Mediante l’utilizzo dello strumento Eralytics Eracheck è stata testata l’efficacia del grafene nell’assorbimento di idrocarburi in acqua

Fase di rimozione diesel tramite G+

Eralytics – Eracheck

A giugno 2014 sono state inaugurate le “Officine del Grafene”, il più grande impianto europeo per la generazione di fogli di grafene altamente puro, basato su una tecnologia brevettata e approvata.
Ad inaugurare questo centro industriale è stata Directa Plus, azienda tecnologica nata per promuovere sviluppo, commercializzazione e utilizzo di processi innovativi per la generazione di nano materiali da impiegare in mercati globali esistenti.
Il centro industriale è stato progettato su una piattaforma tecnologica modulare, replicabile ed esportabile, capace di produrre su larga scala materiali a base di grafene, ponendo grande attenzione all’ingegnerizzazione del prodotto.
Il primo modulo ha una capacità produttiva di 30 tonnellate annue ed è stato ideato secondo una filosofia ad “impatto zero”, che non prevede scarti e necessita di un limitato uso di energia.
Gli innovativi prodotti sviluppati, denominati “Graphene Plus” (o G+), trovano impiego in molteplici applicazioni: dal trattamento dell’aria e dell’acqua ai tessuti antifiamma, dagli elastomeri agli pneumatici da biciclette, fino alle batterie
agli ioni di litio.
Straordinari, ad esempio, i risultati che l’azienda ha raggiunto con il progetto GEnIuS (Graphene Eco Innovative Sorbent), cofinanziato dal programma Eco Innovation dell’UE, con il patrocinio del Comune di Como.
Questo progetto mira a lanciare G+ sul mercato Europeo come soluzione eco-innovativa per la bonifica di sversamenti di differenti tipologie di oli ed idrocarburi. Si tratta di un materiale adsorbente inerte, sicuro, riciclabile e dall’elevatissima capacità di rimuovere gli idrocarburi anche a basse concentrazioni, consentendo anche il loro recupero.
L’impiego di questa tecnologia consentirà di sostituire i tradizionali prodotti utilizzati, limitando l’impiego di disperdenti chimici e riducendo l’impatto sugli ecosistemi naturali e la salute umana.
A sostenere l’efficacia del prodotto, alla fine della giornata inaugurale delle “Officine del Grafene” si è svolta una dimostrazione pratica della rimozione di diesel disperso sulla superficie di una piscina contenente circa 2500 litri di acqua dolce tramite l’impiego di “salsicciotti” o “booms” riempiti con G+.
Poco più di 100 g di prodotto sono stati in grado di rimuovere circa 5 litri di idrocarburo istantaneamente.
L’analisi degli idrocarburi totali residui post trattamento con G+ è stata eseguita con l’unità demo Eracheck, distribuita in esclusiva per l’Italia da TQ Technologies for Quality. Lo strumento ha permesso di dimostrare che la concentrazione residua di idrocarburo nell’acqua è risultata al di sotto dei limiti di legge definiti per lo scarico di idrocarburi in acque superficiali.

