Molto spesso il senso pratico è una prerogativa dell’universo femminile e il caso di Emily Hanhauser lo conferma.
Emily si è laureata presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica al MIT e stava studiando i problemi idrici in India e le tecniche impiegate per analizzare il livello di contaminazione delle acque.
Piombo, arsenico e altri metalli pesanti sono sempre più presenti nei sistemi idrici, tra le cause principali ci sono proprio l’impiego di pesticidi e lo smaltimento inadeguato di rifiuti elettronici. E l’acqua contenente questi materiali è una vera minaccia per la salute di tante persone vulnerabili, come nel caso di bambini o donne in gravidanza.
In alcune zone dell’India però il monitoraggio delle acque è un processo molto laborioso, costoso e poco tempestivo. Vengono raccolti i campioni di acqua, devono essere conservati adeguatamente e poi vengono trasportati nei laboratori per le analisi. Spesso i tragitti sono lunghi perché i laboratori sono distanti dai punti di raccolta.
Così Emily, lavorando con un team di ricercatori, ha avuto l’idea di progettare un nuovo strumento, pratico e poco costoso. Il dispositivo è stato ideato nel design e nelle dimensioni proprio per essere inserito all’interno di una tipica bottiglia di campionamento. Sembra una piccola elica o una frusta per sbattere le uova. Quando viene fatto roteare all’interno della bottiglia per diversi minuti, lo strumento assorbe la maggior parte dei contaminanti presenti nel campione d’acqua. Una volta fatto asciugare all’aria, il dispositivo può essere spedito in una busta a un laboratorio, dove gli scienziati possono immergerlo in una soluzione di acido per recuperare, raccogliere e analizzare i contaminanti.
Questa soluzione è stata ideata per far fronte alle esigenze indiane ma ovviamente potrebbe essere utilizzata ovunque. Secondo Emily potrebbe diventare uno strumento commercializzato a poco prezzo on line per consentire a chiunque di fare dei test e inviarli a un laboratorio.
L’idea è nata dalla tecnica impiegata per l’esame del sangue, la goccia prelevata viene posta su una cartina di cellulosa e, una volta essiccate, le componenti chimiche del sangue rimangono inalterate e stabili e le cartine possono essere spedite per ulteriori analisi, evitando la necessità di conservare e spedire grandi quantità di sangue.
Il team voleva mettere a punto un sistema simile per analizzare la presenza di metalli e ha esaminato i possibili materiali in grado di assorbire tracce di contaminanti dall’acqua e di mantenerli stabili una volta asciugati e la scelta è stata quella di impiegare resine a scambio ionico.
Inizialmente era stato testato un dispositivo con un design simile a quello di una bustina di tè ma quando i ricercatori hanno provato ad agitare la bustina hanno osservato che con il movimento il processo di assorbimento risultava accelerato e così Emily ha progettato e costruito il nuovo modello.
La soluzione è costituita da una maglia di polimeri tagliata in diversi pannelli simili a eliche. All’interno di ogni pannello sono cucite delle piccole tasche, che sono state riempite con perline di polimeri, i pannelli sono stati cuciti attorno a un bastoncino anch’esso costituito da polimeri.
I dispositivi sono stati prodotti in diverse copie e sono stati testati con campioni di acqua raccolti nel territorio di Boston. Ai campioni sono stati aggiunti vari contaminanti di metalli pesanti poi è stato utilizzato il dispositivo che è stato fatto asciugare durante tutta la notte e successivamente immerso in acido cloridrico. L’idrogeno nella soluzione elimina efficacemente tutti gli ioni attaccati alle perline di polimero, compresi i metalli pesanti, che possono quindi essere raccolti e analizzati con strumenti come gli spettrometri di massa.
I risultati sono stati eccellenti. Il dispositivo è stato in grado di raccogliere e preservare circa il 94 percento dei contaminanti metallici di ciascun campione. Recentemente i ricercatori hanno anche constatato che si può rilevare la presenza dei contaminanti e prevedere le loro concentrazioni nei campioni di acqua originali, con un intervallo di precisione compreso tra il 10 e il 20 percento, anche dopo aver conservato il dispositivo asciutto per due anni.
Il costo calcolato di questo strumento è inferiore ai $ 2.
Ora i ricercatori stanno collaborando con un’azienda indiana con cui stanno valutando tutti i requisiti necessari per riuscire a introdurre la soluzione nel mercato. Il progetto, in ogni caso, è stato selezionato tra le 26 proposte che il governo indiano intende finanziare nell’ambito del suo programma Atal New India Challenge.
Questa ricerca è stata finanziata, in parte, dal Abdul Latif Jameel Water and Food Systems Lab, dal MIT Tata Center e dalla National Science Foundation.