Omar Yaghi ritiene che i cristalli con interstizi in grado di catturare l’umidità potrebbero portare la tecnologia di “Dune” nelle zone aride della Terra.
Omar Yaghi era un bambino tranquillo, diligente, che difficilmente litigava con i suoi nove fratelli. Quindi, quando fu abbastanza grande, i suoi genitori gli affidarono uno dei compiti più importanti della famiglia: andare a prendere l’acqua. Come la maggior parte delle case nel suo quartiere palestinese di Amman, in Giordania, quella degli Yaghi non aveva elettricità né acqua corrente. Almeno una volta ogni due settimane, la città apriva i rubinetti locali per alcune ore in modo che i residenti potessero riempire i loro serbatoi. Il giovane Omar aiutava a rifornire la famiglia. A distanza di decenni, dice di non ricordare di essere mai arrivato in ritardo. La paura di lasciare i suoi genitori, i suoi sette fratelli e le sue due sorelle assetati lo rendeva puntuale.
Yaghi si dimostrò così affidabile che suo padre gli affidò il compito di controllare quanto mangiavano e bevevano i bovini destinati alla macelleria di famiglia. I tagli di migliore qualità provenivano da animali ben nutriti e idratati, una sfida difficile da affrontare dato che erano allevati nel deserto arido.
Materiali appositamente progettati chiamati strutture metallo-organiche possono assorbire l’acqua dall’aria come una spugna e poi restituirla.
Ma all’età di 10 anni, Yaghi scoprì una professione diversa. Sperando di evitare la folla chiassosa durante la ricreazione, trovò le porte della biblioteca della sua scuola aperte e vi entrò di nascosto. Sfogliando un libro di chimica, vide un’immagine che non capiva: piccole sfere collegate da bastoncini in forme affascinanti. Molecole. Gli elementi costitutivi di tutto.
“Non sapevo cosa fossero, ma catturarono la mia attenzione”, racconta Yaghi. “Continuai a cercare di capire cosa potessero essere”.
È così che ha scoperto la chimica, o forse è stata la chimica a scoprire lui. Dopo essere arrivato negli Stati Uniti e aver frequentato un programma post-dottorato all’Università di Harvard, Yaghi ha dedicato la sua carriera alla ricerca di modi per creare forme completamente nuove e affascinanti per quei piccoli bastoncini e palline. Nell’ottobre 2025 è stato uno dei tre scienziati che hanno vinto il Premio Nobel per la chimica per aver identificato i framework metallo-organici, o MOF: ioni metallici legati a molecole organiche che formano strutture ripetitive. Oggi quel lavoro è alla base di un nuovo progetto che sembra fantascienza, o un miracolo: evocare l’acqua dal nulla.
Quando ha iniziato a lavorare con i MOF, Yaghi pensava che potessero essere in grado di assorbire l’anidride carbonica dannosa per il clima o forse di trattenere molecole di idrogeno, risolvendo il difficile problema dello stoccaggio di questo combustibile ecologico ma difficile da contenere. Ma poi, nel 2014, il team di ricercatori di Yaghi all’Università della California di Berkeley ha avuto un’illuminazione. I minuscoli pori dei MOF potevano essere progettati in modo tale che il materiale attirasse le molecole d’acqua dall’aria circostante per arle, come una spugna, e poi, con un po’ di calore, restituisse quell’acqua come se fosse stata strizzata. Un solo grammo di MOF che assorbe acqua ha una superficie interna di circa 7.000 metri quadrati.
Yaghi non è stato il primo a cercare di estrarre acqua potabile dall’atmosfera. Ma il suo metodo è in grado di farlo a livelli di umidità inferiori rispetto a quelli dei concorrenti, rivoluzionando potenzialmente un settore piccolo e nascente che potrebbe rivelarsi fondamentale per l’umanità nei decenni di siccità che ci attendono. Ora l’azienda da lui fondata, chiamata Atoco, sta correndo per dimostrare l’efficacia di una coppia di macchine che, secondo Yaghi, potrebbero produrre acqua pulita, fresca e potabile praticamente ovunque sulla Terra, senza nemmeno collegarsi a una fonte di energia.
Questo è l’obiettivo per cui Yaghi lavora da oltre un decennio, con la ferrea determinazione che ha imparato mentre svolgeva le faccende nella macelleria di suo padre.