Dettaglio sperimentazione

Risultato tecnico della sperimentazione

L’ANALIZZATORE ERACHECK

L’analizzatore Eracheck consente l’analisi degli idrocarburi totali in pochi minuti dopo l’estrazione con solventi cicloalifatici quali cicloesano o ciclopentano direttamente nella bottiglia di campionamento. Il metodo, estremamente semplice, affidabile e veloce, usa la tecnica Laser mid-IR, ora ufficializzata dalla norma ASTM D7678 pubblicata nel 2011.
Eracheck nasce dalla collaborazione tra l’azienda austriaca Quanta- Red Technologies, uno spin-off dell’Istituto di Scienze dei Materiali dell’Università di Vienna che ne detiene il brevetto, e la società Eralytics che lo produce e lo commercializza nel mondo.
Lo strumento analizza il cicloesano contenente gli idrocarburi estratti dalla bottiglia di campionamento dell’acqua da analizzare. Essendo di piccole dimensioni e necessitando di poca potenza di alimentazione elettrica, è possibile utilizzarlo in situ con l’ausilio di un inverter ed una presa da auto a 12 Volts. La sua cella di misura viene riempita e termostatata in automatico tramite il pompaggio di pochi ml di solvente prelevato anche direttamente dal collo della bottiglia.
Da notare che le fasi di estrazione coincidono esattamente con la procedura utilizzata con l’uso del freon (dannoso per l’ambiente e difficile da reperire sul mercato, oltre che costoso). Unica differenza è che il cicloesano, al contrario del freon, galleggia sull’acqua ed è, quindi, aspirabile dallo strumento inserendo direttamente un tubetto di aspirazione nel collo della bottiglia.
In serie al tubetto di aspirazione possono essere inserite cartucce filtranti “usa e getta” composte da solfato di sodio per eliminare tracce di acqua nel solvente, o da Florisil per eliminare le sostanze polari ed ottenere, quindi, per differenza, anche una misura dei grassi totali. Un filtro, facilmente rimovibile, posto in serie al tubetto, mantiene pulito l’interno della cella di misura.
La tecnica analitica ad assorbimento Quantum Cascade Laser-IR utilizza quale sorgente eccitante un laser IR a stato solido ad alta intensità, sintonizzato sulle bande di assorbimento degli idrocarburi (1370-1380 cm-1) (7.25 – 7.30 microns).
A queste lunghezze d’onda l’assorbimento degli idrocarburi non-ciclici è massimo, mentre è minimo l’assorbimento del solvente utilizzato per l’estrazione.
A seconda dell’intensità del QCL è possibile disporre di versioni Eracheck in grado di garantire range analitici tra 2 e 200 ppm oppure tra 0,5 e 2.000 ppm (versione PRO).
Il sistema Eracheck può essere calibrato utilizzando la stessa miscela di idrocarburi presenti nel sito da indagare, oppure utilizzando standard a concentrazioni note di esadecano o tetra-decano disciolte in ciclo-esano o ciclo-pentano a seconda del solvente utilizzato per l’estrazione.
Il sistema necessita della lettura di un “bianco”, lo stesso solvente di estrazione, prima di ogni lettura. Il tempo necessario per una misura consiste in tre fasi: da 5 a 10 minuti, per preparazione del campione, acidificazione, aggiunta del solvente, agitazione e attesa per la separazione; segue eventuale filtrazione; poi 1 minuto per lettura del bianco; infine, 1 minuto per lettura del solvente con gli idrocarburi estratti.
Nel caso di utilizzo di cartucce filtranti, il tempo sale di circa 2 minuti. In totale, una misura potrà impiegare da 7 a 15 minuti.
Prove effettuate in tutto il mondo hanno dimostrato una buona correlazione tra i risultati ottenuti con l’ Eracheck e il metodo analitico DIN 38409-H18, che prevede l’analisi in IR, e quello gascromatografico ISO 9377-2. Anche in Italia il metodo Eracheck è ormai utilizzato da vari laboratori di controllo industriale e civile. Raffinerie, centrali elettriche, produttori di oli lubrificanti e impianti di trattamento acque civili, lo hanno adottato quale affidabile metodo di controllo di routine.
Gli apparati vengono confrontanti periodicamente con laboratori esterni dimostrando che si tratta dello strumento ideale nel campo industriale, petrolchimico e dagli impianti di trattamento di acque reflue da attività civili.
Per la determinazione degli idrocarburi totali esistono differenti tecniche analitiche, alcune molte specifiche (GC-FID o GC-MS) che permettono la determinazione dei singoli composti presenti, ma che non sono in grado di analizzare con una sola tecnica di estrazione l’insieme molto ampio dei componenti idrocarburici presenti nei campioni di acqua.
Lo strumento Eracheck è dotato di un display touch screen ed è controllato da un PC integrato con S.O. Linux. E’ in grado di memorizzare un numero illimitato di risultati, può essere connesso con altri PC o in rete via Lan ethernet, USB e RS232.

Articolo pubblicato su Hi-Tech Ambiente del 01/09/2014