INGEGNERIA SANITARIA AMBIENTALE
L’ingegneria sanitaria ambientale affronta gli aspetti ingegneristici delle interazioni tra attività umane ed ecosistemi, con finalità di tutela, prevenzione e risanamento dell'inquinamento chimico, fisico e biologico delle diverse matrici ambientali, intervenendo con metodi e tecnologie all’avanguardia. La ricerca, sia di base sia applicata, è condotta con un approccio integrato che comprende attività di laboratorio, modellistiche e di campo, con consolidate collaborazioni con esperti di numerose altre discipline, a livello nazionale e internazionale, in ambito sia accademico sia professionale.
La ricerca è sviluppata nell’ambito di numerosi progetti finanziati (alcuni esempi qui) e porta sia ad una cospicua produzione scientifica, comprendente articoli scientifici pubblicati su riviste internazionali di rilievo, sia una significativa attività di trasferimento tecnologico.
I principali temi di ricerca trattati sono elencati di seguito (in parentesi i nomi dei docenti coinvolti in ogni tema):
- Trattamento e produzione acque potabili (Campo, Comino, Fiore, Panepinto, Riggio, Ruffino, Tiraferri, Zanetti): processi fisico-chimici e biologici; desalinizzazione e produzione di acqua potabile a mezzo di membrane polimeriche e ceramiche; processi ossidativi avanzati; trattamenti fitodepuranti; assorbimento, qualità dell’acqua, sottoprodotti di disinfezione e contaminanti emergenti; accoppiamento di impianti di trattamento con energie rinnovabili.
- Trattamento, riuso e gestione delle acque reflue (Campo, Comino, Fiore, Panepinto, Riggio, Ruffino, Sethi, Tiraferri, Tosco, Zanetti): processi convenzionali e non per il trattamento di acque reflue civili e industriali, processi ossidativi avanzati; uso di membrane; nature-based solutions (fitodepurazione a schema ibrido o semplice, constructed wetlands, muri verdi); lagunaggio; ottimizzazione dell’efficienza energetica; trattamento fanghi; digestione anaerobica; analisi, monitoraggio e rimozione di microplastiche; riuso di acque reflue depurate per usi industriali, irrigui e potabili; valorizzazione ed estrazione di nutrienti, terre rare e energia sotto forma di materia organica; scarico liquido zero.
- Ingegneria degli acquiferi e bonifica di suolo e falde contaminate (Bianco C., Casasso, Sethi, Tosco): caratterizzazione di sistemi acquiferi; vulnerabilità e protezione delle risorse idriche; geochimica delle acque superficiali e sotterranee; geotermia a bassa entalpia: valutazione delle risorse geotermiche a bassa entalpia, modellazione del trasporto di calore nel sottosuolo per la progettazione di scambiatori di calore e pompe di calore geotermiche; trasporto colloidale in mezzi porosi; modellazione del destino ambientale e analisi di rischio per nanomateriali; analisi di rischio sanitario ambientale; bonifica di acquiferi contaminanti: barriere reattive permeabili, reagenti per ossidazione e riduzione in situ, nanoremediation; ricarica controllata della falda e soil aquifer treatment.
- Micro e nanotecnologie ambientali (Bianco C., Sethi, Tiraferri, Tosco): micro- e nano-materiali per la bonifica degli acquiferi contaminati: ottimizzazione delle sospensioni di particelle, tecnologie di iniezione, approcci integrati sperimentali/modellistici per la progettazione degli interventi in campo; micro e nanomateriali per la mitigazione della dispersione di prodotti fitosanitari nel sottosuolo: sviluppo e ottimizzazione di nano-formulazioni green, infiltrazione e dispersione nel sottosuolo a scala di laboratorio e di campo.
