Produzione | Italcementi

Particulate Matter: il cemento capace di assorbire le polveri sottili

Premio Marzotto 2018, startup competition che sostiene le idee innovative e attiva l’impresa italiana, ha premiato 48 start up fra le 600 concorrenti. Fra i partner anche Italcementi, che ha riconosciuto al progetto Particulate Matter un Premio Speciale per aver ideato un materiale capace di intrappolare il particolato atmosferico.

Sostenere le nuove idee, attivare la nuova impresa italiana e portarla nel mondo, spingere l’ecosistema dell’innovazione. Con un richiamo alla necessità d’investimenti e connessioni vere: questo il filo conduttore della finale dell’ottava edizione del Premio Gaetano Marzotto, che si è tenuta al MAXXI a Roma.

Al concorso hanno partecipato oltre 600 progetti e sono state premiate 48 startup, con un montepremi complessivo di 2 milioni e mezzo di euro e un network attivo di un centinaio di partner, molti internazionali.

Matteo Marzotto | Vicepresidente Progetto Marzotto.

Matteo Marzotto | Vicepresidente Progetto Marzotto

«Grazie al Premio anno dopo anno abbiamo contribuito al formarsi di un network di soggetti pronti a giocare con noi la partita del futuro. Le nuove imprese e le startup, formate da migliaia di giovani brillanti, sono oggi tra i motori dell’economia del nostro Paese. Investendo in tecnologia e innovazione, l’Italia e le nostre aziende, potranno guidare la rivoluzione dell’Industria 4.0, dell’open innovation, come quella dei servizi ad alto contenuto digitale. Anche grazie al coraggio di questi giovani imprenditori, il Premio è diventato la piattaforma per l’innovazione italiana. Senza dimenticare il network di partner internazionali, che ci permettono d’implementare il sostegno già molto concreto verso tutte quelle realtà con un potenziale, per crescere anche a livello internazionale».

Enrico Borgarello, direttore Innovazione Italcementi, consegna il Premio Speciale Italcementi / HeidelbergCement Group a Elza Bontempi per il progetto Particulate Matter.

Premio Speciale Italcementi / HeidelbergCement Group

Fra i partner del Premio anche Italcementi, che ha riconosciuto al progetto Particulate Matter il Premio Speciale Italcementi / HeidelbergCement Group, per l’ideazione di un materiale innovativo capace d’intrappolare il particolato atmosferico.

Enrico Borgarello | Direttore Innovazione Italcementi

«Il progetto ha una forte valenza di sostenibilità, in quanto migliora la qualità dell’aria e rappresenta una possibile concreta attuazione dei principi d’economia circolare, valorizzando materiali di riciclo e sottoprodotti di processi produttivi».

Team universitario

Il team di progetto è formato da: Elza Bontempi, Alessandra Zanoletti, Fabjola Bilo, Laura Borgese, Stefania Federici, Annalisa Zacco, Laura Eleonora Depero, e nasce dalla collaborazione tra Università degli Studi di Brescia (Laboratorio di Chimica per le Tecnologie), Instm (Consorzio Interuniversitario Nazionale per la Scienza e Tecnologia dei Materiali), Regione Lombardia, e Smart Solutions (Startup innovativa dell’ Università degli Studi di Brescia)

Il team di ricerca: da sinistra, Annalisa Zacco, Alessandra Zanoletti, Fabjola Bilo, Stefania Federici, Elza Bontempi.

Una risposta all’inquinamento atmosferico

L’inquinamento atmosferico rimane il principale fattore di rischio ambientale per la salute dell’uomo in ambiente urbano. Il 17 maggio 2018 la Commissione Europea ha deferito l’Italia alla Corte di giustizia europea per il mancato rispetto dei valori limite stabiliti per la qualità dell´aria e in particolare per non avere messo in atto misure giudicate appropriate per la riduzione dei superamenti dei limiti di legge delle polveri fini (Pm10).

La procedura di infrazione relativa al Pm10 risale al 2014. Il problema però non riguarda solo l’Italia, ma tutta l’Europa: circa il 90 % degli abitanti delle città è esposto a concentrazioni di inquinanti superiori ai livelli di qualità dell’aria ritenuti dannosi per la salute.

