abilità è dovuta a una caratteristica della sua corazza, rivestita da piccole protuberanze idrofile e da una copertura cerosa idrofoba. Nello specifico, le parti del corpo dell’insetto che presentano queste protuberanze sono chiamate elitre, ossia il rivestimento di protezione che ricopre le ali e l’addome dell’insetto.

Questo insetto si arrampica fin sulla cima delle dune desertiche e, sollevando la parte posteriore del suo corpo, fa sì che i piccoli rigonfiamenti idrofili sul suo esoscheletro agiscano come calamite per le particelle di umidità presenti nella nebbia. Grazie a questo rivestimento, le gocce d’acqua si aggregano e scivolano verso la bocca del coleottero, dissetandolo nell’arido deserto.

Coltivare e allevare nel deserto

Alcuni gruppi di ricerca si sono ispirati al coleottero delle nebbie per trovare nuove soluzioni per la raccolta dell’acqua. Una di queste soluzioni è rappresentata dalle reti metalliche cattura-nebbia, un’innovativa tecnologia in grado di catturare l’umidità presente nell’aria.

Queste reti sono costituite da filamenti sottili e resistenti che catturano le gocce d’acqua presenti anche nelle brezze più leggere e le fanno scorrere fino a un serbatoio, dove l’acqua viene raccolta.

Prototipo di reti cattura-nebbia. © Fonte

Grazie a queste reti, è possibile ottenere acqua potabile in zone in cui l’approvvigionamento idrico è limitato, come ad esempio in zone aride o remote. Inoltre, grazie alla rapida evoluzione di questa tecnologia, è possibile catturare attraverso queste reti una quantità d’acqua sempre maggiore, fornendo alle popolazioni delle aree desertiche acqua a sufficienza per coltivare e per l’allevamento di bestiame.

Ciò migliorerebbe notevolmente la sicurezza alimentare di queste comunità e la loro capacità di sostentamento, con impatti significativi anche sulla loro qualità della vita e sulla loro capacità di svilupparsi economicamente e socialmente.

Edifici cattura-nebbia

Le superfici che imitano la corazza del coleottero delle nebbie stanno diventando sempre più utilizzate in vari settori, incluso quello dell’edilizia. Grazie a questa tecnologia, i materiali di rivestimento per tetti e pareti degli edifici possono essere progettati di modo da catturare l’acqua piovana e il vapore acqueo, utilizzandoli per soddisfare il fabbisogno giornaliero di acqua potabile degli edifici.

In futuro, questa tecnologia potrebbe essere ancora più diffusa, con edifici e case che saranno in grado di catturare l’acqua che poi berremo, rappresentando una vera e propria rivoluzione nella gestione dell’acqua e delle risorse idriche.

Modello futuristico di un edificio cattura-nebbia.

Per i più bisognosi

Ma le applicazioni di questa tecnologia non si limitano alla sole città: ad esempio, gli ospedali costruiti in aree isolate o rurali possono utilizzare questa tecnologia per garantire la disponibilità di acqua potabile per la produzione dei farmaci e la cura dei pazienti.

Inoltre, scienziatз e ingegnerз stanno studiando come applicare questa tecnologia ai tessuti utilizzati per la realizzazione delle tende posizionate all’interno dei campi per rifugiati e accampamenti di emergenza. Questa tecnologia potrebbe rivelarsi un vero salvavita per le persone che transitano in quelle aree, riducendo la dipendenza da fonti di acqua non sicure e migliorando la salute delle persone che si trovano in situazioni di emergenza.

Non solo, perché la capacità di catturare l’acqua dalla nebbia e dai venti potrebbe ridurre i costi e l’impatto ambientale associati alla distribuzione di acqua in bottiglia o al trasporto di grandi quantità di acqua potabile in aree isolate e difficilmente raggiungibili.

La bottiglia che si riempie da sola

Infine, il designer coreano Kitae Pak ha ideato la Dew Bank Bottle basandosi su questo principio di raccolta. La bottiglia è costituita da due parti: una sfera interna che funge da serbatoio e una cupola esterna che raccoglie l’umidità presente nell’aria attraverso una serie di piccole protuberanze.

La Dew Bank Bottle è progettata per essere lasciata all’esterno durante le fredde notti del deserto, in modo che l’umidità catturata dalla cupola esterna si condensi sulla superficie della sfera interna, che funge da superficie di raccolta. In questo modo, la bottiglia si riempie autonomamente di acqua, che può essere utilizzata come fonte di acqua potabile in aree dove l’acqua è scarsa o difficile da trovare.

Rendering 3D della Dew Bank Bottle realizzata dal designer Kitae Pak. © Fonte

Conclusioni

L’esempio del coleottero delle nebbie ci dimostra come la natura sia una fonte inesauribile di ispirazione nello sviluppo di tecnologie sostenibili, rispettose dell’ambiente e delle risorse che la natura ci mette a disposizione.

Se un insetto così piccolo può offrirci soluzioni così efficaci, possiamo solo immaginare quanto altro possiamo imparare dagli esseri viventi con i quali condividiamo questa splendida casa chiamata Terra.

Fonti

Naidu, S. G., & Hattingh, J. (1988). Water balance and osmoregulation in Physadesmia globosa, a diurnal tenebrionid beetle from the Namib desert. Journal of insect physiology34(10), 911-917.

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Seely, M. K. (1979). Irregular fog as a water source for desert dune beetles. Oecologia42(2), 213-227.

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Malik, F. T., Clement, R. M., Gethin, D. T., Krawszik, W., & Parker, A. R. (2014). Nature’s moisture harvesters: a comparative review. Bioinspiration & biomimetics9(3), 031002.

Ward, D., & Seely, M. K. (1996). Adaptation and constraint in the evolution of the physiology and behavior of the Namib Desert tenebrionid beetle genus Onymacris. Evolution50(3), 1231-1240.

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