Test sulla Limmat per combattere la plastica negli oceani

Ogni anno, milioni di tonnellate di rifiuti della civiltà finiscono negli oceani del mondo. La plastica costituisce la parte più consistente. Si decompongono molto lentamente e minacciano non solo la vita marina e gli ecosistemi, ma anche la nostra salute. Dal 2019, gli studenti all'ETH di Zurigo sono alla ricerca di soluzioni tecniche per alleviare questo problema nell'ambito dell'iniziativa "Autonomous River Cleanup". C'è una ragione principalmente pratica per concentrarsi sui fiumi. Una volta che i rifiuti di plastica sono finiti in mare, diventa molto più difficile o addirittura impossibile rimuoverli in modo efficace, poiché si diffondono ampiamente e si scompongono in particelle sempre più piccole. "Nei fiumi, i rifiuti tendono a essere più concentrati e intatti, il che può renderne più facile la rimozione", spiega Fidel Esquivel, studente dell'ETH in Robotics, Systems and Control e membro fondatore del progetto ARC.

Puntare su un sistema efficiente e intelligente

Gli studenti hanno analizzato diverse tecnologie in laboratorio, che ora stanno testando per la prima volta in un ambiente realistico e in interazione tra loro. L'impianto di prova si trova sul fiume Limmat, presso il Platzspitz di Zurigo. Fino alla fine di agosto, gli studenti analizzeranno tre fasi, tra le altre, che sono fondamentali per la rimozione dei rifiuti: Concentrazione in un luogo, raccolta e smistamento. Vogliono anche utilizzare le telecamere sul ponte Walchebrücke per valutare la quantità e la composizione dei rifiuti nel fiume. Il gruppo sta testando diversi approcci alla concentrazione dei rifiuti in un unico luogo, alcuni dei quali combinati tra loro, tra cui una barriera galleggiante e una barriera fatta di bolle d'aria. Per raccogliere il materiale sulla piattaforma di prova, gli studenti utilizzano un nastro trasportatore e ne testano l'allineamento ottimale. Infine, un braccio robotico dotato di telecamera separerà i rifiuti in base al materiale, mentre la biomassa verrà reimmessa in acqua. Questo dimostrerà se gli algoritmi di deep learning appositamente programmati riconoscono correttamente gli oggetti. Per analizzare il percorso dei rifiuti, gli studenti utilizzano, tra l'altro, localizzatori GPS galleggianti. I risultati dei test saranno poi pubblicati sul sito web del progetto.

Il progetto ARC mira ad accrescere le conoscenze su vari aspetti, ad esempio sulla questione di come quantificare i rifiuti nei corpi idrici. La quantità di plastica e di altri rifiuti della civiltà che finiscono nei fiumi e negli oceani non è nota con precisione e studi diversi arrivano a stime molto diverse. Inoltre, l'analisi e la differenziazione dei rifiuti sul posto è un approccio nuovo. "Come primo passo, vogliamo garantire che la biomassa venga restituita al fiume per ridurre al minimo l'impatto sull'ecosistema. A lungo termine, tuttavia, il nostro obiettivo è quello di separare i rifiuti per materiale e persino per tipi diversi di plastica, in modo da poterli riciclare", spiega Joachim Schaeffer, studente di master in Scienza e Tecnologia dell'Energia presso l'ETH di Zurigo, che sta conducendo i test sulla Limmat. In definitiva, l'intero sistema dovrebbe essere il più efficiente e intelligente possibile dal punto di vista energetico. Ad esempio, l'intensità delle bolle d'aria e la velocità del nastro trasportatore potrebbero essere regolate automaticamente in base alla quantità di rifiuti rilevati, come spiega Schaeffer.

Prevista l'espansione a fiumi più inquinati

Il sito di prova è stato scelto in questa parte della Limmat per diversi motivi. Uno di questi è la vicinanza all'edificio principale dell'ETH e ai laboratori circostanti. Inoltre, in questo tratto della Limmat non circolano imbarcazioni e la balneazione è vietata. L'installazione è stata autorizzata dall'Ufficio cantonale per i rifiuti, l'acqua, l'energia e l'aria. L'impatto sulla flora e sulla fauna sarà ulteriormente analizzato durante i test.

L'ulteriore sviluppo del progetto ARC dipende dai risultati di questa fase di test. Il gruppo vuole migliorare ulteriormente il suo sistema sulla base dei risultati e sta pianificando ulteriori test l'anno prossimo su fiumi più grandi e fortemente inquinati in Africa, India o Sud-Est asiatico. La Limmat non è un fiume fortemente inquinato", chiarisce Fidel Esquivel: "L'impianto viene utilizzato principalmente per testare il nostro sistema e non per pulire il fiume, anche se siamo già riusciti a riempire alcuni sacchi della spazzatura con i rifiuti raccolti"."ARC è supportata da diversi partner industriali, è in contatto con l'Università di Risorse Naturali e Scienze della Vita di Vienna ed è interessata a ulteriori partnership internazionali. L'obiettivo è quello di offrire soluzioni personalizzate per diversi gruppi di stakeholder e condizioni locali, utilizzando tecnologie collaudate. I clienti possono essere del settore pubblico o privato.