Tipologia dell'ente/Kind of organization:
Istituto di Istruzione Secondaria di secondo grado, I.T.T. e I.P.S.I.A.
Nome dell'ente che lo ha realizzato/Organization-institute presenting the project:
I.I.S. Città della Vittoria - Vittorio Veneto
Descrizione del progetto/Describe the project :
Gli allievi delle classi 2AP-IPSIA e 2D-ITT dell'Istituto hanno progettato, realizzato e testato due dispositivi funzionanti per la depurazione dell'aria di ambienti chiusi efficaci nell'abbattimento dei composti organici volatili (Volatile Organic Compaunds) nei quali come verrà discusso in seguito può essere incluso il COVID19, attraverso la generazione di specie di ossigeno altamente reattive che ne promuovano l'ossidazione; la tecnologia scelta, dai docenti in fase di progettazione dell'attività, è stata l'uso di radiazioni Ultra Violette in presenza di ossido di titanio (TiO2), svincolando così il funzionamento del dispositivo da processi ossidativi di specifici VOCs bersaglio, vedi esempi commerciali di abbattimento della formaldeide con catalizzatori dedicati, mentre qui il VOCs bersaglio sono i legami ammidici delle proteine spike del COVID19 che una volta ossidati, anche parzialmente influendo sul corretto folding proteico, compromettono irreversibilmente la capacità del virus di infettare nuove cellule inattivandolo.
Il dispositivo si presenta come un contenitore in legno compensato 50x20x20 cm, in cui l'aria viene fatta circolare forzatamente da una ventola: all'interno si trova la lampada UV che irrdia direttamente l'aria circolante mentre la superficie interna è stata ricoperta con vernice a base di titania; in corso d'opera, su proposta degli allievi, per garantire un efficace rimescolamento del flusso d'aria lo spazio interno è stato compartimentato con una serie di paratoie che rende il flusso d'aria meno lineare e più turbolento, incrementando così il tempo di residenza dell'aria nel dispositivo.
Il dispositivo è quindi pensato per permettere lo svolgimento delle lezioni in presenza degli allievi, attraverso una sanificazione in continuo dell'aria dell'ambiente.
Si evidenziano in ultimo l'estrema economicità della tecnologia e dei materiali utilizzati, l'assenza di componenti che perdano di funzionalità durante l'utilizzo: la copertura di titania ottenuta per drop casting può ragionavolmente essere considerata non deperibile mentre l'unico vincolo temporale è la durata della lampada, 8000 ore dichiarate dal fornitore, che può essere agevolmente sostituita a fine ciclo senza l'intervento di operatori specializzati in quanto è stata scelta una lampada con attacco tipo lampada al neon tubolare con un costo inferiore ai 10 euro.
Il collaudo del dispositivo è stato effetuato con coloranti organici policoniugati, estratti da foglie e fiori dagli allievi e depositati via deep coating su striscioline di carta da filtro, che sono state irradiate per tempi crescenti monitornado il calo d'intensità del colore.
Link al video di presentazione/Link to the presentation video:
https://drive.google.com/drive/folders/1RNgZqqwztnHk1BYXNZSJ-DxKrkyCtwFe
Categoria del progetto/Project category :
Educazione fino ai 18 anni/Up to 18 years
Uso delle tecnologie / Use of technologies:
La tecnologia base del dispositivo è l'ossidazione in continuo di VOCs tramite l'azione combinata dei raggi UV e della titania, in modo del tutto analogo alle superfici autopulenti degli edifici, ma con il vantaggio di una fonte di UV costante e molto più intensa di quella solare. La strategia di rimozione dei VOCs risulta molto economica, meno di 30 euro di matriali per dispositivo, e di facile reperibilità e assemblaggio per gli allievi, che hanno sviluppato in completa autonomia la progettazione dei circuiti elettrici.
Mentre la realizzazione del dispositivo è stata fatta dagli allievi in presenza, la progettazione è stata svolta in autonomia dai ragazzi in modalità online, suddividendo le classi in piccoli gruppi a cui erano affidati compiti di anlaisi e progettazione specifici, quali ad esempio il calcolo dei consumi elettrici e l'analisi delle geometrie interne per l'ottimizzazione dei flussi: il lavoro online ha sfuttato la piattafoma GoogleClassRoom/GoogleMeet/GoogleDrive per le lezioni curricolari in DAD propedeutiche alla realizzazione del progetto, la creazione di conference-call nei piccoli gruppi per lo sviluppo dei sub-obiettivi specifici e lo scambio di materiali.
Indicare gli elementi di innovazione del progetto / What are the innovative aspects of the project?:
La tecnologia UV/Titania non è può però in nessun modo essere considerata nuova, essendo già ben studiato il meccanismo da molti decenni ed essendo ampiamente utilizzati nella disinfezione di locali sottoposti a rischio biologico quali laboratori biologici, strutture sanitaria e palestre per citare alcuni esempi.
