Un innovativo sistema di controllo della distribuzione spaziale di nanoparticelle in falda che consente di rimuovere in maniera mirata i contaminanti cancerogeni dalle acque sotterranee. È il frutto del lavoro pluriennale che ha valso al team di ricerca di Ingegneria degli Acquiferi, Dipartimento di Ingegneria dell’Ambiente, del Territorio e delle Infrastrutture-DIATI, del Politecnico di Torino la pubblicazione dello studio “Controlled Deposition of Particles in Porous Media for Effective Aquifer Nanoremediation” sul Scientific Reports, nota rivista del gruppo Nature e punto di riferimento della comunità scientifica internazionale.
I problemi dell’iniezione nella “zona reattiva”
I ricercatori Carlo Bianco, Janis Patiño, Tiziana Tosco e Alberto Tiraferri, guidati dal Prof. Rajandrea Sethi, hanno lavorato alla bonifica e al ripristino dei sistemi acquiferi contaminati nell’ambito del progetto europeo “Reground” (Programma quadro Horizon 2020). In particolare, si sono soffermati sull’uso delle nanotecnologie per la rimozione di contaminanti tossici e cangerogeni, come clorurati e metalli pesanti, settore che ricade sotto il nome di Nanoremediation.
Il problema finora riscontrato era rappresentato dal controllo dell’iniezione delle nanoparticelle nell’area contaminata, la cosiddetta “zona reattiva”. Le nanoparticelle, infatti, consentito di rimuovere gli inquinanti dall’acqua di falda in tempi ridotti e con un’efficacia superiore rispetto agli approcci tradizionali, ma sono difficili da controllare: rischiano di avere una mobilità troppo limitata, e quindi di non distribuirsi efficacemente nella “zona reattiva”, o una mobilità eccessiva, che determina una dispersione del materiale nel sottosuolo. Questa difficoltà ha finora impedito di estendere il processo su larga scala perché minaccia una perdita importante di materiale reattivo con conseguente aumento dei costi totali di bonifica e diminuzione dell’efficacia dell’intervento.
La soluzione: l’iniezione sequenziale e modulata
L’approccio proposto dal PoliTO, invece, “sfrutta l’iniezione sequenziale e modulata di una sospensione stabile di nanoparticelle e di un agente destabilizzante – spiega il ricercatore Carlo Bianco in nota stampa – che induce una migrazione ottimale delle nanoparticelle in falda e successivamente una deposizione controllata nella zona desiderata”. Inoltre, un modello matematico supporta la progettazione delle fasi di iniezione e permette di adattare la procedura all’applicazione specifica. Tale metodologia è stata già testata in laboratorio e ha dato risultati positivi nella deposizione controllata di nanoparticelle di ossido di ferro per la bonifica di acquiferi contaminati da metalli pesanti.
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