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Politecnico Torino : Nanotecnologie per la decontaminazione ambientale

02 ottobre 2017 - Uno studio del Dipartimento di Ingegneria dell’Ambiente, del Territorio e delle Infrastrutture del Politecnico di Torino pubblicato sulla prestigiosa rivista “Scientific Reports” del gruppo “Nature”. La ricerca è frutto del lavoro del team di giovani ricercatori composto da Carlo Bianco (immagine a lato) , Janis Patiño, Tiziana Tosco e Alberto Tiraferri, coordinati dal docente Rajandrea Sethi. "Il team svolge da anni ricerca di frontiera nell’ambito delle nanotecnologie applicate alla bonifica di falde inquinate, la cosiddetta Nanoremediation". Lo riferisce una nota del Politecnico torinese all'avanguardia nella ricerca e negli studi ambientali.
Ma di cosa si tratta? Lo studio punta a "rimuovere contaminanti cancerogeni dalle acque sotterranee mediante l’iniezione controllata di nanoparticelle di ferro in falda". Questo è il risultato raggiunto dal gruppo di ricerca nell’ambito del progetto europeo “Reground” (Programma quadro Horizon 2020). Lo studio , è stato pubblicato in questi sulla prestigiosa rivista del gruppo Nature che è tra i gruppi editoriali di maggior spicco nell'ambito della comunità scientifica internazionale.
"Le acque sotterranee - si legge nella nota - rappresentano una delle risorse idriche più importanti, per qualità ed abbondanza: costituiscono circa il 30% delle acque dolci sfruttabili dall’uomo, mentre il restante 68% si trova accumulato nei ghiacciai e soltanto il 2% è disponibile in corpi idrici superficiali. La bonifica ed il ripristino ambientale dei sistemi acquiferi contaminati rappresenta quindi un tema di grande interesse ed attualità". Proprio quest'anno, la stagione estiva particolarmente calda ha evidenziato, in tutta la sua drammaticità, i pericoli di una sempre più presente siccità dovuta ai cambiamenti climatici.
La desertificazione e la mancanza di acqua è tra le emergenze dei prossimi decenni. Per tale ragione risulta innovativa e d'attualità la ricerca del team di ingegneri ambientali. La bonifica dei sistemi acquiferi "rappresenta uno degli approcci più innovativi ed avanzati oggi disponibili per la rimozione di contaminanti tossici e cancerogeni, quali solventi clorurati e metalli pesanti. Le nanoparticelle, - si legge nella nota scientifica - grazie alla loro ridotta dimensione, vengono iniettate nel sottosuolo in corrispondenza dell’area contaminata, dove generano una "zona reattiva" in grado di rimuovere gli inquinanti dall’acqua di falda in tempi ridotti e con un’efficacia superiore rispetto agli approcci tradizionali".
Le ricerche di laboratorio hanno confermato "la reattività delle nanoparticelle nella rimozione dei contaminanti" adesso si sta lavorando al "controllo della fase di iniezione e quindi la formazione della zona reattiva" che rappresentano ancora "uno degli aspetti critici e dei principali fattori limitanti nell’applicazione di questa tecnologia su vasta scala". I giovani ricercatori stanno puntando l'attenzione sul controllo efficace del deposito delle particelle. "Una mobilità troppo limitata - spiegano - non consente una buona distribuzione delle nanoparticelle all'interno della zona reattiva, una mobilità eccessiva causa una perdita anche significativa di materiale, che si disperde nel sottosuolo senza venire a contatto con gli inquinanti".
Lo studio è stato pubblicato su Scientific Reports : “Controlled Deposition of Particles in Porous Media for Effective Aquifer Nanoremediation”, presenta una strategia di iniezione innovativa capace di superare questo limite, consentendo pertanto di migliorare notevolmente il processo di Nanoremediation. “L’approccio che proponiamo – spiega Carlo Bianco - sfrutta l’iniezione sequenziale e modulata di una sospensione stabile di nanoparticelle e di un agente destabilizzante, che induce una migrazione ottimale delle nanoparticelle in falda e successivamente una deposizione controllata nella zona desiderata”.
Un modello matematico, sviluppato dai ricercatori, "supporta la progettazione delle fasi di iniezione, consentendo di adattare la procedura all'applicazione specifica. L’approccio è stato applicato con successo a scala di laboratorio per ottenere la deposizione controllata di nanoparticelle di ossido di ferro, materiale innovativo sviluppato nell’ambito del progetto europeo “REGROUND” per la bonifica di acquiferi contaminati da metalli pesanti". Il metodo proposto rappresenta un importante passo in avanti nel campo della Nanoremediation, in quanto, "per la prima volta, è stato possibile controllare la distribuzione spaziale di nanoparticelle in mezzi porosi".
Adesso si potrebbe passare a una fase operativa , sul campo, con un'applicazione pratica? "Se applicato su scala reale, il metodo sviluppato - conclude la nota - permetterebbe una distribuzione controllata delle nanoparticelle in prossimità della zona contaminata, limitando la perdita di materiale reattivo con conseguente riduzione dei costi totali di bonifica e con un aumento dell’efficacia dell’intervento". - 2017 © Torinonline.net




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