Sistemi di filtraggio

MESSA A PUNTO DEI SISTEMI DI FILTRAGGIO, ANALISI DELLE MICROFIBRE RACCOLTE E ECODESIGN DEL FILTRO

Questa linea d’attività, svolta in collaborazione dai ricercatori dei Dipartimenti di Scienze e Tecnologie Chimiche di Tor Vergata e di Design del Politecnico di Milano, è stata dedicata alla messa a punto del filtro meccanico da applicare direttamente allo scarico della lavatrice, costruito incorporando una prospettiva di eco-design per il filtro stesso e alla creazione di una library, un database, per identificare la composizione di campioni sconosciuti o contenenti una miscela di polimeri.

È stato sviluppato un filtro meccanico sperimentale in grado di catturare microplastiche di un ampio range di dimensioni micro e nanometriche in quanto provvisto di due filtri da 5 e 80 μm. Il filtro è dotato di un sensore in grado di valutare la quantità di fibre trattenute e segnalarne il livello di saturazione, indicando quando è necessario sostituirlo o pulirlo. Il sensore si basa su due elettrodi serigrafati su poliestere (SPE, Screen-Printed Electrodes) realizzati con tecniche avanzate di serigrafia su substrati flessibili che combinano miniaturizzazione, convenienza economica e ottime prestazioni. Questi sensori vengono posizionati strategicamente sul filtro e le misure vengono effettuate via spettroscopia di impedenza elettrochimica (EIS, Electrochemical Impedance Spectroscopy). Inoltre, incorporando la prospettiva dell’eco-design nella progettazione e nella produzione del filtro, si è data priorità all'efficientamento delle risorse, alla maggiore durata del prodotto e alla facilità di manutenzione. Da ultimo, l’elemento filtrante da 5 μm è stato progettato per permettere il suo ricambio una volta saturato: la retina filtrante è infatti realizzata interamente in poliammide ed è completamente rimovibile dal telaio cilindrico su cui è montata, ed è quindi direttamente utilizzabile, assieme alle fibre intrappolate, per la produzione di nanodiamanti.

È stato anche prodotto un database, basato su spettri all’infrarosso, che permette sia l’identificazione della composizione delle diverse fibre raccolte dal filtro (poliestere, nylon, acrilico, cellulosa, ecc.), sia la previsione della resa in carbonio dei diversi materiali. Questi spettri singoli permettono l’identificazione del contenuto in fibre sintetiche anche di campioni sconosciuti e/o misti. Gli spettri sono stati ottenuti tramite spettroscopia FTIR (Fourier Transform Infrared spectroscopy) di campioni di riferimento monomateriale.

Prototipo finale del filtro

	IL GRUPPO DI RICERCA
TOR VERGATA
Laura Micheli
	Professoressa Associata di Chimica Analitica dell'Università degli Studi di Roma Tor Vergata, Dipartimento di Scienze e Tecnologie Chimiche. Ha sviluppato un approccio elettrochimico per rilevare la composizione dei materiali e produce elettrodi serigrafati, abbinati a strumentazione portatile e miniaturizzabile, per l'identificazione degli stessi; nel progetto è responsabile dello sviluppo di un sistema di identificazione e quantificazione elettrochimica e cromatografico (HPLC) delle fibre tessili raccolte dal filtro nelle acque reflue della lavatrice.
Claudia Mazzucca
Professoressa Associata di Chimica Fisica dell'Università degli Studi di Roma Tor Vergata, Dipartimento di Scienze e Tecnologie Chimiche. La sua attività di ricerca si concentra principalmente sulla caratterizzazione e determinazione della composizione dei materiali mediante spettroscopia FTIR; nel progetto ha in carico lo sviluppo del metodo per l'identificazione della composizione delle fibre tessili e la produzione di un apposito database per l’identificazione di tutte le possibili fibre raccolte dal refluo della lavatrice.
Chiara Balestrieri
	Borsista di ricerca del progetto. È in grado di individuare la composizione dei materiali con un approccio elettrochimico e lavora sulla rilevazione elettrochimica delle fibre tessili presenti nelle acque di scarico della lavatrice utilizzando elettrodi stampati su schermo e abbinati a strumentazione portatile e miniaturizzabile.
Antonio Licheri
Borsista di ricerca del progetto. Si occupa della caratterizzazione e determinazione della composizione delle fibre tessili e dei rifiuti tramite metodi electrochimici (voltammetria e impedenza) e metodi cspettrofotometrici. Collabora alla messa a punto di un database specifico per l’identificazione della composizione delle fibre tessili raccolte nel refluo della lavatrice.
POLITECNICO DI MILANO
Fiammetta Costa
	Professoressa Associata di Industrial Design del Politecnico di Milano, Dipartimento di Design. La sua ricerca tratta di progettazione ambientale e ricerca sugli utenti. Nel progetto si occupa di ecodesign e ciclo vita del sistema di filtraggio.
Attilio Nebuloni
Ricercatore in Composizione Architettonica e Urbana del Politecnico di Milano, Dipartimento di Design. La sua ricerca tratta di Computational Design e sostenibilità ambientale applicata all’architettura. Nel progetto si occupa dello studio e dello sviluppo del filtro per le microplastiche.
Matteo Meraviglia
	Dottorando in Design al Politecnico di Milano, Dipartimento di Design. La sua attività di ricerca si concentra sul Biophilic Design e sullo studio di metodi, approcci e strumenti di Computational Design per la progettazione di spazi dell’abitare integrati con il verde. Nel progetto si occupa dello studio e dello sviluppo del biofiltro.