L’ Istituto nazionale francese di ricerca per lo sviluppo (IRD) presenta un sensore di inquinamento dell’acqua per la natura stampato in 3d

FRENCH NATIONAL IRD 3D STAMPA IL SENSORE DI INQUINAMENTO DELL’ACQUA UTILIZZANDO LA TECNOLOGIA FORMLABS

L’ Istituto nazionale francese di ricerca per lo sviluppo (IRD) ha sviluppato un sensore di inquinamento dell’acqua per la natura utilizzando la tecnologia di stampa 3D stereolitografica (SLA) di Formlabs .

L’IRD è un’organizzazione pubblica multidisciplinare che opera sotto la supervisione dei Ministeri dell’Istruzione Superiore, della Ricerca e dell’Innovazione e di Europa e Affari Esteri. È coinvolta nella promozione di uno sviluppo sostenibile dal punto di vista ambientale e geopolitico in oltre cinquanta paesi.

L’obiettivo principale di questo progetto era produrre un dispositivo “a basso costo” per scopi di monitoraggio ambientale. Il team aveva deciso di stampare in 3D poiché desiderava produrre un prototipo del sensore di facile utilizzo con strumenti disponibili in commercio. Attraverso l’uso del pratico dispositivo, i non specialisti in natura sono in grado di testare le acque e raccogliere dati sull’inquinamento, creando così una vera rete di osservazione dei cittadini.

Il team ha immaginato un dispositivo che avrebbe funzionato come una sonda elettronica incapsulata in un guscio impermeabile. La scelta progettuale è stata fatta per soddisfare l’obiettivo principale di isolare gli inquinanti nell’acqua, in particolare il mercurio. Lo scopo di questo dispositivo consiste nel facilitare il campionamento, rendendo possibile il passaggio da una rete di osservazione “specialistica” a una partecipativa. In effetti, con conseguente coinvolgimento di più residenti locali che raccolgono dati sparsi da diversi corpi idrici.

“Un sistema di sensori elettronici isola e concentra il mercurio nell’acqua su piccole piastre che vengono poi inviate a un laboratorio di analisi. Questi elementi elettronici sono protetti dall’acqua da un’infrastruttura meccanica “, ha affermato David Point, membro del team, esperto del ciclo del mercurio e ricercatore dell’IRD.

SLA o FDM?

Il team ha utilizzato inizialmente la modellazione a deposizione fusa (FDM) durante il primo tentativo di costruire l’infrastruttura meccanica. Ciò, tuttavia, si è rivelato inefficace principalmente a causa della tenuta all’acqua: la sonda non è stata in grado di resistere alla pressione sott’acqua. Una volta che il dispositivo ha raggiunto una profondità di oltre 200 metri, la formazione di micro-vacuoli è diventata un problema importante. Secondo Anthony Gautier, ingegnere consulente presso l’IRD, la mancanza di tenuta stagna significava che il team “aveva un problema di affidabilità – tre quarti delle parti non funzionavano”.

Alla luce di queste sfide, il team ha optato per l’attrezzatura di stampa 3D SLA di Formlabs. Sono stati eseguiti numerosi test utilizzando resina standard, resina dura e resina flessibile, sperimentando con acque sintetiche, acqua di mare e acqua naturale.

“I materiali si sono comportati molto bene durante questi test”, aggiunge Gautier. “Abbiamo finalmente deciso di utilizzare diversi tipi di resine: il corpo principale, che deve resistere agli urti, è stampato in resina durevole, mentre gli alloggiamenti secondari sono stampati in resine standard a risoluzioni più elevate”.

Il nuovo prototipo è idoneo per i test sul campo in quanto soddisfa tutte le specifiche IRD originali, tra cui una sonda impermeabile con un sensore chimico, un modulo Bluetooth, componenti elettronici e batterie per un alimentatore. Le capacità tecnologiche di Formlabs hanno consentito, in parte, all’IRD francese di vincere una serie di progetti dal titolo “Acting for Water Resources”, promossi da SUEZ , società francese impegnata nella protezione delle risorse idriche.

Formlabs e IRD stanno ora lavorando per creare 15 copie della sonda, che presto saranno disponibili per gli utenti. Il duo sta anche lavorando per trovare un modo per stampare più parti contemporaneamente e semplificare la post-elaborazione. Potenzialmente, il modello successivo potrebbe utilizzare la resina elastica in quanto ha proprietà simili al silicone e può ridurre le vibrazioni sott’acqua.

Soluzioni ambientali per la stampa 3D

In termini di inquinamento delle acque, anche la start-up Nano Sun con sede a Singapore ha utilizzato la stampa 3D per una causa ambientale. L’azienda ha recentemente utilizzato la stampa 3D per produrre membrane filtranti in grado di rimuovere gli inquinanti dell’acqua. Le membrane sono principalmente destinate alle imprese industriali che cercano di rimuovere gli inquinanti dalle acque reflue.

Altrove, presso l’ Università di Huelva , i ricercatori hanno stampato in 3D una struttura a forma di spirale in grado di rimuovere i sottoprodotti di disinfezione (DBP) dall’acqua potabile. Considerando la vitalità dell’acqua, tali progressi, realizzabili attraverso la produzione additiva, sono fondamentali in quanto migliorano il trattamento dell’acqua.

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