Dieci millilitri d’acqua in due ore. È quanto ha prodotto finora il prototipo di Roy Kim, 13 anni, studente della Whitford Middle School di Beaverton, in Oregon. Pochissimo per irrigare un campo, abbastanza per dimostrare il principio: prendere l’umidità presente nell’aria, condensarla e far arrivare l’acqua a una pianta solo quando il terreno comincia ad asciugarsi.
Il progetto, chiamato Sustainable Water Generating Chamber for Farms, ha portato Kim tra i dieci finalisti del 3M Young Scientist Challenge 2026. La finale comincia proprio oggi, 12 ottobre, al 3M Innovation Center di Saint Paul, in Minnesota. In palio ci sono 25 mila dollari e il titolo di “America’s Top Young Scientist”.
L’acqua arriva dall’umidità dell’aria
L’idea di raccogliere acqua dall’atmosfera esiste già da tempo. La particolarità del prototipo di Kim sta nell’aver messo insieme, dentro un piccolo sistema destinato all’irrigazione, condensazione e controllo automatico dell’umidità del terreno.
Il componente centrale è un modulo Peltier, un dispositivo termoelettrico che crea una differenza di temperatura quando viene attraversato dalla corrente: una superficie si scalda, l’altra si raffredda. L’aria viene spinta da una ventola verso la parte fredda e, quando la sua temperatura scende abbastanza, il vapore acqueo condensa formando goccioline.
L’acqua finisce in un imbuto e da lì può raggiungere la pianta attraverso una valvola. Una sonda inserita nel terreno misura invece l’umidità e decide quando aprire il passaggio. Altri sensori controllano temperatura e umidità dell’aria e permettono al sistema di modificare il flusso.
Insomma, l’apparecchio prima si procura l’acqua e poi cerca anche di evitare di sprecarla. A tredici anni si può evidentemente avere un rapporto con l’annaffiatoio un po’ più sofisticato del nostro.
Dieci millilitri sono ancora dieci millilitri
Qui serve però tenere i piedi ben piantati nel terreno, possibilmente con la sonda accanto. Nei test riportati sul prototipo sono stati raccolti circa 10 millilitri d’acqua in due ore. Per una sperimentazione scolastica il risultato dimostra che il sistema funziona; per un’applicazione agricola siamo su un’altra scala.
Lo stesso settore della raccolta di acqua atmosferica sta ancora facendo i conti soprattutto con un problema: l’energia necessaria per raffreddare l’aria e condensarne l’umidità. Una revisione scientifica pubblicata nel 2026 su Energy Nexus, dedicata proprio ai sistemi che utilizzano raffreddamento termoelettrico, descrive queste tecnologie come compatte e facilmente controllabili, ma segnala ancora consumi energetici elevati, rese limitate e difficoltà nel passaggio a una produzione su larga scala.
Il rendimento cambia inoltre moltissimo con temperatura e umidità: un metro cubo d’aria tropicale e uno di aria molto secca offrono alla macchina quantità d’acqua ben diverse. Per questo trasformare un piccolo generatore sperimentale in un sistema capace di sostenere coltivazioni vere richiede molto più di un Peltier più grande.
La selezione nel 3M Young Scientist Challenge premia quindi un progetto STEM e il suo sviluppo, e non equivale a una validazione agronomica o commerciale della tecnologia.
Perché lavorare proprio sull’acqua agricola
La scelta del problema, però, è tutt’altro che scolastica. Negli Stati Uniti l’irrigazione assorbe una parte enorme delle risorse idriche: secondo l’Economic Research Service del Dipartimento dell’Agricoltura statunitense, tra il 2010 e il 2020 ha rappresentato circa il 47% dei prelievi complessivi di acqua dolce del Paese.
Kim ha spiegato sul sito ufficiale della competizione di voler diventare un ingegnere specializzato nel settore ambientale e di aver partecipato al concorso per portare attenzione sia al problema sia alla possibile soluzione. Durante l’estate ha lavorato al progetto con Rodrigo Marmol, Global Portfolio Manager di 3M e suo mentor per la competizione.
Il programma prevede infatti che i dieci finalisti sviluppino ulteriormente le proprie idee durante l’estate con un ricercatore o tecnico dell’azienda. Secondo 3M, il 12 e 13 ottobre dovranno poi affrontare prove dal vivo e presentare il progetto davanti a una giuria.
Per il generatore di Kim significa soprattutto una cosa: passare dai primi millilitri a un dispositivo progressivamente più efficiente. A Saint Paul il prototipo dovrà fare il mestiere dei prototipi, cioè reggere misure, domande e limiti. L’acqua nell’aria c’è già. La faccenda complicata è raccoglierne abbastanza senza spendere più energia di quanto abbia senso.