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La rivista annuale di Innosuisse 2021

Microinquinanti che si dissolvono nel nulla

I microinquinanti vengono trasportati in ruscelli, fiumi e laghi da prodotti di consumo come cosmetici, pentole e tessuti, ma anche da prodotti chimici, pesticidi o farmaceutici. Una volta entrati nel ciclo dell’acqua, non possono essere degradati biologicamente – cioè con impianti di trattamento delle acque reflue – e si accumulano sempre di più. «Il problema del microinquinamento esiste ovunque» dice il dott. Silvan Staufert, cofondatore e CTO della start-up zurighese Oxyle AG. «Sono una forma molto insidiosa di inquinamento. È anche molto difficile dimostrarlo».

Non sono i microinquinanti stessi ad essere visibili, ma sempre più le loro conseguenze. «Nelle acque a valle delle stazioni di depurazione, per esempio, si è scoperto che l’80 % dei pesci maschi sono femminilizzati. È la conseguenza della presenza di ormoni femminili nelle acque, provengono dai medicamenti e dall’agricoltura.»

«Collaborare con Innosuisse è molto semplice e pratico. Osservano attentamente, ma non creano molti impegni per noi imprenditori e imprenditrici. Con le sovvenzioni europee, le cose sono più complicate».

Silvan Staufert

Silvan Staufert, cofondatore e CTO di Oxyle AG

Distruggere completamente le sostanze inquinanti

Oxyle è stata fondata nel 2020 come spin-off del Politecnico di Zurigo e il suo obiettivo è combattere l’inquinamento dove si verifica: nell’industria manifatturiera, ad esempio aziende farmaceutiche o fabbricanti di prodotti chimici industriali, e nei comuni. «Vogliamo avvicinare il processo di purificazione il più possibile al punto di produzione e trattare l’intero ciclo dell’acqua in loco.»

L’ingegnere meccanico e la sua socia, la dott.ssa Fajer Mushtaq, CEO di Oxyle, hanno sviluppato dei catalizzatori speciali in grado di rimuovere efficacemente gli inquinanti ostinati e tossici dalle acque reflue. «I nostri catalizzatori possono eliminare oltre il 95 % degli inquinanti organici presenti nell’acqua».

Una soluzione economica e sostenibile

A differenza di altri metodi, i catalizzatori di Oxyle non filtrano i microinquinanti dal ciclo dell’acqua, ma li distruggono completamente. «I nostri catalizzatori funzionano come nelle auto, dove il catalizzatore usa il calore del gas di scarico per distruggere le sostanze inquinanti nello scarico. Il catalizzatore di Oxyle assorbe gli stimoli meccanici come le vibrazioni o le bolle. Questa energia ceduta innesca un processo chimico che distrugge i microinquinanti. A seguito del processo chimico, alla fine resta solo acqua pulita e pochissima anidride carbonica che si forma durante il processo di depurazione.»

L’idea che le impurità possano per così dire dissolversi nel nulla non è nuova, sottolinea Silvan Staufert. «Ma abbiamo sviluppato un materiale estremamente poroso che può essere attivato in modo molto efficiente. I nostri catalizzatori hanno così una grande superficie e possono distruggere tutti i tipi di microinquinanti in un colpo. Le tipiche acque di scarico industriali vengono pulite in 20 minuti.» È un metodo efficiente e facile da impiegare. Il catalizzatore ha una vita utile estremamente lunga, dice il CTO di Oxyle. Per questo crede che la sua innovazione sia conveniente e sostenibile.

Akram Rahimi, direttrice dello sviluppo dei materiali, mostra come funziona il modulo di prova dotato di un nanocatalizzatore.

Collaborazione con un’impresa norvegese

A questo punto l’obiettivo è sviluppare ulteriormente il sistema collaudato di catalizzatore per applicazioni più grandi, mediante un sistema flow-through: invece di trattare le acque reflue in un serbatoio chiuso come finora, puntiamo a un flusso continuo in un circuito. A questo proposito, Oxyle collabora con l’impresa norvegese Biowater Technology AS e l’istituto di ricerca norvegese SINTEF all’interno di un progetto Eurostars (link-ancora a testo a comparsa Eurostars).

Biowater Technology AS ha sviluppato un sistema per il trattamento biologico delle acque reflue su piccola scala, un completamento importante per la start-up svizzera: «Biowater è un partner interessante per noi. Da un’azienda avanzata abbiamo molto da imparare sul miglior modo di lavorare con l’industria. Ci sono anche buone sinergie tra le nostre tecnologie. In molte industrie vi sono entrambi i tipi di contaminanti, biologici e microinquinanti. Anche a progetto concluso vogliamo proseguire la collaborazione e fornire insieme soluzioni all’industria e ai comuni».

