I ricercatori de Il Sentiero International Campus, all’interno del progetto di ricerca ECOdesign e riciclo di DPI in una filiera industriale circolare (realizzato avvalendosi del finanziamento POR-FESR previsto nel fondo europeo di sviluppo regionale 2014-2020 ASSE 1 – RICERCA, SVILUPPO TECNOLOGICO E INNOVAZIONE; AZIONE 1.1.4) hanno ideato e costruito un impianto che permette il riutilizzo delle mascherine, sterilizzandole e mantenendo intatte tutte le funzionalità.
“Abbiamo realizzato un macchinario che sterilizza il dispositivo di protezione individuale, permettendo così di non buttarlo dopo un primo utilizzo. Inoltre, quando il dispositivo di protezione dovesse iniziare a deteriorarsi, questo macchinario ne consente anche lo smaltimento come rifiuto riciclabile, non più speciale”, spiega Cecilia Muraro, Reliability Engineer de Il Sentiero International Campus, che ha seguito tutte le fasi della ricerca.
“Siamo giunti a questi risultati importanti grazie alla decisione iniziale di utilizzare del perossido di idrogeno, agente sterilizzante “green” che si degrada a sostanze non nocive” – continua Cecilia Muraro- “Il trattamento con perossido si è rivelato estremamente efficace sia nei confronti delle cellule batteriche che nei confronti delle spore fungine, che rappresentano strutture biologiche robuste e create per sopravvivere nell’ambiente per lunghi periodi di tempo.
I dati che abbiamo registrato evidenziano un’alta capacità di abbattimento della vitalità microbica per le tipologie di mascherine testate e il mantenimento delle proprietà funzionali dei DPI”.
I test del progetto finanziato EcoDPI hanno portato i collaboratori de Il Sentiero International Campus a realizzare un impianto capace di ridurre il consumo di mascherine dalle tre alle dieci volte, prima permettendone il riutilizzo e poi trasformando anche i dispositivi di protezione individuale (DPI) da rifiuti speciali, quali sono oggi, a rifiuti normali e riciclabili.
L’obiettivo generale del progetto EcoDPI è stata la valorizzazione dei rifiuti provenienti dall’uso di dispositivi di protezione individuali (DPI), anche sanitari. Gli studi condivisi dai diversi partner del progetto hanno riguardato gli elementi chiave di una potenziale filiera circolare per la produzione dei dispositivi: dall’acquisizione della materia prima alla realizzazione dei pre-processi, passando per produzione, utilizzo e gestione del fine vita dei dispositivi.
La conclusione dello studio ha portato alla definizione di un modello sostenibile di produzione e gestione dei DPI che, a seguito della pandemia COVID19 e dell’uso massiccio di DPI, risulta particolarmente importante.
Per riuscire nell’intento, l’integrazione di competenze scientifiche specifiche e di capacità produttive prima frammentate e disperse nel territorio si è rivelata una scelta fruttuosa permettendo di approfondire la conoscenza di alcuni temi trasferibili in diversi ambiti applicativi e in altre filiere produttive: ecodesign, materiali rigenerativi, gerarchia dei rifiuti. La ricerca ha inoltre consentito di studiare l’applicazione dei principi di economia circolare in una filiera produttiva integrata territoriale. (Fonte: comunicato stampa di presentazione del workshop di presentazione dei risultati del progetto, Ribesnest)
Il progetto di ricerca ECOdesign e riciclo di DPI in una filiera industriale circolare (realizzato avvalendosi del finanziamento POR-FESR previsto nel fondo europeo di sviluppo regionale 2014-2020 ASSE 1 – RICERCA, SVILUPPO TECNOLOGICO E INNOVAZIONE; AZIONE 1.1.4) ha avuto una durata biennale. È iniziato a settembre 2020, in piena pandemia COVID19, e si è concluso alla fine del 2022.
Il progetto si è sviluppato attraverso i seguenti pacchetti di attività (Work Package- WP):
• WP-RI-1 Materie prime e MPS di origine sintetica per materiali riciclabili
• WP-RI-2 Biopolimeri per materiali riciclabili
• WP-RI-3 Modificazione dei prodotti
• WP-SS-1 Tecniche di pirolisi per la valorizzazione industriale dei rifiuti da DPI
• WP-SS-2 Soluzioni integrate processo/prodotto per la sterilizzazione
• WP-RI-4 Sostenibilità dei cicli produttivi
I ricercatori de Il Sentiero International Campus si sono occupati in particolare dell’ottimizzazione dei materiali e funzionalizzazione dei prodotti (pacchetto di attività WP-RI-3), e di soluzioni integrate processo/prodotto per la sterilizzazione mediante sistemi a perossido e/o UVC (pacchetto di attività WP-SS-2).
Il contributo nelle attività volte all’ottimizzazione dei materiali è stato realizzato attraverso deposizioni di rame e ossido di rame su DPI in policarbonato. Le analisi al microscopio per l’esame della microstruttura del rivestimento delle mascherine e l’analisi quantitativa della sua composizione hanno evidenziato le caratteristiche strutturali del coating (che creano un ambiente ostile alla crescita dei batteri e del virus). Le proprietà antibatteriche e antifungine sono state verificate e validate attraverso test microbiologici specifici.
Per quanto riguarda le attività orientate alla ricerca di nuove soluzioni per la sterilizzazione dei DPI, presso Il Sentiero International Campus si è realizzato l’impianto prototipale per il trattamento con vapori di perossido di idrogeno. Il gruppo di ricerca si è occupato di tutte le fasi della realizzazione: dal design (con il supporto della modellistica fluidodinamica mirata alla simulazione del processo per l’ottimizzazione del sistema) alla progettazione fino alla realizzazione vera e propria dei sistemi prototipali di sterilizzazione.
Per ottimizzare i parametri del processo di sterilizzazione, Il Sentiero International Campus si è occupato della verifica dell’uniformità e della riproducibilità del processo, i test di sterilizzazione batterica e fungina per la validazione dell’azione del perossido sono stati eseguiti da Chimicambiente, mentre Dolomiticert, attraverso test di resistenza respiratoria e di penetrazione del materiale, ha verificato il mantenimento delle proprietà funzionali dei DPI.
Allo scopo di testare l’efficacia di sterilizzazione del sistema a vapori di perossido di idrogeno è stato sviluppato un protocollo che prevede: l’introduzione nell’impianto di 4 mascherine contaminate artificialmente con ceppi microbici, il successivo avvio del ciclo di sterilizzazione con perossido e la quantificazione della differenza di carica microbica tra mascherine sottoposte al ciclo e non sottoposte.
Il trattamento con perossido si è rivelato estremamente efficace sia nei confronti delle cellule batteriche sia nei confronti delle spore fungine, che rappresentano strutture biologiche robuste e create per sopravvivere nell’ambiente per lunghi periodi di tempo.
I dati finali evidenziano l’alta capacità di abbattimento della vitalità microbica per le tipologie di mascherine testate e, nel contempo, il mantenimento delle proprietà funzionali dei DPI.
Domenico Stocchi, Research and Innovation Director di Ecor International, conclude: “I risultati del progetto hanno consentito di validare le soluzioni sviluppate aprendo quindi prospettive di sviluppi industriali sia per la linea dei rivestimenti sia per il processo a vapori di perossido. In particolare, abbiamo iniziato lo studio di un impianto full scale con funzioni di sterilizzazione e stiamo valutando l’applicazione in settori affini a quelli di sviluppo.”
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