La necessità di trovare soluzioni ecosostenibili e al contempo in grado di garantire massima resistenza e affidabilità in un ambiente critico qual è quello dei fondali marini è stata la molla dalla quale ha preso il via un nuovo progetto di ricerca basato sulla valorizzazione delle nanotecnologie.
di Roberto Carminati
«L’ambiente sottomarino è uno dei più difficili al mondo ed è proprio per questo motivo che abbiamo iniziato a studiare come migliorare i materiali utilizzati in questo ambito. Il presupposto è che essi debbono mostrarsi in grado di assicurare estrema resistenza e affidabilità e naturalmente il pieno rispetto degli ecosistemi». Con queste parole la dinamica imprenditrice – ed ex atleta – Sabrina Zuccalà ha iniziato a descrivere il progetto che il laboratorio 4Ward360 da lei stessa fondato sta portando avanti con il prezioso contributo e al servizio della Marina militare italiana. Obiettivo dell’iniziativa è sviluppare una nuova generazione di rivestimenti destinati specificamente ai periscopi per i sommergibili. Ovvero per strumenti e mezzi dalla natura e dalle prerogative del tutto particolari a cominciare dalla loro necessità di operare in un contesto quanto mai critico. L’idea è stata allora quella di ricorrere alle nanotecnologie. La loro validità ed efficacia sono d’altra parte già state messe alla prova con successo da 4Ward360 in campi che spaziano dall’edilizia civile alle infrastrutture sino alla conservazione dei beni culturali, in Italia e non solo. I risultati conseguiti sinora stanno confermando che la rotta intrapresa è quella giusta, visto che grazie al continuo studio si è riusciti a migliorare significativamente le caratteristiche e prestazioni dei materiali già esistenti.
Acque profonde, tecnologie emergenti
«La nostra attività sotto le onde», ha detto a Trattamenti e Finiture Sabrina Zuccalà, che oltre al laboratorio internazionale citato presiede anche 4WardAerospace&Defense, «è iniziata in Marina militare e precisamente su un modello di sommergibile in dotazione al Corpo e varato nel 1993. L’esigenza era nella fattispecie quella di eliminare la formazione e la sedimentazione del sale marino nei periscopi e allo scopo abbiamo preso in considerazione una varietà di opzioni e soluzioni possibili. La scelta è caduta sui rivestimenti nanotecnologici: i primi riscontri operativi ottenuti stati decisamente incoraggianti e questo ci spinge a cercare soluzioni ancora più efficaci». Le nanotecnologie costituiscono l’insieme delle tecniche e dei metodi di manipolazione della materia su scala atomica e molecolare, con la finalità di dare vita a materiali dalle particolari caratteristiche chimico-fisiche. Esse rivestono pertanto un ruolo di primo piano per l’innovazione e lo sviluppo e trovano impiego in moltissimi settori. Nell’edilizia, l’applicazione di specifici formulati può rendere le superfici idro e oleorepellenti rendendole pressoché inattaccabili agli agenti atmosferici e all’inquinamento. Questo consente di abbattere considerevolmente la frequenza degli interventi di manutenzione e per conseguenza i costi a essi correlati. «Queste stesse proprietà», ha proseguito la presidentessa, «possono facilmente essere trasferite dall’ambito civile a quello della Difesa. Si tratta infatti di un settore per il quale l’allungamento della vita operativa e l’ottimizzazione delle performance degli equipaggiamenti riveste una vitale importanza. Nella circostanza e in accordo col corpo della Marina, oggetto delle sperimentazioni sono stati appunto i periscopi, che com’è facile intuire sono organi di estrema rilevanza per l’attività dei sommergibili».
In rotta verso il futuro
Altrettanto facile è comprendere che l’incarico assunto da 4Ward360 è quanto mai complesso e per ottemperarvi è stato necessario l’impegno di un team di autentici specialisti, cioè cinque incursori in congedo della Marina militare. Con Zuccalà hanno costituito 4WardAerospace&Defense, che si è affermata in Patria e all’estero come una realtà consolidata e rappresentativa del made in Italy. «Adesso», ha anticipato l’intervistata, «siamo in procinto di affrontare un percorso dedicato sia all’Agenda 2030 per lo Sviluppo sostenibile delle Nazioni unite sia ai cinque ambiti della Difesa. L’utilizzo delle attuali nanotecnologie nel settore marino spazia dal più semplice prodotto idrorepellente ad altri di gran lunga più complessi comprendenti, per esempio, nano-contenitori che riducono l’attrito con l’acqua o nano-sensori in grado di captare il passaggio delle masse metalliche. D’altra parte, compito degli innovatori e degli scienziati è quello di indirizzare la ricerca affinché essa possa contribuire a rinforzare il legame tra l’uomo e il nostro Pianeta. Abbiamo dunque bisogno dell’apporto delle generazioni più giovani, della loro visione innovativa e della volontà di lavorare in sinergia col coinvolgimento di laboratori e imprese, della diplomazia e delle istituzioni».