L'innovatività risiede nell'utilizzo della tecnologia per un uso continuo della sanificazione dell'aria che superi approcci semplicistici(catalizzatori molto efficaci, ma con elevatissima specificità per classi di VOCs e che comunque non garantiscono l'abbattimento della carica virale nello specifico) o generalisti (quali i filtri HEPA o carboni attivi che finiscono per caricare il flusso e di conseguenza i sistemi di movimentazione dell'aria, il nostro dispositivo ha una semplice ventola per PC e un filtro antipolvere a valle, e non garantiscono una funzionalità costante per almeno 8000 hh senza interventi di sostituzione, come invece per la nostra lampada, ma creano nel contempo un rifiuto potenzialmente pericoloso, i filtri usati, se ha intrappolato microrganismi e comunque di difficile ricilabilità).
Con quanti utenti interagisce il progetto?/How many users does the project interact with? :
Il progetto, sviluppato come Unità Didattica di Apprendimento, ha coinvolto due classi di 23 e 21 studenti rispettivamente una dell'indirizzo professionale e una dell'indirizzo tecnico tecnologico; hanno collaborato sei tra docenti, insegnati tecnico pratici e assistenti tecnici, coinvolgendo le discipline di indirizzo e scienze integrate.
Di quali mezzi o canali si avvale il progetto?/Which media or channels does the project use?:
Per la realizzazione del progetto è stata sfruttate le piattaforme di Google GoogleClassRoom/GoogleMeet/GoogleDrive a cui sia docenti che studenti accedono con il profilo creato e certificato dall'Istituto come specificato nel paragrafo "Uso delle Tecnologie"
Il progetto è già stato replicato? /Has the project already been replicated? :
Il progetto è stato realizzato due volte con due gruppi di studenti diversi pressochè contemporanemante; non è previsto al momento di ripetere l'esperienza per l'AS 21/22. Il progetto futuro è quello di sviluppare un filtro elettrostatico a valle del dispositivo per sostituire il filtro antipolvere, per aumentare la quantità di aria processabile dal dispositivo.
email coordinatore progetto non accettata dalla finestra sottostante marco.denardi.prof@iisvittorioveneto.it
Quali sono le aspettative future?/What are future expectations?:
Partecipando a questo bando si vuole pubblicizzare il progetto per avere riscontri dalla realtà istituzionale e industriale, per lo sviluppo, la certificazione e l'adozione del dispositivo per garantire la contemporanea presenza di tutti gli allievi in classe in condizioni di sicurezza.
Durata progetto/project duration:
Anno Scolastico 20/21 settembre-giugno
Risultati ottenuti/Results:
Il risultato del progetto è stato lo sviluppo di due prototipi funzionanti, progattati e realizzati dagli allievi che hanno potuto applicare le conoscenze teoriche a un progetto concreto e di immediata utilità per le attauli condizioni sanitarie.
N.B.1 l'email coordinatore del progetto non accettata dalla finestra sottostante perchè troppo lunga è marco.denardi.prof@iisvittorioveneto.it
N.B.2 il video non è pubblico ma dovrebbe essere accessibile, per qualsisi problema se mi contattate via mail provvedo a reimpostare l'accesso o a inviarlo direttamente
Cognome del coordinatore del progetto/project coordinator surname :
Nome del coordinatore del progetto/project coordinator name :
Il Progetto ha contribuito ad affrontare la pandemia da Covid-19? / Has the project helped facing the emergency of Covid-19? :
La certificazione del dispositivo ai fini dell'uso in ambiente scolastico, chiaramente esulava dagli scopi del progetto, non è stato quindi possibile utilizzare il dispositivo direttamente in classe con gli studenti in presenza superando così la necessita della DAD come sarebbe stato auspicabile; è stato invece possibile utilizzarlo sul campo in due occasioni.
In una prima sperimentazione i dispositivi sono stati impiegati per implementare la sanificazione nelle aule covid, aule specifiche dell'Istituto in cui studenti in presenza che avessero malesseri anche eventualmente legati al COVID attendevano i genitori in isolamento, e corridoi attigui. In queste circostanze i due dispositivi hanno contribuito alla sanificazione dell'aria in ambienti di piccoli e/o di difficile aerazione* (*che è stata comunque fatta nel contempo, come previsto dal protocollo adottato dall'Istituo, e che ha sicuramente avuto un efficacia nella rimozione dell'eventuale carica virale preponderante a quella del dispositivo stesso, che è stato azionato solo dopo che l'allievo presente avesse lasciato l'aula e monitorato da docenti/ITP/ATA a seconda delle circostanze).
In secondo luogo il dispositivo realizzato nella sede IPSIA è stato testato dai docenti che hanno utilizzato il Laboratorio di Chimica-Fisica; l'aula è molto grande è per metà predisposta come laboratorio, metà come aula: la parte dedicata al laboratorio, per motivi di sicurezza legati alla presenza di attrezzature e reagenti chimici potenzialmente pericolosi o all'allestimento di particolari esperimenti che richiedono condizioni controllate e presenza costante del ITP, non potevano in alcune circostanze essere aperti per garantire l'areazione continua; chiaramente il fatto che nessun docente si sia infettato non può essere riconosciuto come merito esclusivo all'efficacia del dispositivo, che comunque ha dimostrato di funzionare correttamente per molte ore in modo continuativo.
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