Spiro: dispositivo bioispirato per il rilevamento e la mitigazione dell'inquinamento indoor

Abstract

Respirare è un processo spontaneo che si ripete circa 20.000 volte al giorno attraverso l immissione di 20kg di aria (quando beviamo solamente 2 kg di acqua e mangiamo circa 1 kg di cibo al giorno) per questo respirare è uno dei fattori cruciali della nostra salute e la qualità dell aria che immettiamo è strettamente legata al nostro benessere fisico. Particolare attenzione va dedicata alla qualità dell aria negli ambienti chiusi perché è tra casa uffici scuole etc. che trascorriamo la quasi totalità (80-90%) delle nostre 24 ore. Il Ministero dell ambiente definisce inquinamento indoor la presenza nell aria di ambienti confinati di contaminanti fisici chimici e biologici non presenti naturalmente nell aria esterna di sistemi ecologici di elevata qualità . L inquinamento indoor è composto principalmente da anidride carbonica (CO2) processi di combustione (fumo di tabacco passivo stufe e fornelli) COV (Composti Organici Volatili derivati da prodotti per la pulizia profumi colle e agenti chimici presenti negli arredi e nei materiali da costruzione) e inquinanti derivati dall esterno (particolati biossido di azoto ozono troposferico etc.). L esposizione prolungata a questi inquinanti può provocare danni alla salute sia sul breve che sul lungo termine principalmente a danno del sistema respiratorio endocrino e cardiovascolare. Si stima che il costo sanitario imputabile all inquinamento indoor solo in Italia sia tra i 152 e i 234 milioni di euro (dati della Commissione Indoor del 2001). Ad oggi il mercato dei purificatori d aria indoor sta crescendo velocemente in parallelo all aumentata consapevolezza degli utenti. I principali sistemi di filtrazione analizzati possono dividersi sostanzialmente in tre categorie:- filtri biologici che sfruttano il potere purificante delle piante molto efficienti ma bisognosi di grandi spazi per essere efficienti.- filtri meccanici come i filtri HEPA (dall inglese High Efficiency Particulate Air filter) sono sistemi di filtrazione ad elevata efficienza ma per funzionare correttamente devono essere sostituiti con una frequenza di 3/6 mesi non sono riciclabili e sono rifiuti carichi degli agenti inquinanti filtrati.- filtri fotocatalitici a base di biossido di titanio che sfruttano un processo chimico innescato dalla luce per deteriorare fino a renderli innocui particolati agenti chimici e biologici presenti nell aria. Oltre ad avere un azione purificante sull aria questi filtri sono anche antibatterici e possono essere rigenerati semplicemente lavandoli quindi senza costituire un rifiuto costante. Il fulcro della tesi è stato cercare di capire come si potesse innovare il settore dei purificatori d aria fotocatalitici con un approccio bioispirato in particolare prendendo a riferimento dal mondo naturale le tecniche di filtrazione e rifrazione della luce per potenziare l azione purificante di questi dispositivi. L ispirazione al mondo naturale ha portato alla progettazione di una forma complessa realizzata grazie alla progettazione parametrica e prodotta tramite manifattura additiva che ha fatto di un filtro un elemento sia tecnico che estetico aumentando l efficienza del dispositivo e riducendo i rifiuti in fase d uso.