Speranza di ingresso sul mercato

L’istituto di ricerca norvegese SINTEF aiuta i due partner a modellare i processi e ad ottimizzarli mediante simulazioni. «Per una piccola impresa come la nostra sarebbe troppo oneroso giungere a questi risultati con esperimenti.»

Nell’ambito del progetto Eurostars si svolgono esperimenti anche con la forma del catalizzatore: ad esempio, con pellet che galleggiano nell’acqua. Pompando l’acqua attraverso il sistema, i pellet vengono turbinati nell’acqua. Essi vengono così schiacciati o urtati gli uni con gli altri. Si crea in tal modo energia per distruggere le impurità. «Gli esperimenti hanno dimostrato che è un modo efficiente in termini energetici per decomporre gli inquinanti.» Anche le microbolle formate da forti correnti nell’acqua danno impulso alla decomposizione. Una bolla che si disintegra innesca un’onda d’urto. Questo attiva il materiale sotto forma di pellet.

L’obiettivo concreto del progetto è quello di produrre un reattore pilota in cui i catalizzatori distruggano i microinquinanti e altri contaminanti. In seguito vogliamo svolgere una prova di tre mesi con un trattamento biologico presso un cliente. «Ci auguriamo che sia la svolta importante per poter entrare nel mercato.»

Indipendentemente dal mercato a cui punta inizialmente Oxyle: la sua è un’innovazione con un potenziale enorme in tutto il mondo. Perché i microinquinanti non conoscono frontiere.

La CEO di Oxyle Fajer Mushtaq regola il prototipo del reattore a flusso.

Passo dopo passo verso la collaborazione internazionale: a questo contribuisce Innosuisse

Rete EEN: un aiuto nella ricerca dei partner giusti all’estero

L’Enterprise Europe Network (EEN) aiuta le piccole e medie imprese a trovare i partner giusti a livello internazionale e a crescere. In Svizzera, Innosuisse è responsabile del sostegno nel settore della ricerca, dell’innovazione e della tecnologia e mette in contatto le imprese con i partner giusti, come nel progetto Eurostars «Hydrocat». Silvan Staufert è esultante, dice che collaborare con Innosuisse è molto semplice e pratico. «I responsabili guardano attentamente, ma non creano molti impegni per noi imprenditori e imprenditrici. Con le sovvenzioni europee, le cose sono più complicate.»

Eurostars: sostegno a un progetto internazionale

Per la collaborazione di 36 mesi con i partner norvegesi, Oxyle usufruisce di sostegni all’interno di un progetto Eurostars. Il budget per l’intero progetto è di quasi 2 milioni di euro. Innosuisse sostiene la start-up svizzera nel finanziamento, nella stesura dei contratti e nel reporting.

BRIDGE: un affiancamento nel passaggio dalla ricerca alla realtà economica

Per un periodo di due anni, il CEO di Oxyle Fajer Mushtaq usufruirà del sostegno del programma BRIDGE di Innosuisse e del Fondo nazionale svizzero per la scienza. Il Proof of Concept di BRIDGE aiuta ricercatori e ricercatrici ad attuare sul piano pratico i risultati scientifici da loro ottenuti nel dottorato presso il Politecnico di Zurigo: si può dimostrare che il materiale innovativo per il trattamento delle acque reflue presenta un funzionamento affidabile in loco nella stazione di depurazione e che può essere prodotto in modo conveniente e in grandi quantità.

Core coaching: start-up ben allenata per il mercato

Il Core coaching di Innosuisse aiuta quella che è ancora una giovane start-up a crescere e ad affrontare le questioni generali per svilupparsi come impresa. «Questo coaching è prezioso per noi. Il nostro coach Christoph Heidelberger ci affianca, ad esempio, nella pianificazione finanziaria, in aspetti relativi alle strutture di un’organizzazione, nelle tappe da completare o nel contatto con gli investitori. Insomma, un pack completo.» Staufert sottolinea che è un supporto molto prezioso anche per la collaborazione internazionale. «Il nostro coach ci ha già dato consigli per la cooperazione transfrontaliera con altre imprese e ci ha indicato a quale mercato dovremmo puntare per primo».

Mentoring: un aiuto per la domanda di un progetto successivo

La start-up ha già altre grandi idee e obiettivi e ha presentato una nuova proposta di progetto. Per farlo, si è avvalsa dell’aiuto di un mentore dell’innovazione. E il mentore ha aiutato Oxyle a portare avanti con successo la proposta per il progetto di Innosuisse.

Sostegno fornito da Innosuisse

  • Progetto internazionale: Eurostars
  • Rete EEN: un aiuto nella ricerca dei partner giusti all’estero
  • BRIDGE – Proof of Concept
  • Start-up coaching: Core coaching
  • Mentoring per l’innovazione