“È stato in quel negozio che ho imparato a perfezionare le cose, ad avere un’etica del lavoro”, dice. “Ho imparato che un lavoro non è finito finché non è ben fatto. Non iniziare un lavoro se non sei in grado di portarlo a termine”.
La maggior parte della Terra è ricoperta d’acqua, ma solo il 3% è acqua dolce, senza sale, il tipo di acqua di cui hanno bisogno tutti gli esseri viventi terrestri. Oggi, gli impianti di desalinizzazione che eliminano il sale dall’acqua di mare forniscono la maggior parte dell’acqua potabile in nazioni desertiche tecnologicamente avanzate come Israele e gli Emirati Arabi Uniti, ma a un costo elevato. Gli impianti di desalinizzazione riscaldano l’acqua per distillare quella potabile o la filtrano con membrane che non lasciano passare il sale; entrambi i metodi richiedono molta energia e lasciano residui di salamoia concentrata. In genere le pompe di desalinizzazione rimandano la salamoia nell’oceano, con effetti ecologici devastanti.
Heiner Linke, presidente del Comitato Nobel per la Chimica, utilizza un modello per spiegare come i framework metallo-organici (MOF) possano intrappolare molecole più piccole al loro interno. Nell’ottobre 2025, Yaghi e altri due scienziati hanno vinto il Premio Nobel per la Chimica per aver identificato i MOF.
JONATHAN NACKSTRAND/GETTY IMAGES
All’inizio di quest’anno stavo parlando con i dirigenti di Atoco della cattura dell’anidride carbonica, quando hanno menzionato la possibilità di raccogliere acqua dall’atmosfera. Naturalmente la mia mente è subito corsa a Star Wars e a Luke Skywalker che lavora nella fattoria della sua famiglia, utilizzando dei “vaporizzatori” per estrarre l’acqua dall’atmosfera dell’arido pianeta Tatooine. (Altri appassionati di fantascienza potrebbero pensare a Dune e alla tecnologia di raccolta dell’acqua dei Fremen). Potrebbe essere reale?
A quanto pare, le persone lo fanno da millenni. Le prove archeologiche della raccolta dell’acqua dalla nebbia risalgono al 5000 a.C. Gli antichi greci raccoglievano la rugiada e 500 anni fa lo facevano anche gli Inca, utilizzando reti a maglie e secchi sotto gli alberi.
Oggi, secondo gli analisti del settore, la raccolta dell’acqua dall’aria è un business che vale già miliardi di dollari e che nei prossimi cinque anni è destinato a valerne altri miliardi. Ciò è in parte dovuto al fatto che le fonti tipiche di acqua dolce sono in crisi. La diminuzione delle nevicate in montagna durante gli inverni più caldi comporta una minore quantità di acqua di disgelo in primavera, il che significa meno acqua a valle. Le siccità battono regolarmente i record. L’innalzamento del livello dei mari penetra nelle falde acquifere sotterranee, già prosciugate dall’agricoltura e dall’espansione delle città. Le fosse settiche obsolete rilasciano batteri nell’acqua e le sostanze chimiche cancerogene “permanenti” stanno creando quello che l’Ufficio di responsabilità del governo degli Stati Uniti ha definito lo scorso anno “il più grave problema idrico dopo il piombo”. Questo senza contare la catastrofe emergente causata dalle microplastiche.
Per questo motivo molti luoghi stanno ricorrendo alla raccolta dell’acqua dall’atmosfera. Watergen, un’azienda israeliana che lavora su questa tecnologia, inizialmente aveva previsto di implementarla nelle zone aride e più povere del mondo. Invece, acquirenti in Europa e negli Stati Uniti hanno contattato l’azienda per garantire un approvvigionamento di acqua pulita. Uno dei mercati più importanti di Watergen è quello dei ricchi Emirati Arabi Uniti. “Quando si parla di ‘crisi idrica’, non si intende solo la mancanza di acqua, ma anche l’accesso ad acqua di buona qualità”, afferma Anna Chernyavsky, vicepresidente del marketing di Watergen.
In altre parole, la tecnologia “si è evoluta dai prototipi di laboratorio a sistemi robusti e implementabili sul campo”, afferma Guihua Yu, ingegnere meccanico presso l’Università del Texas ad Austin. “C’è ancora margine per migliorare la produttività e l’efficienza energetica a livello di sistema, ma i progressi sono stati costanti e incoraggianti”.
