Trento
26 Marzo 2019
Frenare l’inquinamento da polveri sottili
Inaugurato oggi nei laboratori del Polo Ferrari a Povo un dinamometro inerziale ad alto contenuto tecnologico, una speciale strumentazione Brembo per la ricerca che renderà ancora più stretta la collaborazione tra l’ateneo e la multinazionale dell’automotive Brembo SpA
Insieme per studiare come ridurre le emissioni di particolato legate all’usura dei sistemi frenanti. Nuovi design e rivestimenti per i prototipi che saranno messi a punto e linee guida accurate per misurare una fonte di inquinamento atmosferico mai finora monitorata a livello internazionale. È l’obiettivo di una serie di progetti in corso che coinvolgono il Dipartimento di Ingegneria industriale
Andare in automobile inquina. Ma pochi sanno che si inquina anche frenando e dunque anche utilizzando macchine elettriche che sembrano sempre più i veicoli del futuro. Studi scientifici internazionali hanno recentemente messo in luce come il sistema frenante (disco freno-pastiglia) e gli pneumatici, se usurati, contribuiscano considerevolmente all’inquinamento atmosferico da polveri sottili. Ma se, da un lato, i gas emessi dal tubo di scappamento delle automobili sono sotto stretta osservazione e monitoraggio grazie alle nuove direttive europee, ben poco ancora si sa delle responsabilità nell’inquinamento legate all’usura di pneumatici e freni, poiché attualmente non esistono standard o direttive comunitarie sulle emissioni da queste fonti.
Per tentare di riempire questo vuoto di informazioni e di tecnologia, Brembo SpA e il Dipartimento di Ingegneria industriale (DII) collaborano insieme da anni. L’avvio del lavoro congiunto risale al 2013 con il progetto europeo “Rebrake”, poi con il progetto “Lowbrasys” (un mega progetto con dieci partner e un budget da 9,5 milioni). Oggi la collaborazione continua con il progetto “Ecopads”, svolto all’interno di EIT Raw Materials. Oggi al Polo Fabio Ferrari di Povo è stato inaugurato un dinamometro inerziale ad alto contenuto tecnologico, una speciale strumentazione per la ricerca che renderà ancora più stretta la collaborazione. All’inaugurazione, che si è svolta alla presenza anche dei dottorandi del Dipartimento che lavorano a stretto contatto con Brembo, erano presenti il rettore Paolo Collini, il direttore del Dipartimento di Ingegneria industriale, Dario Petri, e i leader della ricerca di Brembo, Alessandro Ciotti, direttore advanced R&D, Andrea Gavazzi, direttore del gruppo “Friction” e Guido Perricone, responsabile della sezione materiali.
«Grazie anche a questo macchinario sarà condotto un lavoro particolare sulla concentrazione, la morfologia e la composizione chimica delle emissioni di particelle – ha commentato Giovanni Straffelini, referente scientifico della collaborazione per il Dipartimento di Ingegneria industriale – elaborando un modello di riferimento che consenta di simulare i meccanismi di produzione ed emissione delle particelle, in modo da disporre degli strumenti adatti per controllare e contenere le emissioni. La ricerca permetterà di mettere a punto cuscinetti e dischi frenanti per l’automotive dal nuovo design e rivestimenti particolari in grado di abbattere le emissioni inquinanti. I nuovi materiali e sistemi saranno testati in differenti condizioni di usura, in condizioni di traffico cittadino, su strade di montagna e in diverse condizioni ambientali, utilizzando proprio le capacità di simulazione della nuova strumentazione inaugurata oggi».
L’inquinamento atmosferico da PM
I particolati – conosciuti da tutti anche con l’acronimo PM (Particulate Matter) – sono piccole particelle solide o liquide di pulviscolo atmosferico o fuliggine composte da varie sostanze (fibre, particelle carboniose, metalli, silice, inquinanti liquidi o solidi), che vengono disperse nell’aria da varie fonti, sia naturali (come eruzioni di vulcani, incendi boschivi o tempeste di sabbia), sia artificiali, legate ai processi di combustione fossile, ai trasporti e all’attività dei macchinari per la produzione industriale e agricola.
Considerato l’inquinante di maggior impatto nelle aree urbane, il particolato viene classificato in base alle sue dimensioni che vanno da pochi nanometri fino ai 500 micrometri e oltre (cioè da miliardesimi di metro fino a mezzo millimetro). Particolarmente dannose per la salute sono le particelle più piccole, con diametro inferiore a 2.5 micrometri, e quelle ultrafini (diametro inferiore a 0.1 micrometri) che penetrano nei polmoni causando patologie legate all’infiammazione vascolare e potenzialmente anche all’insorgenza di tumori.
