francesca.malpei@polimi.it
Gruppo di Ricerca
AZZELLINO Arianna
CANTONI Beatrice
CANZIANI Roberto
CATENACCI Arianna
DOLCI Giovanni
FICARA Elena
GROSSO Mario
LONATI Giovanni
MALPEI Francesca
RIGAMONTI Lucia
SAPONARO Sabrina
SEZENNA Elena
TUROLLA Andrea
14
ricercatori
Ingegneria Ambientale
Le attività di ricerca contribuiscono all’area di ricerca del Dipartimento “Sistemi naturali, ambiente e pianificazione del territorio”. Queste attività, coerenti con il Piano Strategico Integrato del Politecnico di Milano (Polimi), sono mirate a valorizzare l’impatto attraverso l’alta qualità della formazione e della ricerca (nazionale e internazionale), con particolare attenzione al trasferimento tecnologico e alla responsabilità sociale.
Nel campo dell’ingegneria e della valutazione della qualità ambientale, i principali ambiti di ricerca riguardano la valutazione, l’analisi e lo sviluppo di misure e strategie di mitigazione e bonifica, le tecnologie di bonifica, nonché il riutilizzo, il riciclaggio e il recupero delle risorse, coinvolti in tutti i diversi settori ambientali dell’aria, dell’acqua e del suolo. I temi della tecnologia delle acque primarie e delle acque reflue includono lo sviluppo e la valutazione di operazioni di trattamento convenzionali e avanzate, compresi i sistemi di controllo e l’ottimizzazione dei processi, con particolare attenzione alla riduzione del fabbisogno energetico e dei materiali e alle opzioni di recupero. La competenza in materia di ambiente atmosferico comprende l’analisi, la valutazione e la gestione della qualità dell’aria, sia attraverso studi di misurazione e modellazione su particolato e inquinanti gassosi, sia attraverso l’inventario delle fonti per la ripartizione dell’inquinamento e la valutazione delle tecnologie di rimozione. I temi dei rifiuti urbani e industriali vengono affrontati attraverso l’analisi ambientale e di sistema delle opzioni integrate di recupero di materiali ed energia con approcci LCA (Life Cycle Analysis) convenzionali e alternativi, così come attraverso la valutazione tecnica e lo sviluppo delle operazioni delle unità di trattamento e dei percorsi di produzione di bioenergia dai flussi residui. Le attività di ricerca sull’inquinamento del suolo e dei sedimenti comprendono questioni che riguardano la valutazione del rischio per la salute umana da aree contaminate e bacini idrici sotterranei e le strategie di bonifica, nonché valutazioni tecniche ed economiche. Anche la gestione dei bacini idrici, gli studi e le simulazioni di bonifica, così come la valutazione generale dell’impatto ambientale di grandi opere, i piani regolatori e le nuove normative, sono parte integrante del settore delle attività. Tutti i temi della ricerca e del trasferimento tecnologico sono sviluppati sia attraverso approcci di modellazione convenzionali e avanzati sia attraverso studi sperimentali a diverse scale di interesse, dal laboratorio agli impianti pilota e a scala reale con il supporto di ampie apparecchiature sperimentali, disponibili nel Dipartimento o attraverso frequenti accordi di cooperazione con strutture di ricerca simili.
Il Gruppo è coinvolto in attività sinergiche con altri gruppi all’interno del Dipartimento e con altri Dipartimenti del Politecnico di Milano. Fa leva su un ampio e consolidato network nazionale e internazionale, che ha portato a finanziamenti nell’ambito di programmi competitivi. L’impatto sulla società si misura attraverso la varietà e l’alta qualità delle attività di consulenza e ricerca sviluppate dal gruppo con partner leader del settore industriale e pubblico.
Struttura della ricerca
Il gruppo di ricerca si occupa della gestione dei rifiuti e delle risorse, sia dal punto di vista tecnologico che da quello strategico, applicando metodologie di valutazione avanzate.
