Progettazione di un sistema di separazione olio-acqua con superficie superoleofobica bio-ispirata, realizzata mediante processi additivi

The proposed work aims to develop a less energy consuming oil/water separation system, in order to make it more sustainable from an economical and environmental point of view. The problem-solving approach of Biomimicry Thinking, has then allowed to develop a concept which fulfills the design requirements, by identifying a specific natural, micro-structured surface. This kind of surface is able to improve the process efficiency by means of its superoleophobic behavior in water property. That latter attribute has been experimentally validated through several prototypes fabricated by stereolithography. Meanwhile, the device where the surfaces will be implemented has been developed, thanks to CFD. The focus was especially on designing the helicoidal element, selected as an ideal to obtain a proper fluid motion.

Il lavoro di tesi qui proposto, si pone come obiettivo quello di sviluppare un sistema per la separazione olio/acqua a basso impatto energetico, con l’intento di rendere questi processi maggiormente sostenibili non solo da un punto di vista economico, ma anche e soprattutto, ambientale. L’adozione dell’approccio problem-solving del Biomimicry Thinking, ha consentito di sviluppare il concept di un sistema che soddisfa i requisiti progettuali grazie all’identificazione, all’ interno del mondo naturale, di una particolare superficie microstrutturata, in grado di incrementare l’efficienza del processo per via della sua superoleofobicità in acqua. Tale proprietà è stata quindi validata sperimentalmente tramite diversi prototipi realizzati mediante stereolitografia. In parallelo, attraverso simulazioni CFD, si è proceduto allo sviluppo del dispositivo su cui tali superfici saranno inserite, concentrandosi in particolar modo sulla progettazione di un elemento elicoidale, individuato come ideale per realizzare un adeguato moto del fluido.