Secondo il rapporto 2011 della Commissione europea sulla qualità dell’aria nel continente, la quantità di particolato di dimensioni tanto piccole rappresenta tra il 40 e l’80% del totale presente nell’atmosfera. E la quota è in costante crescita negli ultimi anni. Un dato che incide sensibilmente sulla salute della popolazione delle aree urbane che – sempre secondo il rapporto – sarebbe esposta a questi inquinanti oltre i limiti di legge, in misura tra il 18 e il 40% in base alle zone. La mortalità associata alla presenza di questi inquinanti crescerebbe del 15-20% nei grandi centri urbani altamente inquinati, con una contrazione dell’aspettativa di vita in media di 8.6 mesi (pari a una stima di circa 5 milioni di anni di vita potenzialmente persi in Europa).
Per tentare di riempire questo vuoto di informazioni e di tecnologia, Brembo SpA e il Dipartimento di Ingegneria industriale (DII) collaborano insieme da anni. L’avvio del lavoro congiunto risale al 2013 con il progetto europeo “Rebrake”, poi con il progetto “Lowbrasys” (un mega progetto con dieci partner e un budget da 9,5 milioni). Oggi la collaborazione continua con il progetto “Ecopads”, svolto all’interno di EIT Raw Materials. Oggi al Polo Fabio Ferrari di Povo è stato inaugurato un dinamometro inerziale ad alto contenuto tecnologico, una speciale strumentazione per la ricerca che renderà ancora più stretta la collaborazione. All’inaugurazione, che si è svolta alla presenza anche dei dottorandi del Dipartimento che lavorano a stretto contatto con Brembo, erano presenti il rettore Paolo Collini, il direttore del Dipartimento di Ingegneria industriale, Dario Petri, e i leader della ricerca di Brembo, Alessandro Ciotti, direttore advanced R&D, Andrea Gavazzi, direttore del gruppo “Friction” e Guido Perricone, responsabile della sezione materiali.
«Grazie anche a questo macchinario sarà condotto un lavoro particolare sulla concentrazione, la morfologia e la composizione chimica delle emissioni di particelle – ha commentato Giovanni Straffelini, referente scientifico della collaborazione per il Dipartimento di Ingegneria industriale – elaborando un modello di riferimento che consenta di simulare i meccanismi di produzione ed emissione delle particelle, in modo da disporre degli strumenti adatti per controllare e contenere le emissioni. La ricerca permetterà di mettere a punto cuscinetti e dischi frenanti per l’automotive dal nuovo design e rivestimenti particolari in grado di abbattere le emissioni inquinanti. I nuovi materiali e sistemi saranno testati in differenti condizioni di usura, in condizioni di traffico cittadino, su strade di montagna e in diverse condizioni ambientali, utilizzando proprio le capacità di simulazione della nuova strumentazione inaugurata oggi».
L’inquinamento atmosferico da PM
I particolati – conosciuti da tutti anche con l’acronimo PM (Particulate Matter) – sono piccole particelle solide o liquide di pulviscolo atmosferico o fuliggine composte da varie sostanze (fibre, particelle carboniose, metalli, silice, inquinanti liquidi o solidi), che vengono disperse nell’aria da varie fonti, sia naturali (come eruzioni di vulcani, incendi boschivi o tempeste di sabbia), sia artificiali, legate ai processi di combustione fossile, ai trasporti e all’attività dei macchinari per la produzione industriale e agricola.
Considerato l’inquinante di maggior impatto nelle aree urbane, il particolato viene classificato in base alle sue dimensioni che vanno da pochi nanometri fino ai 500 micrometri e oltre (cioè da miliardesimi di metro fino a mezzo millimetro). Particolarmente dannose per la salute sono le particelle più piccole, con diametro inferiore a 2.5 micrometri, e quelle ultrafini (diametro inferiore a 0.1 micrometri) che penetrano nei polmoni causando patologie legate all’infiammazione vascolare e potenzialmente anche all’insorgenza di tumori.
Secondo il rapporto 2011 della Commissione europea sulla qualità dell’aria nel continente, la quantità di particolato di dimensioni tanto piccole rappresenta tra il 40 e l’80% del totale presente nell’atmosfera. E la quota è in costante crescita negli ultimi anni. Un dato che incide sensibilmente sulla salute della popolazione delle aree urbane che – sempre secondo il rapporto – sarebbe esposta a questi inquinanti oltre i limiti di legge, in misura tra il 18 e il 40% in base alle zone. La mortalità associata alla presenza di questi inquinanti crescerebbe del 15-20% nei grandi centri urbani altamente inquinati, con una contrazione dell’aspettativa di vita in media di 8.6 mesi (pari a una stima di circa 5 milioni di anni di vita potenzialmente persi in Europa).
(a.s.)