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Continua il nostro percorso di conoscenza dei progetti innovativi che il Politecnico di Torino sta promuovendo in vari ambiti, grazie all’iniziativa POC (Proof of Concept), avviata nel 2016 con lo scopo di favorire lo sviluppo di nuove tecnologie e soluzioni, dall'iniziale stadio teorico a uno più evoluto che ne consenta la realizzazione a livello industriale. Si tratta dunque di un approccio innovativo nel panorama italiano, volto a colmare il gap che solitamente separa il mondo accademico italiano da quello industriale. Oggi abbiamo intervistato il professor Rajandrea Sethi, docente di Ingegneria degli Acquiferi presso il Dipartimento di Ingegneria dell'Ambiente, del Territorio e delle Infrastrutture, nonché coordinatore del Groundwater Engineering Group, gruppo di ricerca del Politecnico di Torino che ha sviluppato l'idea alla base del progetto AquiRem.
Il progetto riguarda un metodo innovativo per la bonifica di falde idriche inquinate da sostanze tossiche e cancerogene, come solventi clorurati, metalli pesanti, pesticidi. "Le acque sotterranee rappresentano la nostra risorsa idrica più importante per qualità ed abbondanza - oltre il 90% delle acque direttamente sfruttabili dall’uomo è infatti contenuta all’interno dei sistemi acquiferi - ma anche una delle più soggette a processi di contaminazione", ci ha spiegato il professor Sethi. "Basti pensare che ad oggi circa 2 miliardi di persone al mondo soffrono di carenze sanitarie causate dalla scarsità e dalla cattiva qualità dell’acqua. Un report del JRC ha evidenziato come solo in Europa si contino oltre un milione di siti potenzialmente contaminati, di cui solo una piccola percentuale risulta ad oggi bonificata".
Il metodo AquiRem prevede l’iniezione nel sottosuolo di una formulazione di reagenti ecocompatibili appositamente studiata dai ricercatori del Politecnico. Questi reagenti, una volta miscelatisi all’interno del sistema acquifero, portano alla formazione di micro e nanoparticelle reattive in grado di rimuovere rapidamente gli inquinanti dall’acqua di falda. Si tratta di particelle estremamente piccole, 1 milione di volte più piccole di una pallina da tennis, ma ecocompatibili e innocue per l’uomo e l’ambiente poiché costituite da materiali già naturalmente presenti in natura, tra cui il ferro. La rimozione degli inquinanti avviene in-situ, cioè direttamente all’interno del sistema acquifero. Questo consente di aumentare l’efficacia della bonifica e di ridurre notevolmente i tempi e i costi dell’intervento rispetto ad approcci più tradizionali.
Oltre che dal professor Sethi, il team di AquiRem è composto dalla prof.ssa Tiziana Tosco e da un gruppo di giovani ricercatori: Carlo Bianco, Federico Mondino, Andrea Gallo e Amelia Piscitello. Il team è stato poi arricchito grazie al supporto di giovani laureati con competenze rispettivamente nel campo dell’Ingegneria Meccanica (Giovanni Antonetto) e delle Biotecnologie industriali (Giovanni La Bua).
Il Groundwater Engineering Group ha una grande tradizione nel settore, svolgendo da anni ricerca di frontiera nell’ambito delle nanotecnologie applicate alla bonifica di falde inquinate, la cosiddetta Nanoremediation. Il gruppo di ricerca ha infatti partecipato a tre progetti europei su tale tema, realizzando ben sei interventi di nanoremediation alla scala di campo.
"L’idea di sintetizzare nanoparticelle reattive nel sottosuolo è nata alla fine del 2017. Avevamo da poco depositato un brevetto relativo ad un metodo innovativo che consente la produzione di nanoparticelle metalliche attraverso un processo ecosostenibile. È allora che ci siamo chiesti se fosse possibile far avvenire questo processo direttamente nel sottosuolo, così da produrre in falda nanoparticelle reattive in grado di abbattere i contaminanti", ha spiegato il professor Sethi. "Da allora abbiamo avviato uno studio preliminare che ci ha permesso di ottenere le prime evidenze sperimentali di fattibilità del processo e alla fine del 2018 abbiamo depositato una nuova domanda di brevetto sul metodo AquiRem. Dal 2019 abbiamo avviato la vera e propria fase di ricerca e sviluppo, anche grazie al finanziamento Proof of Concept" ha aggiunto l'ing. Carlo Bianco.
Come sempre dunque, nel percorso dalla teoria alla pratica, il Proof of Concept svolge una funzione fondamentale, avendo l’obiettivo di verificare il funzionamento del processo in un ampio range di condizioni; in questo caso specifico l'implementazione riguarda sia l'efficacia di formazione delle nanoparticelle nel sottosuolo che la loro reattività nei confronti dei contaminanti.
"Lo studio ci ha permesso di ottenere ottimi risultati alla scala di laboratorio", ha aggiunto il professor Sethi. "Il nostro piano sul medio-lungo termine è quello di dimostrare l’efficacia dell’approccio AquiRem in una scala maggiore, realizzando un’applicazione in corrispondenza del sito contaminato". Sul lungo periodo il Groundwater Engineering Group mira dunque a portare sul mercato una tecnica di bonifica di ultima generazione, una Nanoremediation 4.0 che sia efficace, economica e semplice da applicare. "La speranza è che il nostro approccio innovativo possa contribuire alla salvaguardia e alla tutela dell'ambiente e in particolare al miglioramento della qualità delle risorse idriche sotterranee a livello globale", ha concluso il professor Sethi.