Per quanto riguarda la gestione dei rifiuti, sia i rifiuti solidi urbani sia i rifiuti speciali sono argomenti di ricerca. I progetti realizzati sui rifiuti urbani comprendono la gerarchia completa della strategia europea, dalla prevenzione e riutilizzo, al riciclo dei materiali, recupero di energia e smaltimento finale sicuro. Importanti esperienze sono state svolte nel campo dei rifiuti di imballaggio, degli scarti alimentari e dei rifiuti residui. Tra i rifiuti speciali, negli ultimi anni si è accumulata un’esperienza significativa sui rifiuti di apparecchiature elettriche ed elettroniche e sui rifiuti da costruzione e demolizione. Il tema della gestione delle risorse viene affrontato in particolare considerando la sostenibilità ambientale di diverse scelte di consumo e di diversi sistemi di gestione dei rifiuti. Le metodologie fondate sul concetto di analisi del ciclo di vita (in particolare, Life Cycle Assessment – LCA, Social Life Cycle Assessment – S-LCA e Life Cycle Costing – LCC) sono ampiamente utilizzate come strumenti principali di valutazione. Il gruppo di ricerca è anche coinvolto nel loro sviluppo metodologico a livello internazionale. I finanziamenti derivano sia da progetti competitivi nazionali e internazionali, sia da finanziamenti diretti da parte di aziende che si occupano di gestione dei rifiuti.
Le attività del gruppo di ricerca sono descritte alla pagina: https://www.aware.polimi.it/
Il gruppo di ricerca si occupa del tema generale dell’inquinamento atmosferico e delle tecnologie di trattamento degli effluenti gassosi, concentrandosi in particolare sull’analisi e sulla valutazione della qualità dell’aria, sulla stima delle emissioni e sulle tecnologie di controllo delle emissioni.
Nel campo della qualità dell’aria, le attività di ricerca riguardano: l’acquisizione e l’elaborazione di dati meteorologici e di qualità dell’aria; il campionamento di particolato atmosferico fine e ultrafine; la caratterizzazione chimica di particolato fine e ultrafine; la stima modellistica della dispersione degli inquinanti atmosferici per la valutazione dell’impatto sulla qualità dell’aria e degli effetti sulla salute umana delle sorgenti di emissione; lo sviluppo di metodologie per la valutazione dell’impatto sulla qualità dell’aria di grandi fonti di inquinamento; la valutazione quantitativa del rischio per la salute umana legata alle emissioni atmosferiche di inquinanti tossici persistenti da fonti industriali. Nel campo delle emissioni atmosferiche la ricerca si concentra sulla definizione dei fattori di emissione con particolare riferimento al particolato (PM10, PM2.5, UFP) da impianti domestici alimentati a biomassa (stufe a legna e pellet) e sul ruolo delle emissioni di precursori gassosi nella formazione del particolato fine secondario. Nel campo delle tecnologie di controllo delle emissioni, la ricerca si occupa della valutazione delle prestazioni e dell’analisi delle migliori tecnologie disponibili per il controllo delle emissioni atmosferiche e dello sviluppo di scenari tecnologici di riduzione delle emissioni.
Il gruppo di ricerca si occupa della protezione e del monitoraggio delle qualità dell’acqua (naturale e potabile) a garanzia della salute umana e degli ecosistemi; di tecnologie sostenibili ed efficaci per il trattamento di acque da potabilizzare e reflue di diversa origine e, infine, di recupero delle risorse da acque reflue urbane e industriali (fanghi, sottoprodotti, ecc.), sia in termini di componenti (nutrienti, carbonio organico, C02) sia di bioenergia. 
