Un’innovazione rivoluzionaria nella tecnologia per il bagno promette di ridurre lo spreco d’acqua migliorando notevolmente l’igiene. Gli scienziati hanno sviluppato un trattamento superficiale ultra scivoloso che potrebbe rendere obsoleti gli scopini per WC e ridurre il consumo globale di acqua di miliardi di litri al giorno
La scienza dietro alla scivolosità
I ricercatori della Penn State University hanno messo a punto un rivestimento spray che supera persino il teflon in termini di scivolosità. Questo straordinario materiale, denominato “Less” (acronimo di liquid-entrenched smooth surface, superficie liscia impermeabile ai liquidi), riduce l’adesione dello sporco di un impressionante 90%, il che significa che i WC richiedono molta meno acqua per lo scarico.
Come spiegato qui, l’innovazione è nata da una collaborazione inaspettata. Nel 2015, i ricercatori della Cranfield University hanno contattato Tak-Sing Wong, il cui team era specializzato nella creazione di superfici che respingono le sostanze appiccicose. Si sono trovati ad affrontare una sfida difficile: progettare un WC per i paesi in via di sviluppo che non accumulasse residui maleodoranti. Questa collaborazione ha dato il via ad anni di ricerca che alla fine avrebbero portato benefici alle famiglie di tutto il mondo.
Come funziona il rivestimento
La tecnologia opera attraverso un sofisticato sistema a doppio strato. Lo strato di base si lega alla superficie della tazza del water e presenta microscopici “nanopeli”, strutture così sottili che ciascuna misura solo un miliardesimo dello spessore di un capello umano. Questi nanopeli fungono da ancoraggi per il secondo strato: una sottile pellicola di olio di silicone che crea una superficie estremamente scivolosa. È sorprendente che l’intero processo di applicazione richieda meno di cinque minuti.
Rigorosi protocolli di test
Per convalidare la loro invenzione, il team di ricerca ha condotto esperimenti approfonditi e non convenzionali. Hanno iniziato preparando escrementi sintetici utilizzando una ricetta sudafricana, creando campioni di consistenza variabile. Questi campioni sono stati fatti cadere da un’altezza di 40 centimetri su superfici di prova inclinate a 45 gradi, imitando le condizioni reali. Utilizzando un colorante fluorescente come tracciante, hanno misurato il volume d’acqua necessario per eliminare tutti i residui visibili.
I risultati sono stati sorprendenti: le superfici rivestite hanno richiesto il 90% di acqua in meno rispetto al vetro normale per ottenere una pulizia completa.
Per la seconda fase dei test, il team ha costruito un apparato meccanico per testare le deiezioni umane reali di tre volontari anonimi. Questo dispositivo ha fatto cadere i campioni su superfici orizzontali realizzate con vari materiali: ceramica, teflon, silicone e il loro rivestimento proprietario. Dopo aver lasciato depositare i rifiuti, la piattaforma si abbassava come una botola, rivelando quali superfici trattenevano i residui e quali li eliminavano completamente.
Nei risultati pubblicati su Nature Sustainability, Wong e i suoi colleghi hanno documentato come i materiali convenzionali dimostrassero un’estrema “appiccicosità”, mentre il loro rivestimento sembrava rilasciare lo sporco senza lasciare tracce. Da allora Wong ha cofondato un’azienda per commercializzare la tecnologia.
Oltre la pulizia: benefici per l’igiene
Ulteriori esperimenti hanno rivelato che il rivestimento supera le superfici standard dei WC nella prevenzione della crescita batterica da più fonti, tra cui rifiuti, urina e persino acqua piovana. Questo vantaggio antimicrobico potrebbe ridurre significativamente la diffusione di agenti patogeni responsabili di malattie sia nelle abitazioni sia nelle strutture pubbliche.
Durata e manutenzione
Sebbene il rivestimento si sia dimostrato abbastanza resistente da sopportare 500 scarichi standard, i test suggeriscono che potrebbe essere necessario riapplicarlo dopo circa 50 cicli di minzione. Questo requisito di manutenzione rappresenta un’area di miglioramento futuro man mano che la tecnologia maturerà.
Impatto ambientale e importanza globale
Le implicazioni ambientali sono sbalorditive. Secondo i calcoli di Wong, ogni giorno oltre 141 miliardi di litri di acqua dolce vengono scaricati nei WC di tutto il mondo, quasi sei volte l’intero consumo giornaliero di acqua dell’Africa. Considerando che milioni di persone in tutto il mondo devono affrontare una grave scarsità d’acqua, la riduzione dei volumi di scarico potrebbe fornire un significativo sollievo ai sistemi idrici sotto pressione.
“Si tratta di un’elegante applicazione della scienza dei materiali a un problema universale”, ha osservato Mark Miodownik, professore di materiali e società all’University College di Londra. “Tutti conosciamo le pentole antiaderenti che impediscono alle uova di attaccarsi alle padelle. Questa tecnologia applica principi simili all’adesione degli escrementi nelle tazze dei WC”.
Questioni in sospeso
Miodownik ha sollevato una considerazione importante per la ricerca futura: il destino ambientale dei materiali di rivestimento che inevitabilmente si degradano con l’uso. “Questi WC consumerebbero chiaramente meno acqua per ogni scarico e migliorerebbero l’igiene”, ha osservato. “Tuttavia, dobbiamo capire cosa succede alle sostanze chimiche del rivestimento quando si consumano, in particolare le potenziali conseguenze ambientali se questa tecnologia dovesse essere adottata a livello globale”.
Questa preoccupazione evidenzia la necessità di analisi del ciclo di vita e studi di impatto ambientale man mano che la tecnologia si avvicina a una diffusione su larga scala. Ciononostante, il rivestimento rappresenta un passo promettente verso pratiche igienico-sanitarie più sostenibili in un contesto di scarsità idrica.