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La nanoplastica al servizio della buona acqua

città: Milano - pubblicato il:
nanoplastica al servizio dell'acqua

Il dibattito sulla qualità del’acqua delle nostre falde e di quella che esce dai nostri rubinetti è sempre molto acceso, data l’importanza e l’insostituibilità di questa risorsa. In questo contesto, il monitoraggio è fondamentale e sta diventando sempre più intelligente.

È su questa strada il modello in fase di test nei laboratori di Mm, gestore idrico milanese, dove grazie a un sensore portatile nanotecnologico fornisce informazioni in tempo reale, a quanto pare anche a basso costo, per il rilevamento delle sostanze perfluoroalchiliche, o Pfas.

I Pfas – di cui trovate dettagli in questa presentazione – sono composti organici altamente stabili e difficilmente degradabili, di cui nel 2013, in alcune aree del Veneto, è stata segnalata la presenza in acque sotterranee e superficiali e potabili. Utilizzati in numerosi prodotti commerciali – principalmente per rivestimenti resistenti all’acqua e all’olio, per esempio in tessuti, nella carta alimentare, nelle schiume antincendio – possono comportare effetti tossici sulla salute.

Copernico, società che fornisce consulenza nel settore delle bonifiche ambientali e con un laboratorio di ricerca e sviluppo dal 2017, insieme all’Università degli Studi della Campania Luigi Vanvitelli, ha sviluppato un dispositivo di piccole dimensioni basato su nanotecnologie in fibra ottica in grado di individuare istantaneamente all’interno della matrice acquosa la presenza di tali composti inquinanti e inviarli online per renderli immediatamente disponibili, anche grazie al sostegno nell’ambito del Programma Operativo Regionale (POR), cofinanziato dal Fondo Europeo di Sviluppo Regionale (FESR), della Regione Calabria per gli anni 2014-2020 per una cifra pari a 83mila euro.

Proprio un anno fa è iniziata la collaborazione con noi” commenta Angela Manenti, responsabile Laboratorio e qualità prodotto di Mm, alla presentazione del prototipo alla Centrale dell’Acqua di Milano la scorsa settimana. Quindi Mm fornisce l’acqua per fare le analisi e i laboratori per fare i controlli incrociati, mentre Copernico testa il dispositivo.

Questo ha permesso di verificare una buona correlazione tra i risultati ottenuti con i due metodi, quello analitico e quello di Copernico, con anche la conferma che nelle acque milanesi non sono stati rilevati Pfas. Si è ora pronti per fare il passo successivo: provare il dispositivo direttamente in flusso nelle centrali dell’acqua.

Ma come funziona tale sensore? Si basa sulla plastica intelligente, come la definisce Girolamo D’Agostino, consulente chimico di Copernico, e sulla piattaforma ottica su cui la plastica è applicata, che insieme formano il recettore chimico.

Per individuare le sostanze si utilizzano dei polimeri a stampo molecolare: quadratini di plastica dallo spessore nanometrico in grado di riconoscere i composti presenti nell’acqua.

Tramite i polimeri a stampo molecolare rendiamo la superficie del sensore specifica per un determinato composto, come se creassimo delle serrature per delle chiavi, con un approccio biomimetico” spiega D’Agostino che aggiunge “rispetto a recettori naturali i recettori fatti con i polimeri hanno prestazioni migliori, si possono riutilizzare e sono a basso costo, riescono inoltre a lavorare a condizioni a cui i recettori naturali non riuscirebbero“.

Se l’utilizzo della plastica, in un mondo in cui bisognerebbe ridurne in consumo, può creare qualche perplessità, D’Agostino commenta “la quantità di plastica utilizzata è davvero ridottissima, si parla di strati nanometrici e i biopolimeri possono essere utilizzati ma non garantiscono la riutilizzabilità, sono monouso. Inoltre, nel prototipo, la scatola contenente il sensore è in PLA (Acido Polilattico, un materiale termoplastico biodegradabile derivato da fonti rinnovabili, ndr)“.

Lo strato di polimeri è quindi applicato su una piattaforma ottica, risultato di una modifica della fibra ottica nel punto in cui viene collocato. Le fibre sono state scelte perché consentono analisi a distanza e sono immuni a interferenze di tipo elettromagnetico e chimico, oltre a permettere di avere diverse tipologie di sensori: puntuali, a intervalli lungo la fibra oppure distribuite (la fibra stessa diventa il sensore).

Dal punto di vista economico tali dispositivi risultano convenienti, il prototipo più rudimentale ha un costo di produzione di circa 100 euro.

Ecco allora che si avranno sempre più dati e sempre più velocemente. Lorenzo Lipparini, assessore del Comune di Milano alla Partecipazione, Cittadinanza attiva e Open data, conferma: “Stiamo spingendo verso la produzione di un sempre maggior numero di dati, per ampliare sempre di più la parte di open data e garantire un un monitoraggio in tempo reale, in modo da dare possibilità a cittadini interessati di essere direttamente coinvolti“.

In questo clima di ottimismo, una nota dolente viene sottolineata da Silvia Paparella, general manager di RemTech Expo – evento specializzato sulle bonifiche dei siti contaminati, la protezione e la riqualificazione del territorio – e confermata da Giovanni Porto, vicepresidente di Copernico: “In Italia è sempre molto difficile che una tecnologia innovativa applicata sul campo in via sperimentale venga vista come una soluzione implementabile. Ma bisogna avere il coraggio di dimostrare che funziona e bisogna applicarla“.

Il gruppo di lavoro non si lascia intimorire e ha già individuato altri possibili composti che potrebbero essere rilevati grazie alla loro nanotecnologia – per esempio farmaci, pesticidi, droghe, esplosivi – anche in altre matrici, come i liquidi corporei, gli oli e i solventi.

Ma non si fermano qui: hanno in cantiere anche applicazioni a livello microbiologico per l’individuazione di cianobatteri e potenzialmente anche di altri generi di batteri, come quello della legionella.

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