- Analisi di rischio sanitario ambientale e tecniche di bonifica di siti contaminati (Panepinto, Ravina, Ruffino, Zanetti). Utilizzo dell’approccio dell’analisi di rischio sanitario ambientale per la valutazione dei rischi per la salute umana e per l’ambiente di siti contaminati, processi industriali e attività congiuntamente a valutazioni di sostenibilità ambientale; modelli di analisi del rischio sanitario ambientale, procedure di calcolo e stima, applicazione a siti contaminati; approccio forward e backward per la valutazione delle condizioni di compatibilità; valutazione comparativa di software e implementazione software Rachel; test in sito e di laboratorio di tecniche di bonifica individuate a valle di piani di caratterizzazione e analisi di rischio.
- Rifiuti (Fiore, Panepinto, Ruffino, Zanetti): trattamenti fisico-chimici, biologici e termici; recupero di materie prime secondarie, critical raw materials e energia da rifiuti urbani e rifiuti industriali; analisi di rischio sanitario ambientale dell’uso di prodotti riciclati; discariche per rifiuti pericolosi e non pericolosi; applicazione dei principi della circular economy in ambito industriale e urbano; analisi di sostenibilità ambientale delle operazioni di riuso, riciclo, recupero; valutazione tecnica, ambientale ed economica e messa a punto di tecnologie innovative.
- Energie green e rinnovabili (Campo, Fiore, Panepinto, Riggio, Ruffino, Tiraferri, Zanetti): digestione anaerobica di biomasse a scopi energetici su impianti wet, semi-wet e dry; produzione di e-metano tramite bio-metanazione dell’idrogeno in reattori anaerobici in-situ ed ex situ; sviluppo di tecnologie per l’uso massivo e monospecifico di ceppi algali per l’abbattimento della CO2; geotermia a bassa entalpia; produzione energetica da impianti a biomassa mediante trattamenti termici; nesso acqua/energia.
- Siti produttivi, servizi e autorità locali (Campo, Fiore, Panepinto, Riggio, Ruffino, Zanetti): ottimizzazione dei cicli di gestione di acqua e rifiuti per la minimizzazione dei consumi idrici e la gestione e recupero dei rifiuti; trattamento delle emissioni gassose, liquide e solide; adozione delle Migliori Tecnologie Disponibili; Sistemi di Gestione Ambientale (ISO14001-EMAS) e Sistemi di Gestione Integrata in industrie e autorità locali.
- Valutazioni ambientali (Comino, Bianco I., Blengini, Fiore, Panepinto, Ruffino, Zanetti): Life Cycle Assessment (LCA), Life Cycle Risk Analysis (LCRA), valutazione degli ecosistemi attraverso indicatori ecologici; indicatori di performance ambientali, emission trading, quantificazione e certificazione di gas serra; effetti delle attività antropiche sugli ecosistemi.
- Emissioni gassose e inquinamento dell’aria (Panepinto, Ravina, Riggio, Ruffino, Zanetti): valutazione delle emissioni inquinanti prodotte da diverse tipologie di impianti industriali, modellazione della dispersione in atmosfera delle emissioni gassose (mediante l’utilizzo di software dedicati) e valutazione delle sorgenti; studio delle condizioni di compatibilità ambientale dei contaminanti emessi in atmosfera con l’impiego di modelli di dispersione; valutazione emissioni – immissioni con applicazione dei metodi di statistica multivariata (PCA, GAC) alle impronte delle sorgenti (finger print). Valutazione dell’impatto olfattivo.
- Applicazioni di phytotecnologie come strumento di valutazione, risanamento e monitoraggio ambientale (Comino): “learning by nature”: green wall, phytodepurazione, Nature-Based Solution (NBS)
Ulteriori approfondimenti sono disponibili nei siti dei gruppi di ricerca:
- Gruppo di Ingegneria degli Acquiferi www.polito.it/groundwater
- Gruppo Trattamento Acque con processi a Membrana: http://areeweb.polito.it/ensurewater
- Gruppo di ricerca in Ingegneria Sanitaria Ambientale www.wearwe.polito.it
- Gruppo LCA: https://areeweb.polito.it/ricerca/LCA
- Gruppo Circular Economy@DIATI: http://ww.circulareconomydiati.polito.it/
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