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Un modo più pulito ed efficace per degradare i microinquinanti presenti nelle nostre acque

Microinquinanti quali antibiotici, pesticidi, erbicidi, estrogeni e medicinali sono presenti sia nelle acque di superficie che in quelle freatiche. Un nuovo metodo di degradazione potrebbe rivelarsi più efficace degli attuali metodi a disposizione, rendendo l’acqua più sicura.

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Gli antibiotici presenti nelle nostre acque freatiche stanno rendendo la crisi della resistenza agli antimicrobici più grave di quanto già non lo sia. Le sostanze perfluoroalchiliche, che costituiscono una grande famiglia composta da migliaia di sostanze chimiche sintetiche ampiamente usate nella società, provocano svariati problemi di salute. Alcune di esse sono cancerogene, mentre altre si ripercuotono negativamente sulla fertilità. Questi sono solo due esempi di microinquinanti che le attuali tecnologie di trattamento delle acque reflue non sono in grado di rimuovere in modo efficiente. Una nuova generazione di lastre catalitiche sviluppate dal progetto SMART, sostenuto dall’UE, potrebbe offrire una soluzione in tal senso. «È chiaramente necessario un approccio sostenibile, economico, semplice e di facile utilizzo», spiega Salvador Pané i Vidal, docente presso l’Istituto di robotica e sistemi intelligenti del Politecnico federale di Zurigo, in Svizzera. «Prendiamo ad esempio il caso della Svizzera, paese in cui il clorotalonil, un pesticida cancerogeno, è vietato. I metaboliti di questo pesticida stanno tuttora inquinando le acque freatiche in più della metà dei cantoni, registrando una presenza di oltre 0,1 microgrammi per litro.»

Le lastre catalitiche offrono una soluzione efficace e «pulita»

Uno dei dottorandi seguiti da Pané i Vidal, Fajer Mushtaq, ha ideato un nuovo materiale catalitico. Questa lastra catalitica è caratterizzata da un’ampia area superficiale e, quando esposta alla luce o sottoposta a vibrazione, sulla superficie nanoporosa del catalizzatore vengono generate cariche transienti di segno positivo e negativo. Una volta attivate in tal modo e messe a contatto con l’acqua, le cariche agiscono su quest’ultima scindendone le molecole, un processo che porta alla produzione di grandi quantità di radicali altamente reattivi noti come specie reattive dell’ossigeno, quali i radicali idrossili. «Queste specie reattive dell’ossigeno sono di tipo non selettivo e reagiscono facilmente con gli inquinanti presenti nell’acqua, decomponendoli in sottoprodotti innocui, come la CO2 e l’H2O, e sono caratterizzate da un ciclo vitale molto breve, misurabile in una scala che va dai micro ai nanosecondi», aggiunge Pané i Vidal.

Un reattore portatile per il trattamento delle acque

Il progetto si è avvalso dei finanziamenti stanziati dal Consiglio europeo della ricerca per ottimizzare il proprio catalizzatore non solo su nanoscala, in modo da regolarne la porosità e le proprietà materiali, ma anche su macroscala, così da perfezionarne le dimensioni e la forma. L’obiettivo è quello di prepararlo in vista di un impiego nei reattori commerciali per il trattamento delle acque reflue. Il reattore portatile di SMART è in grado di trattare 1 000 litri d’acqua al giorno ed è concepito per il trattamento delle acque di scarico prodotte dalle industrie e dagli ospedali, dove questo processo può venire decentralizzato. «I nostri reattori possono utilizzare sorgenti di luce o vibrazioni meccaniche emesse, ad esempio, dal flusso dell’acqua o dal suo gorgogliamento. Al contrario, le attuali tecnologie usate per rimuovere i microinquinanti dalle acque reflue, come ad esempio l’ozonizzazione o il carbone attivo in polvere, richiedono una produzione di ozono ad alta intensità energetica e un costante rinnovo di questo costoso derivato, che deve essere incenerito in seguito al trattamento.» Sulla base degli impressionanti risultati di trattamento delle acque ottenuti grazie all’utilizzo del catalizzatore di SMART, nel 2020 il progetto ha fondato www.oxyle.com (Oxyle). «Sono molto fiero di tutto il lavoro svolto dalla nostra squadra, nonché di essere testimone dell’avvio della nostra azienda specializzata in tecnologie pulite il cui obiettivo è fornire servizi avanzati di trattamento delle acque per clienti in ambito industriale e municipale in modo economico, sostenibile e decentralizzato», afferma Pané i Vidal. Nel 2021 Oxyle ha raccolto finanziamenti per più di 3,1 milioni di EUR vincendo vari concorsi e sovvenzioni altamente competitivi. «Questi finanziamenti ci aiuteranno a condurre un numero maggiore di prove pilota in loco pagate nel 2022, a ottenere le certificazioni di prodotto e a rendere pronti i nostri reattori per l’immissione sul mercato entro il 2023.»

Parole chiave

SMART, microinquinanti, acqua, acque freatiche, trattamento, catalizzatore

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