I materiali commerciali, utilizzati come filtri dell’aria, come polietilene, poliammide e polistirene sono materiali spesso a base di petrolio, che rendono elevato il loro impatto ambientale. Anche i biomateriali possono essere impiegati come filtri, ma i processi di sintesi richiedono l’utilizzo di reagenti tossici, o trattamenti termici ad alte temperature che rendono la loro produzione non competitiva.

Un altro svantaggio dei filtri esistenti è che sono monouso, quindi vengono destinati a smaltimento in discarica quando non sono più utili. Il progetto Particulate Matter ha risposto ad una precisa richiesta della Commissione Europea, che ha richiesto lo sviluppo di materiali innovativi e a basso costo, per la riduzione del particolato a livello urbano.

Particulate Matter ha una capacità di rimozione superiore di almeno 100 volte rispetto a quella della vegetazione.

Particulate Matter

Il materiale poroso (brevettato) è stato realizzato con sottoprodotti di scarto industriale (fumo di silice), mediante un processo sol-gel a basso costo e trattamento termico eseguito a basse temperature (70 °C).

Attualmente non esiste una tecnologia confrontabile: in ambito urbano la vegetazione è il mezzo principale, in assenza di precipitazioni, per rimuovere il particolato aereo-disperso. Per esempio a Chicago, in cui circa l’11% della superficie è coperta da vegetazione, le piante rimuovono circa 234 tonnellate di Pm10 all’anno.

Il nuovo materiale proposto ha una capacità di rimozione superiore di almeno 100 volte rispetto a quella della vegetazione.

Il materiale può essere facilmente rigenerato attraverso le precipitazioni. Proprio come avvenne in natura, per le foglie, una volta dilavato, l’intonaco è in grado di intrappolare nuovamente altro Pm.

L’acqua di lavaggio, che contiene il Pm, viene convogliata in sistemi fognari urbani. Questo consente, attraverso i sistemi di depurazione delle acque urbani, di depurare le acque reflue da questi inquinanti.

I punti di forza di Particulate Matter

I punti di forza del progetto Particulate Matter sono legati alla sua sostenibilità e al basso costo dell’intonaco sviluppato (intorno a sei centesimi al metro quadrato) che lo rendono interessante per il mercato edilizio.

La tecnologia di sintesi, che si basa su un semplice mescolamento, non necessità quindi di particolare strumentazione, o grossi investimenti.

Il materiale poroso realizzato è molto versatile, può infatti essere stampato mediante stampante 3d, o applicato su parete mediante spruzzo o pennello.

Realizzazione del materiale mediante stampa 3d (a) e applicazione su di una superficie mediante spruzzo (b) o pennello (c).

L’attività di ricerca, che ha portato allo sviluppo dell’invenzione ha usufruito anche del supporto (tramite anche l’accesso alla strumentazione disponibile) di altre università e centri di ricerca di alto prestigio sia italiane che straniere (Università di Bologna, Università di Trieste e Università di Bremen, Germania).

Il lavoro è stato realizzato anche grazie al supporto dei laboratori di ricerca del Jrc della Commissione Europea di Ispra. Il progetto ha ottenuto il Premio Speciale da Italcementi per l’alto grado di innovazione, la forte valenza di sostenibilità e rilevanza sociale (miglioramento della qualità dell’aria), l’attenzione agli aspetti dell’economia circolare (utilizzo e valorizzazione di materiali di riciclo e sottoprodotti di processi produttivi che altrimenti andrebbero in discarica), l’essere in linea con l’attività di ricerca e innovazione di Italcementi/Heidelberg Cement in termini di prodotti sostenibili e attenti all’ambiente con grande impatto sociale, che potrebbe rivelarsi sinergico rispetto a un prodotto ad oggi caratterizzante per Italcementi (la linea di prodotti contenenti in principio attivo Tx Active in grado di contribuire ad abbattere gli agenti inquinanti presenti nell’aria).

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