Acqua dall’aria: Atoco vuole usare il calore dei data center
I materiali MOF trasformano il calore di scarto dei server in una risorsa per produrre acqua anche nei climi aridi.
I data center consumano energia per elaborare informazioni, ma alla fine trasformano quasi tutta quell’elettricità in calore. Una startup californiana vuole recuperare questa risorsa finora difficile da valorizzare per affrontare un secondo problema: la crescente pressione sulle riserve idriche.
Atoco sta sviluppando macchine capaci di estrarre vapore acqueo dall’atmosfera attraverso materiali estremamente porosi chiamati metal-organic framework, o MOF. Come documentato da WIRED, il sistema più ambizioso dell’azienda utilizza il calore a bassa temperatura prodotto dai server per liberare l’acqua catturata, evitando di alimentare elettricamente il ciclo principale di raccolta.
Che cosa significa davvero “senza elettricità”
Il calore di scarto alimenta il processo di cattura e rilascio dell’acqua. Pompe, sensori, controlli e altri componenti ausiliari possono comunque richiedere energia: nel prototipo descritto da WIRED sono supportati da un pannello solare.
Come una spugna molecolare cattura l’acqua
I MOF sono strutture cristalline costruite collegando ioni metallici e molecole organiche. Il risultato è una rete ordinata di cavità microscopiche, la cui forma e composizione possono essere progettate per interagire selettivamente con determinate sostanze.
Nel caso dell’acqua atmosferica, le superfici interne del materiale vengono ottimizzate per adsorbire le molecole di vapore, cioè trattenerle sulla propria superficie senza trasformare il MOF in una comune spugna bagnata. Una fonte di calore successivamente rompe queste interazioni, libera il vapore concentrato e permette di condensarlo in acqua liquida.
La ricerca non nasce con Atoco. Nel 2017 uno studio pubblicato su Science dimostrò un dispositivo alimentato dal calore solare capace, in condizioni sperimentali, di raccogliere 2,8 litri al giorno per chilogrammo di MOF con un’umidità relativa del 20%. Nel 2025 il Nobel per la Chimica è stato assegnato a Susumu Kitagawa, Richard Robson e al fondatore di Atoco Omar Yaghi proprio per lo sviluppo dei metal-organic framework, come specifica il comunicato ufficiale del Nobel.
Rispetto ai generatori atmosferici basati sulla refrigerazione, che devono raffreddare l’aria sotto il punto di rugiada, i materiali adsorbenti possono lavorare a umidità molto più basse. Una revisione pubblicata su Nature Reviews Materials sottolinea tuttavia che tra i risultati ottenuti sui materiali e applicazioni affidabili su larga scala rimane ancora una distanza significativa.
| Metodo | Principio | Punto di forza | Limite principale |
|---|---|---|---|
| Condensazione refrigerata | Raffredda l’aria sotto il punto di rugiada | Tecnologia già disponibile | Consumi elevati nei climi secchi |
| Raccolta con MOF | Adsorbe il vapore e lo rilascia con il calore | Può operare a bassa umidità | Costo, durata e produzione su scala industriale |
| Sistema Atoco off-grid | Usa MOF e calore di scarto | Non richiede elettricità esterna per il ciclo principale | Deve ancora essere validato nei grandi data center |
Perché i data center sono un banco di prova ideale
Un impianto informatico offre due elementi utili alla tecnologia: un flusso pressoché continuo di aria da trattare e grandi quantità di calore residuo. Quest’ultimo ha spesso temperature troppo basse per produrre elettricità in modo conveniente, ma può essere sufficiente per rigenerare un materiale adsorbente.
La sinergia è interessante perché i data center devono contemporaneamente dissipare calore e, in molti casi, consumare acqua per il raffreddamento. Il rapporto Energy and AI dell’Agenzia internazionale dell’energia stima che un data center hyperscale statunitense da 100 megawatt consumi mediamente circa due milioni di litri d’acqua al giorno, includendo gli usi diretti e quelli indiretti legati all’energia. Oltre il 60% di questa impronta sarebbe indiretto.
