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La formazione di depositi inorganici e biofilm batterici negli impianti di distribuzione dell’acqua assume una doppia rilevanza: sugli aspetti tecnici, a causa dell’usura della rete idrica e della perdita di carico determinata dalla diminuzione del diametro interno della tubatura; da un punto di vista sanitario, se si considera il continuo rilascio in acqua, da parte del biofilm, di microrganismi, alcuni dei quali potenzialmente patogeni.

Ad affrontare il problema un gruppo di ricercatori del Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale e del Dipartimento di Elettronica, Informatica e Bioingegneria che ha ideato Dirty Sensing: un dispositivo miniaturizzato capace non solo di monitorare lo spessore, ma anche di discriminare la natura (inorganica e biologica), dello strato del deposito.

Tale caratteristica, che rappresenta il cuore dell’innovazione, dipende dal principio di funzionamento, basato sulla misura dell’impedenza elettrica tra coppie di elettrodi planari applicati sulla superficie interna del condotto e posti ad una distanza comparabile con lo spessore da misurare.

“Durante i test abbiamo sorprendentemente scoperto che è possibile distinguere il tipo di deposito per come questo influisce sulla resistenza ionica: un crescente  spessore dello strato inorganico determina un effetto isolante nei confronti del sensore, la resistività aumenta e diminuisce la conducibilità; mentre al crescere dello spessore dello strato biologico aumenta la produzione di ioni, derivati dal metabolismo batterico, determinando nel complesso un aumento delle conducibilità e un calo di resistività.” Spiegano Antonelli, Carminati e Turolla, inventori della tecnologia.

Il dispositivo sensorizzato, semplice, economico e modulare, trasmette i dati in tempo reale ad un server esterno che li processa ed invia un segnale d’allarme qualora vengano superati i limiti soglia impostati. Inoltre, sulla base dei dati raccolti e grazie al supporto di un software di intelligenza artificiale, sarà possibile ottimizzare i processi di gestione e manutenzione dei sistemi, allo scopo di risparmiare risorse e limitare gli sprechi.

In futuro, si prevede di integrare la tecnologia con altri sensori in grado di rilevare ioni metallici, rilasciati in acqua a seguito di fenomeni di ossidazione, che possono rappresentare un’altra fonte di contaminazione della rete idrica e una minaccia per la salute pubblica.

Ad oggi, i settori d’applicazione sono diversi e spaziano dalla gestione delle reti idriche e di teleriscaldamento, fino al monitoraggio degli elettrodomestici. Tuttavia, si possono immaginare numerose altre applicazioni rivolte ad impianti industriali e ad altri settori, come quello dell’industria alimentare e delle Smart Cities