Riciclo delle acque grigie e integrazione fotovoltaica solare per una gestione sostenibile di acqua ed energia nelle aree urbane dell’Egitto

Trasformare i rifiuti quotidiani in una risorsa nascosta

In molte città, l’acqua potabile e l’elettricità affidabile sono sempre più sotto pressione, soprattutto in paesi caldi e aridi come l’Egitto. Questo studio esplora come un grande complesso residenziale nella Nuova Il Cairo potrebbe trasformare due sottoprodotti di uso quotidiano — l’acqua domestica usata e l’abbondante irradiazione solare — in fonti costanti di acqua per WC e giardini e in energia per le abitazioni. Riutilizzando l’acqua leggermente usata di lavabi e docce e catturando la luce solare sui tetti, il progetto mostra una via pratica verso quartieri più autosufficienti che sprecano meno e pagano meno per servizi essenziali.

Perché l’acqua usata ha ancora valore

La maggior parte delle abitazioni convoglia tutta l’acqua usata nello scarico, mescolando i flussi relativamente puliti di docce, lavabi e lavatrici (note come acque grigie) con le acque di scarico dei WC (acque nere). Le acque grigie sono molto meno inquinate delle acque reflue e, con un trattamento adeguato, possono essere riutilizzate in sicurezza per usi che non richiedono acqua potabile. In Egitto, dove fattorie, industrie e centrali rilasciano già grandi quantità di acque reflue non trattate nel Nilo, sfruttare le acque grigie offre un modo per ridurre la pressione sulle limitate risorse di acqua dolce del Paese. Lo studio si concentra su un complesso residenziale di lusso con circa 45.000 residenti, valutando quanta acqua grigia può raccogliere, trattare e riutilizzare — e cosa significa in termini di risparmio idrico.

Come funzionerebbe il sistema di riciclo

Si prevede che gli abitanti del complesso utilizzino circa 250 litri di acqua del rubinetto a persona al giorno, generando circa 9.000 metri cubi di acque reflue al giorno. Basandosi su valori standard di progetto, circa 6.300 metri cubi di questi sono acque grigie che possono essere intercettate prima di mescolarsi con i flussi dei WC. Il sistema proposto convoglia questo flusso in una linea di trattamento dedicata che utilizza fasi consolidate: aggiunta di prodotti chimici per aggregare le particelle fini, passaggio dell’acqua attraverso un letto filtrante stratificato per rimuovere i solidi residui e successiva disinfezione con cloro. Con una piccola quantità d’acqua riservata per il lavaggio periodico dei filtri, l’impianto è progettato per recuperare circa il 95 percento delle acque grigie in ingresso nel corso di un anno intero.

Da sporca a nuovamente utile

Una volta trattata, l’acqua recuperata viene immagazzinata in serbatoi e pompata nuovamente negli edifici per lo scarico dei WC e, potenzialmente, per irrigare parchi e aree verdi. Lo studio mostra che il sistema produrrebbe circa 2,18 milioni di metri cubi di acqua pulita all’anno, più del doppio dei 985.500 metri cubi necessari annualmente per lo scarico di tutti i WC del complesso. In altre parole, è l’uso dei WC — non la capacità di trattamento — a limitare quanto dell’acqua di rubinetto può essere sostituita. Qualsiasi volume in eccesso potrebbe essere destinato all’irrigazione di prati e alberi, riducendo ulteriormente la domanda sulla rete cittadina di acqua potabile. Progettato per essere monitorato routinariamente per chiarezza, chimica di base e carica microbica, il sistema mira a mantenere l’acqua riutilizzata entro limiti di sicurezza accettati dalle normative sanitarie.

Energia dai tetti

La seconda metà del concetto riguarda l’elettricità. I cieli limpidi e le lunghe ore di sole dell’Egitto lo rendono un contesto ideale per l’energia solare. Lo studio dimensiona gli impianti fotovoltaici sui tetti per ciascuno dei 365 edifici del complesso e li connette in una microrete connessa alla rete nazionale. Si prevede che questi pannelli forniscano circa il 29–30 percento del fabbisogno elettrico di ciascun edificio, mentre il resto proviene dalla rete nazionale. Sebbene l’investimento iniziale sia elevato — circa 666 milioni di sterline egiziane — i pannelli riducono la bolletta elettrica annua di oltre cinque milioni di sterline. Alle attuali ipotesi di prezzo, il costo aggiuntivo si ammortizza in circa dieci anni, e un semplice test di sensibilità suggerisce che le prestazioni rimangono interessanti anche se la radiazione solare o la resa del sistema fossero leggermente inferiori alle attese.

Cosa costa e cosa risparmia

La costruzione del sistema per le acque grigie, comprensiva delle tubazioni interne, delle reti esterne e dell’impianto di trattamento, è stimata in 3,37 milioni di dollari USA. I costi operativi quotidiani — che coprono energia, prodotti chimici, controlli di routine e piccole riparazioni — ammontano a circa sei centesimi per metro cubo di acqua trattata. Ripartiti su una vita utile di 20 anni, ciò si traduce in un costo “livellato” di circa 0,13 dollari per metro cubo di acqua trattata e circa 0,31 dollari per metro cubo di acqua di rubinetto effettivamente sostituita nei WC. Poiché il sistema produce più acqua trattata di quanta i WC possano usare, l’aggiunta di altri usi non potabili migliorerebbe ulteriormente l’economia del progetto, permettendo a ogni unità di investimento di coprire una maggiore quantità di acqua potabile risparmiata.

Un modello per città assetate

Detto semplicemente, lo studio dimostra che un grande complesso residenziale nella Nuova Il Cairo potrebbe riutilizzare in sicurezza la maggior parte della propria acqua domestica leggermente usata e coprire quasi un terzo del fabbisogno energetico con pannelli solari sui tetti — il tutto utilizzando tecnologie disponibili sul mercato e regole di progetto chiare. Il solo sistema di acque grigie potrebbe sostituire quasi un decimo della domanda totale di acqua di rubinetto della comunità, mentre gli impianti fotovoltaici ridurrebbero bollette energetiche ed emissioni di carbonio per decenni. Insieme, queste misure offrono un piano concreto per come le città in rapida crescita e sotto stress idrico possano usare ciò che già hanno — acque reflue e luce solare — per costruire quartieri più sicuri e sostenibili.

Citazione: Abdo, A., Othman, A.M. & Ahmed, D. Greywater recycling and solar photovoltaic integration for sustainable water and energy management in urban Egypt. Sci Rep 16, 14389 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-49932-y

Parole chiave: riutilizzo delle acque grigie, energia solare, sostenibilità urbana, conservazione dell'acqua, Egitto