I MOF sono solo l’ultimo approccio a questa idea. La prima generazione di tecnologia commerciale dipendeva da compressori e refrigeranti chimici, versioni su larga scala della macchina che mantiene il cibo freddo e fresco nella vostra cucina. Entrambi utilizzano elettricità e un insieme di tubi e scambiatori per produrre freddo attraverso il cambiamento di fase di una sostanza chimica da gas a liquido e viceversa; i frigoriferi cercano di limitare la condensa, mentre i generatori d’acqua cercano fondamentalmente di aumentarla.
È così che funziona la tecnologia di Watergen: utilizzando un compressore e uno scambiatore di calore per estrarre l’acqua dall’aria a livelli di umidità fino al 20%, come nella Death Valley in primavera. “Stiamo parlando di deserti”, dice Chernyavsky. “Al di sotto del 20% si ha il sangue dal naso”.
Un’unità Watergen fornisce acqua potabile alle studentesse e al personale della St. Joseph’s, una scuola femminile di Freetown, in Sierra Leone. “Quando si parla di ‘crisi idrica’, non si intende solo la mancanza di acqua, ma anche l’accesso ad acqua di buona qualità”, afferma Anna Chernyavsky, vicepresidente del marketing di Watergen.
PER GENTILE CONCESSIONE DI WATERGEN
Ma potrebbe non essere ancora sufficiente. “La refrigerazione funziona piuttosto bene quando si supera una certa umidità relativa”, afferma Sameer Rao, ingegnere meccanico presso l’Università dell’ n Utah, che studia la raccolta dell’acqua atmosferica. “Man mano che l’ambiente si secca, l’umidità relativa diminuisce e diventa sempre più difficile. In alcuni casi, è impossibile che i sistemi basati sulla refrigerazione funzionino davvero”.
Così, una seconda ondata di tecnologie ha trovato un mercato. Aziende come Source Global utilizzano essiccanti, sostanze che assorbono l’umidità dall’aria, come i sacchetti di silice che si trovano nelle confezioni di vitamine, per assorbire l’umidità e poi rilasciarla quando vengono riscaldati. In teoria, il vantaggio della tecnologia basata sugli essiccanti è che può assorbire l’acqua a livelli di umidità più bassi e consuma meno energia nella fase iniziale, poiché non utilizza un sistema di condensazione. Source Global afferma che il suo sistema off-grid alimentato da energia solare è installato in decine di paesi.
Ma entrambe le tecnologie richiedono ancora molta energia, sia per far funzionare gli scambiatori di calore, sia per generare calore sufficiente a rilasciare l’acqua dagli essiccanti. Yaghi spera che i MOF non ne abbiano bisogno. Ora Atoco sta cercando di dimostrarlo. Invece di utilizzare scambiatori di calore per portare la temperatura dell’aria al punto di rugiada o essiccanti per attirare l’acqua dall’atmosfera, un sistema può affidarsi a MOF appositamente progettati per attirare le molecole d’acqua. Il prototipo di Atoco utilizza un MOF che assomiglia al talco per bambini, attaccato a una superficie come il vetro. I pori del MOF attirano naturalmente le molecole d’acqua ma rimangono aperti, rendendo teoricamente facile scaricare l’acqua senza più calore di quello proveniente dalla luce solare diretta. Il progetto su scala industriale di Atoco utilizza l’elettricità per accelerare il processo, ma l’azienda sta lavorando a un secondo progetto che può funzionare completamente fuori rete, senza alcun apporto di energia.
Atoco di Yaghi non è l’unico concorrente che cerca di utilizzare i MOF per la raccolta dell’acqua. Un concorrente, AirJoule, ha introdotto generatori di acqua atmosferica basati su MOF in Texas e negli Emirati Arabi Uniti e sta collaborando con i ricercatori dell’Arizona State University, con l’intenzione di installare altre unità nei prossimi mesi. L’azienda ha iniziato cercando di costruire un sistema di climatizzazione più efficiente per gli autobus elettrici che operano nelle strade calde e umide delle città. Ma poi il fondatore Matt Jore ha sentito parlare degli sforzi del governo statunitense per raccogliere l’acqua dall’aria e ha cambiato rotta. Il prezzo delle azioni della startup ha subito alcune oscillazioni, ma Jore sostiene che le dimensioni del mercato dovrebbero consentirgli di rimanere in attività. Prendiamo ad esempio la contea di Maricopa, che comprende Phoenix e i suoi dintorni: ogni giorno utilizza 1,2 miliardi di galloni d’acqua dalla sua falda acquifera in esaurimento e altri 874 milioni di galloni da fonti superficiali come i fiumi.