Su scala mondiale, la IEA valuta il consumo idrico associato ai data center in circa 560 miliardi di litri all’anno, con la possibilità di arrivare a 1.200 miliardi nel 2030 nello scenario di base. La pressione è destinata a crescere insieme all’infrastruttura digitale: nell’aggiornamento Key Questions on Energy and AI, l’agenzia prevede che il consumo elettrico globale dei data center aumenti da 485 TWh nel 2025 a circa 950 TWh nel 2030.
Il problema non è soltanto globale. Acqua, calore ed energia hanno soprattutto conseguenze locali: un singolo campus può gravare sulla rete elettrica e sulle riserve idriche di un territorio già arido. Questa dimensione è ancora più rilevante considerando che, secondo il monitoraggio congiunto di OMS e UNICEF, nel 2024 circa 2,1 miliardi di persone non disponevano di servizi di acqua potabile gestiti in sicurezza.
Dai prototipi alla produzione commerciale
Il dispositivo off-grid mostrato da Atoco può produrre, secondo l’azienda, fino a 300 litri al giorno ed è stato collaudato simulando il calore fornito da un data center da 20 kilowatt. La startup sta lavorando a un’unità commerciale modulare da 1.000 litri al giorno. Un diverso prototipo collegato alla rete elettrica, presentato in una dimostrazione ripresa da Bloomberg, punta invece a 4.000 litri quotidiani.
Sono numeri promettenti, ma piccoli rispetto alle necessità di un impianto hyperscale. Anche decine di moduli coprirebbero soltanto una frazione dei consumi di una struttura che utilizza milioni di litri al giorno. Nel breve periodo la tecnologia appare quindi più adatta come fonte integrativa: potrebbe produrre acqua di reintegro per i circuiti di raffreddamento, ridurre i prelievi nei momenti critici o servire utenze specifiche all’interno del sito.
Atoco dichiara inoltre un costo livellato di circa 5 dollari per tonnellata d’acqua, mentre i più moderni impianti di desalinizzazione possono scendere a 2 dollari o meno. L’amministratore delegato Samer Taha ha indicato un orizzonte di tre-cinque anni per avvicinarsi a quella soglia. Sono stime aziendali che dovranno essere confermate da installazioni operative, considerando costo dei MOF, manutenzione, durata dei materiali, trattamento finale dell’acqua e condizioni climatiche reali.
Le verifiche necessarie prima dell’adozione su larga scala
- Dimostrare una produzione stabile durante tutte le stagioni e con umidità variabile.
- Misurare il decadimento dei MOF dopo migliaia di cicli di adsorbimento e rilascio.
- Certificare la qualità dell’acqua e definire mineralizzazione e trattamento per ogni utilizzo.
- Verificare i risparmi reali sul raffreddamento del data center.
- Ridurre il costo complessivo del sistema e della produzione industriale dei materiali.
Una tecnologia promettente, non una fonte infinita
L’acqua atmosferica è disponibile ovunque, ma non è gratuita dal punto di vista energetico: per separarla dall’aria e condensarla occorre sempre compiere un lavoro. Il vantaggio del progetto di Atoco consiste nel trasferire parte di questo costo su una fonte termica che il data center deve già smaltire.
Restano vincoli fisici importanti. Più l’aria è secca, meno acqua attraversa la macchina a parità di volume e più diventano determinanti la capacità del materiale e l’efficienza degli scambi termici. Una revisione del 2026 su Nature Reviews Clean Technology osserva che i sistemi atmosferici basati sulla desorbizione termica continuano a incontrare problemi di consumo energetico, durata dei cicli e passaggio alla scala commerciale, pur potendo sfruttare calore residuo sotto i 100 °C.
La proposta di Atoco va dunque valutata come un tassello di economia circolare applicata all’infrastruttura digitale, non come la soluzione unica alla sete dell’intelligenza artificiale. Scelta dei siti, circuiti chiusi, raffreddamento a liquido, uso di acque reflue e trasparenza dei consumi continueranno a essere essenziali.
Se i test industriali confermeranno prestazioni, durata e costi dichiarati, il calore dei server potrebbe però smettere di essere soltanto un rifiuto da disperdere. Potrebbe diventare una risorsa locale capace di alleggerire, almeno in parte, l’impronta idrica dei data center costruiti nelle regioni più vulnerabili.