Le attività di ricerca integrano approcci scientifici e tecnologici attraverso attività sinergiche di modellizzazione dei processi e di sviluppo di sistemi di supporto alle decisioni. Negli ultimi 5 anni il gruppo di ricerca è stato coinvolto in 8 progetti finanziati dall’UE, 13 finanziati su bandi nazionali e diversi contratti di ricerca da enti pubblici e privati. Si raggruppano a seguire le principali attività, basate su competenze e background sviluppate nel corso di molti anni. Il gruppo di ricerca è coinvolto in vari progetti che vanno dallo studio della identificazione del contributo delle diverse fonti dei carichi inquinanti (macro- e micro-inquinanti), alla modellizzazione dei fenomeni di inquinamento, allo sviluppo di metodi di supporto fino alle decisioni in materia di gestione e pianificazione delle risorse ambientali. Per quanto riguarda il supporto alle decisioni, il gruppo ha esperienza nella modellizzazione di diversi comparti ambientali (con particolare riferimento a modelli a scala di bacino) e tale esperienza consente la costruzione di scenari basati sulle informazioni provenienti dai modelli per la valutazione dei potenziali impatti ambientali o per la definizione di nuovi standard. Il gruppo è anche coinvolto in tematiche di gestione di ambienti marini e ha esperienza nella pianificazione dello spazio marittimo – in particolare legata ai temi della gestione integrata delle aree marine protette e della gestione delle attività umane che producono rumore sottomarino. Per quanto riguarda lo sviluppo di diverse tecnologie innovative sostenibili ed efficaci, il gruppo di ricerca è coinvolto in particolare in: metodi adatti a ridurre la massa e il volume dei fanghi di depurazione attraverso processi chimici (ad esempio ozonizzazione) e fisici (ad esempio elettrodisidratazione); processi avanzati, puramente autotrofi, per la rimozione dell’azoto delle acque reflue provenienti da fonti diverse (rifiuti agricoli, digestati, reflui della stampa tessile digitale); destino e rimozione di inquinanti prioritari ed emergenti (pesticidi, prodotti farmaceutici, composti interferenti endocrini, ecc.) in impianti di potabilizzazione e depurazione di acque reflue, per via biologica e chimico-fisica (adsorbimento , AOPs, membrane); metodi combinati chimico-fisici ed enzimatici per aumentare la biodegradabilità anaerobica dei fanghi, residui agro-alimentari, come pre- o post- trattamento alla digestione; metanazione idrogenotrofa di C02, tecnologia applicabile per l’upgrade del biogas e la metanazione di C02, nei processi power to gas e di sfruttamento di energia elettrica rinnovabile in eccesso . Per quanto riguarda il recupero delle risorse, oltre ad alcuni processi menzionati in precedenza, il gruppo di ricerca è coinvolto in: sviluppo e ottimizzazione di processi di disinfezione e analisi di rischio per il riutilizzo delle acque reflue; produzione di biocarburanti da processi biochimici anaerobici, da residui organici solidi e liquidi (biogas, biometano e bioH2 mediante dark fermentation); produzione, estrazione e recupero di composti organici derivanti da metabolismo batterico (PHA, EPS da fanghi granulari, ..); microalghe per recuperare nutrienti e composti specifici dalle acque reflue e sfruttare la C02.
Le attività di ricerca del gruppo sono di tipo sia sperimentale sia modellistico e riguardano prevalentemente lo studio del comportamento degli inquinanti organici e inorganici in suolo, sottosuolo, sedimenti e acque di falda, finalizzato alla valutazione del rischio sanitario-ambientale e allo sviluppo di tecnologie di risanamento. 
Relativamente all’analisi del rischio sanitario-ambientale, oltre allo sviluppo di approcci metodologici innovativi, le attività di ricerca riguardano la sperimentazione di tecniche di caratterizzazione e monitoraggio per l’affinamento delle valutazioni. Per quanto riguarda le tecnologie di risanamento, il gruppo ha esperienza sia nell’ottimizzazione sito-specifica di tecnologie chimiche, fisiche e biologiche consolidate, sia nello sviluppo di tecnologie innovative, ad esempio con sistemi bioelettrochimici e/o l’uso di elettrodi. Il gruppo è anche coinvolto su tematiche di gestione dei siti contaminati (con particolare riferimento ai metodi di gerarchizzazione dei siti contaminati per la definizione delle priorità d’intervento a scala regionale) e sulle implicazioni delle azioni di risanamento di suolo e sottosuolo nella rigenerazione urbana (con approcci di adaptive reuse per l’ottimizzazione della riqualificazione di singole aree contaminate).
