Un filtro stampato in 3D cattura il 90% delle microplastiche in laboratorio

Un filtro realizzato con stampa 3D ha rimosso il 90% delle microplastiche da un campione d'acqua in condizioni di laboratorio. Il dispositivo è stato sviluppato all'Università di Waterloo, in Canada, e lo studio che lo descrive è stato pubblicato sulla rivista Separation and Purification Technology. I ricercatori Ethan Crawford e Tizazu Mekonnen hanno costruito il filtro a partire da venti dischi stampati in 3D, larghi 3,9 centimetri e spessi un millimetro, sfruttando la gravità per far passare l'acqua attraverso una superficie porosa e un rivestimento adesivo.

Come è fatto il filtro

I dischi sono realizzati in acido polilattico, noto come PLA, uno dei materiali più comuni nella stampa 3D. Ognuno presenta una griglia di fori quadrati da un millimetro di lato. I dischi sono sovrapposti e sfalsati tra loro, in modo da costringere l'acqua a seguire un percorso meno diretto attraverso la struttura. Il principio è quello di aumentare le occasioni di contatto tra le particelle sospese e le superfici trattate, senza ricorrere a pompe o a sistemi di pressione.

Dai 16% ai 90%

La messa a punto è passata attraverso diverse configurazioni. Una versione liscia a otto dischi riusciva a trattenere solo il 16% delle microplastiche. I ricercatori hanno poi miscelato al PLA del polietilenglicole, o PEG, e hanno immerso il materiale in acqua bollente per tre volte: la dissoluzione del PEG ha creato pori di dimensioni micrometriche e nanometriche. Con otto dischi porosi la rimozione è salita al 37%. Il passo successivo ha riguardato il rivestimento adesivo: sono stati provati due adesivi sensibili alla pressione, la polidopamina e il P2EHA, e il secondo si è rivelato più efficace, portando la rimozione al 51%. Allungando la colonna a 12, poi 16 e infine 20 dischi porosi rivestiti di P2EHA, si è arrivati al 90% di microplastiche catturate.

Cosa resta nell'acqua

Il test ha utilizzato 100 millilitri d'acqua con polistirolo macinato a una concentrazione di 100 parti per milione. Prima della filtrazione, circa il 90% delle particelle era sotto i 20 micrometri e il 43% sotto i sei micrometri. Dopo il passaggio nel filtro, l'80% delle particelle rimaste era sotto i dieci micrometri, mentre non restava alcuna particella sopra i 50 micrometri. Le particelle più piccole riescono a sfuggire per il loro peso ridotto e perché vengono trasportate dal flusso. I ricercatori segnalano anche che il tensioattivo Tween 20, usato nei test, potrebbe aver alterato le interazioni tra particelle e superfici. Restano inoltre da determinare la capacità massima di accumulo del filtro e l'efficienza dopo più utilizzi.

Verso la lavatrice

Il prossimo passo sarà testare il dispositivo su acque di scarico reali di lavatrici. Il bucato rilascia microfibre allungate di poliestere e di materiale sintetico, e secondo l'Agenzia europea dell'ambiente le microfibre tessili disperse ogni anno in Europa ammontano a 13.000 tonnellate: circa 25 grammi per persona, l'8% dei rilasci primari di microplastiche. I filtri per lavatrice possono ridurre in modo significativo il rilascio di microfibre, e i trattamenti avanzati delle acque reflue raggiungono rimozioni ancora più alte. Una parte della plastica catturata finisce nei fanghi di depurazione. Il dato del 90% resta però specifico del laboratorio e riguarda una sospensione di polistirolo: il test sulle acque reali di una lavatrice sarà meno indulgente delle condizioni controllate dello studio.

Perché conta

Questa ricerca mostra come un risultato solido possa nascere da materiali umili e da una sequenza di tentativi misurati. Il PLA è il filamento più diffuso nelle stampanti 3D domestiche, il PEG è un composto comune, e il filtro non ha bisogno di energia per funzionare: sfrutta la gravità. Il percorso che porta dal 16% al 90% non è un salto improvviso, ma una catena di miglioramenti — pori, rivestimento, numero di dischi — ognuno dei quali risolve un problema specifico lasciato aperto dal precedente. È il tipo di progresso che non fa rumore: si misura in punti percentuali, in configurazioni provate e scartate, in parametri ancora da chiarire. E indica una direzione precisa, perché il problema delle microfibre tessili ha una scala enorme e una soluzione possibile a portata di lavatrice. Prima di dichiarare vittoria, però, servirà la prova sul campo: l'acqua sporca di casa è un banco di prova più severo di qualsiasi beuta.

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Articolo originale della redazione di Good News · WitUp, scritto a partire dalla notizia pubblicata da greenme.it.