“Quindi, un paio di miliardi di galloni al giorno, giusto?”, mi dice Jore. “Sai quanta acqua entra nell’atmosfera ogni giorno? Venticinque miliardi di galloni”.
Alzo le sopracciglia. “A livello globale?”
“Solo la grande area di Phoenix riceve un afflusso di circa 25 miliardi di galloni d’acqua nell’aria”, dice. “Se riesci ad attingervi, quella è la tua fonte. E non scomparirà. È presente in tutto il mondo. Consideriamo l’atmosfera come il condotto gratuito del mondo”.
Oltre al vantaggio iniziale di AirJoule su Atoco, le aziende differiscono anche per quanto riguarda la provenienza dei loro MOF. Il sistema di AirJoule si basa su una versione standard che l’azienda acquista dal gigante chimico BASF; Atoco punta invece a sfruttare l’abilità di Yaghi nella progettazione di materiali innovativi per creare MOF su misura per diverse applicazioni e località.
“Dato che abbiamo l’inventore dell’intera classe di materiali e sfruttiamo ciò che esce dal suo laboratorio a Berkeley, a parità di condizioni, abbiamo un buon punto di partenza per progettare forse i migliori materiali al mondo”, afferma Magnus Bach, vicepresidente dello sviluppo commerciale di Atoco.
Yaghi immagina una linea di prodotti su due fronti. Da un lato, generatori d’acqua su scala industriale alimentati dall’elettricità in grado di produrre migliaia di litri al giorno; dall’altro, unità alimentate da sistemi passivi in grado di funzionare in luoghi remoti senza energia elettrica, sfruttando solo l’energia solare e la temperatura ambiente. In teoria, queste unità potrebbero un giorno sostituire la desalinizzazione e persino l’intero approvvigionamento idrico municipale. La prossima serie di test sul campo è prevista per l’inizio del 2026 nel deserto del Mojave, uno dei luoghi più caldi e aridi della Terra.
“Questo è il mio sogno”, afferma Yaghi. “Dare alle persone l’indipendenza idrica, in modo che non debbano dipendere da altri per la loro sopravvivenza”.
Sia Yaghi che Chernyavsky di Watergen affermano di stare valutando versioni più decentralizzate che potrebbero funzionare al di fuori dei sistemi di servizi pubblici municipali. Elettrodomestici simili ai pannelli solari e alle batterie installati sui tetti potrebbero consentire alle famiglie di generare la propria acqua fuori dalla rete.
Tuttavia, senza economie di scala che consentano di abbassare i prezzi, ciò potrebbe rivelarsi difficile. “Bisogna produrre, raffreddare, filtrare, tutto in un unico posto”, afferma Chernyavsky. “Quindi renderlo piccolo è molto, molto impegnativo”.
Per quanto difficile possa essere, l’infanzia di Yaghi gli ha insegnato ad apprezzare particolarmente la libertà di vivere fuori dalla rete, di liberare il bene primario dell’acqua dai capricci dei sistemi che dettano quando e come le persone possono accedervi.
“Questo è davvero il mio sogno”, dice. “Dare alle persone indipendenza, indipendenza idrica, in modo che non dipendano da altri per il loro sostentamento o la loro vita”.
Verso la fine di una delle nostre conversazioni, ho chiesto a Yaghi cosa direbbe al se stesso più giovane se potesse. “La Giordania è uno dei paesi più colpiti dallo stress idrico”, ha detto. “Gli direi: ‘Continua a essere diligente e attento. Non importa cosa stai perseguendo, purché tu lo faccia con passione'”.
Ho insistito per avere qualcosa di più specifico: “Cosa pensi che direbbe se gli descrivessi questa tecnologia?”.
Yaghi ha sorriso: “Penso che il giovane Omar penserebbe che lo stai prendendo in giro, che è tutto finzione e che stai cercando di fargli qualcosa”. In altre parole, questa realtà sarebbe al di là dei sogni più sfrenati del giovane Omar.
Alexander C. Kaufman è un giornalista che da oltre un decennio si occupa di energia, cambiamenti climatici, inquinamento, affari e geopolitica.
Foto di copertina: la startup di Yaghi, Atoco, sta costruendo macchine che utilizzano materiali avanzati per raccogliere acqua potabile direttamente dall’aria, anche nei deserti. PER GENTILE CONCESSIONE DI ATOCO
