Una nuova forma di filtrazione dell'aria. Analisi su efficienza e sostenibilità del cartone ondulato

This thesis work is concentrated on the analysis of the behaviour of a new class of air treatment filters made with corrugated cardboard (material usually considered poor and secondary because it is associated with packaging), within confined spaces. The idea of developing a valid alternative to traditional filtration systems becomes more important considering the theme of eco-sustainability: the filters currently on the market are hardly recyclable and have a shorter working life, just because of their structure. Make a product with a readily available material, easy to recycle, with a great simplicity and adaptability of construction, could be an important evolution in the field of air purifiers. The first phase of research and testing of this material was carried out in the research laboratory of the working group Next Materials, Department of Chemistry, Materials and Chemical Engineering "Giulio Natta" of Politecnico di Milano, located inside the POLIteca building of Campus Bovisa-Durando, always at Politecnico di Milano. In the second phase, the work was continued at Vortice Elettrosociali S.p.a. factory, located in Triabiano, near Milan. In this volume are first analyzed the types of air pollutants in the atmosphere and the existing legislation on air quality (Chapter 1), the functioning and the classification of the various filtration systems (Chapter 2) and is made an overview of the “state of art” of air purifiers on the market, the different types, with references on technology (Chapter 3), all to get an overview of the general situation in the world of air purifiers; afterwards it is described and evaluated the work of corrugated cardboard filters, through trials and laboratory tests focused on particulate air pollution, on bacterial load, and load loss (Chapters 4 and 5). The ultimate target is to demonstrate the efficiency and effectiveness of operation of this new type of filters, making them comparable with current ones, with the advantage of simplicity and sustainability.

Questo elaborato di tesi ha come oggetto l’analisi del comportamento di una nuova tipologia di filtri per il trattamento dell’aria realizzati in cartone ondulato (materiale ritenuto povero e secondario perché associato agli imballaggi), all’interno di ambienti confinati. L’idea di sviluppare una valida alternativa ai tradizionali sistemi di filtrazione assume maggiore importanza se si considera la questione dell’eco-sostenibilità: i filtri attualmente in commercio sono difficilmente riciclabili e hanno una breve vita lavorativa, a causa proprio della loro struttura. Realizzare un prodotto facilmente riciclabile, con un materiale facilmente reperibile e avente una grande semplicità e adattabilità costruttiva, porterebbe ad un’importante evoluzione nel settore dei purificatori d’aria. La prima fase di ricerca e di sperimentazione su questo materiale è stata condotta all’interno del laboratorio di ricerca del gruppo di lavoro Next Materials del Dipartimento di Chimica, Materiali ed Ingegneria Chimica “Giulio Natta” del Politecnico di Milano, situato all’interno dell’edificio della POLIteca del Campus Bovisa-Durando, sempre del Politecnico di Milano, nel periodo compreso tra novembre 2012 ed aprile 2013. La seconda fase invece è proseguita presso l’azienda Vortice Elettrosociali S.p.a. di Tribiano, in provincia di Milano. In questo volume vengono analizzate dapprima le tipologie di inquinanti atmosferici presenti in atmosfera e le normative esistenti sulla qualità dell’aria (capitolo 1), il funzionamento e la classificazione dei vari sistemi di filtrazione (capitolo 2) e viene fatta una panoramica sullo stato dell’arte dei purificatori d’aria presenti sul mercato, le diverse tipologie, con riferimenti sull’evoluzione tecnologica (capitolo 3), il tutto per avere una visione completa sulla situazione generale del mondo dei purificatori; in seguito viene poi descritto e valutato il funzionamento dei filtri in cartone ondulato, attraverso prove e test di laboratorio concentrati sul particolato atmosferico, sulla carica batterica e sulla perdita di carico (capitoli 4 e 5). L’obiettivo finale è quello di dimostrare l’efficienza e l’efficacia di funzionamento di questa nuova tipologia di filtri, che li rende comparabili con quelli attuali, con il vantaggio della semplicità e della sostenibilità.