Prototipi di stazioni di filtraggio dell'aria poste a Parigi, Francia, contribuito a mantenere il livello di particolato al di sotto delle soglie dell'Organizzazione mondiale della sanità. Credito:Evento sull'inquinamento a Parigi di Tangopaso e Mariordo è concesso in licenza con CC0 1.0
Un nuovo tipo di filtro per esterni che potrebbe ridurre l'inquinamento atmosferico della città e che dovrebbe essere presentato alle Olimpiadi di Parigi del 2024 si è aggiudicato il premio Horizon di 3 milioni di euro sui materiali per l'aria pulita.
Il premio, annunciato il 30 ottobre alla conferenza Innovative Industries for Smart Growth di Vienna, Austria, è stato lanciato dall'Unione Europea nel 2015 per trovare il più conveniente, soluzione sostenibile e innovativa per ridurre la concentrazione di particolato nelle aree urbane.
Jean Jacques Theron, direttore dei materiali presso il Corning European Technology Center, Francia, che ha vinto il premio per aver adattato la tecnologia esistente dell'azienda per l'uso all'aperto, ha affermato di essere stato ispirato dai colleghi che lavorano nel laboratorio cinese dell'azienda.
"È risaputo che i livelli di inquinamento da particolato nelle aree urbane cinesi a volte possono essere piuttosto alti, " ha detto. "Ci sono alcuni posti dove non puoi vedere nemmeno 10 metri davanti a te. Non sembra essere così male in Europa, ma quando inizi a scavare nei dati, specialmente (quando guardi) le particelle fini e ultrafini, alcuni di loro non sono nemmeno visibili ma hanno un effetto dannoso per la salute".
Secondo l'Organizzazione Mondiale della Sanità, l'inquinamento atmosferico rappresenta attualmente il maggior rischio ambientale per la salute umana.
"Il fatto è che a livello locale si sono registrati livelli piuttosto alti in Europa, il che significa che c'è bisogno di ripulire l'aria, " disse Terone.
I filtri ceramici sono stati testati in un sistema prototipo, ma il progetto finale di una stazione di filtrazione a grandezza naturale è ancora in fase di elaborazione. Credito:Corning Incorporated
Per affrontare il problema, Il team di Theron ha deciso di adattare un filtro progettato per catturare le emissioni dei veicoli in modo da poter pulire l'aria dal particolato. In linea con i criteri del premio, dovevano assicurarsi che fosse sostenibile, compatibile con l'ambiente e conveniente.
"Abbiamo adattato e sviluppato il concetto di filtro che è stato inizialmente inventato a Corning per le emissioni mobili. La sfida principale qui, e uno dei motivi per cui non potevamo semplicemente tenerlo fuori, è la grande diversità di particelle per applicazioni esterne:polvere, cenere volante, Fumo, aerosol, fumi, nebbia e vapori di condensa, rispetto a quelli delle emissioni mobili, particelle di fuliggine delle emissioni dei motori a combustione interna, " disse Terone.
Favo
La chiave del filtro è il design a nido d'ape e i materiali ceramici. Quando l'aria passa attraverso la struttura, il particolato si attacca alle pareti, lasciando aria pulita da espellere.
"La struttura a nido d'ape è orientata per ottenere un'area di filtrazione molto ampia su uno spazio molto ridotto, " ha detto Theron. "E le ceramiche sono importanti in primo luogo perché abbiamo l'opportunità di manipolarle in strutture a nido d'ape e in secondo luogo perché la ceramica è porosa, che gli permette di catturare le particelle più fini."
Il materiale che forma il filtro si chiama cordierite:è composto da una miscela di argilla, allumina, talco e silice. "Questi sono materiali inorganici completamente naturali, " disse Terone. La cordierite ha un alto punto di fusione, che lo rende molto resistente.
Jean-Jacques Theron afferma che un filtro dell'aria esterno deve essere in grado di gestire un'ampia varietà di particelle. Credito:EU
La combinazione di materiale e design porta a un sistema di filtrazione altamente efficace. Il progetto del sistema definitivo è ancora in fase di finalizzazione, ma un'unità a grandezza naturale potrebbe essere alta circa 10 metri e fornire 3,6 milioni di metri cubi di aria purificata ogni giorno.
I ricercatori utilizzeranno parte del loro premio in denaro per calcolare quante unità sarebbero necessarie per garantire aria pulita in una determinata area, e le stazioni saranno progettate per adattarsi a vari livelli di inquinamento in modo da poter regolare la forza del processo di filtrazione.
In collaborazione con il team in Cina, Il laboratorio di Theron ha posizionato prototipi di stazioni di filtraggio a Shanghai, Cina e a nord di Parigi, Francia, e monitorato le loro prestazioni. Hanno scoperto che ha aiutato a mantenere il livello di particolato inferiore a 2,5 micron al di sotto della soglia dell'Organizzazione mondiale della sanità per l'aria pulita di 10 microgrammi per metro cubo.
Le stazioni raccolgono anche i dati sull'inquinamento atmosferico su base giornaliera, fornendo un set di dati di alta qualità che consentirà agli scienziati di tenere traccia dei livelli di inquinamento nel tempo e di apportare modifiche ai livelli di forza di filtrazione, se necessario.
La tecnologia è ancora in fase di prototipo, ma i soldi dell'Horizon Prize andranno a metterlo sul mercato, speriamo in tempo per i Giochi Olimpici di Parigi del 2024. Theron prevede che i filtri saranno lanciati ufficialmente alle Olimpiadi, e le stazioni potrebbero essere collocate nel Villaggio Olimpico, con l'obiettivo di fornire agli atleti una fonte di aria purificata di alta qualità.