Dai fondali alle superfici
Non è solamente al livello delle profondità dei mari che la collaborazione fra 4Ward360 e le forze armate tricolori ha potuto esplicitarsi. Altre applicazioni hanno infatti interessato le superfici. «Sono stati portati a termine con successo su un’unità navale della Marina», ha ricordato Sabrina Zuccalà, «dei test mirati nel quadro dei quali i nanomateriali sono stati integrati con le pale degli idrogetti e alla carena, in modo tale da evitarne la corrosione dovuta alla lunga permanenza in acqua ma anche con funzionalità antivegetative interamente green. Impedendo la proliferazione di molluschi e alghe questo tipo di trattamento ha fatto sì che la nave potesse conservare intatto il suo livello di prestazioni tanto sotto l’aspetto della velocità di crociera quanto sotto quello dei consumi originali». È da ricordare a un tale proposito che proprio la formazione di alghe e molluschi è causa di un aumento dell’attrito della carena nell’acqua e che a conseguenza di ciò è inevitabile una notevole diminuzione della velocità, che va di pari passo con un incremento del fabbisogno di carburante. Quello appena menzionato è solo un esempio del grado di efficienza che le nanotecnologie riescono a garantire, anche in termini meramente economici. «Nel rapporto fra costi e benefici», ha detto Zuccalà, «i formulati nanotecnologici protettivi di 4ward360 vedono i secondi in posizione di netto vantaggio sui primi in quanto – in ambito sia militare sia civile – abbattono considerevolmente gli oneri di manutenzione, allungando la vita dei materiali e rendendone al contempo più sicuro l’impiego. Il tutto con un occhio all’ecologia, poiché i nanomateriali vengono ingegnerizzati tramite la manipolazione dell’atomo di silicio, una delle sostanze più comuni in natura, e successivamente veicolati tramite acqua o etanolo: entrambe sono sostanze non inquinanti. Non a caso, fra le esperienze più importanti 4Ward360 annovera la richiesta per il trattamento conservativo con formulato nanotecnologico del celebre esercito di terracotta di Qin Shi Huang, da parte della Cina».
Un modello di partnership pubblico-privato
Quanto è stato fatto sino a questo momento è degno di nota non solamente per via delle prospettive che apre alle attività di R&D più rivoluzionarie, bensì pure perché incarna un modello virtuoso di alleanza fra la ricerca, il pubblico e lo Stato, l’imprenditoria privata. In qualità di business woman, Zuccalà predilige la proposta di soluzioni alla semplice presentazione dei problemi ed è in tale direzione che tutti i suoi sforzi si dirigono. Per molti l’inizio della rivoluzione nanotech è fissato al 2050; per 4Ward 360 e le sue filiazioni è già cominciata. «Dopo un’attenta analisi», ha spiegato, «abbiamo creato l’ente scientifico 4WardResearch per implementare la cooperazione sinergica tra le migliori realtà scientifiche e i laboratori più innovativi, al fine di sviluppare e stimolare ulteriormente la ricerca. Grazie alle università gli studenti potranno sviluppare tesi specifiche su nuovi materiali innovativi, oltre che applicarli e testarli. 4WardResearch ambisce a unire istituzioni politiche, economiche, atenei e laboratori che sappiano guardare all’avvenire con l’obiettivo di lanciare un hub sperimentale ove le nanotecnologie vengano indagate in tutte le loro sfaccettature». Nel quale cioè le potenzialità delle nanotecnologie e della loro applicazione vengano massimizzate: punto di partenza secondo Zuccalà sono «le policy che sottendono all’adozione di nuove forme di innovazione nelle infrastrutture cardine dei principali Paesi». Si passa poi all’approfondimento di «un percorso che individui dapprima, su quali aspetti concentrare il focus applicativo delle tecnologie avanzate» e successivamente «le strategie da implementare per generare una profonda integrazione tra l’uso dell’innovazione nelle attività militari o civili nel rispetto della sostenibilità e delle direttive della Commissione europea». Convinta come Charles Darwin che non i più forti né i più intelligenti sopravvivano, bensì i più capaci di adattarsi al cambiamento, Sabrina Zuccalà ha sottolineato l’unicità degli esperimenti e degli studi in corso sui periscopi, fissando al tempo stesso un orizzonte per il futuro. «La meta», ha concluso,«è colmare il divario tecnologico che separa la scienza dall’ingegneria applicata, coltivando di continuo l’interesse nei confronti dello R&D tecnologico più innovativo e coniugandolo con le idee di responsabilità, rischio, di merito ed etica».
«Analizzando le alternative alla conoscenza e allo studio scientifico più classico dell’ecosistema marino e grazie a ricerche mirate datate già al 2017, siamo riusciti a dimostrare che la nanotecnologia riduce del 23% le particelle di plastica contenute nel mare. Ovvero, tutte le microplastiche che mangiamo e che ci arrivano attraverso la catena alimentare e alterando il metabolismo umano e danneggiando soprattutto tiroide e fegato. Possiamo così immaginare un mondo marino dove non esista più la plastica e le microplastiche non siano ingerite dai pesci per poi tornare a noi sottoforma di microparticelle, nel contesto di una spirale nociva originata proprio dal rapporto fra l’animale e l’uomo».
(Sabrina Zuccalà, fondatrice e presidente, 4Ward 360, 4WardAerospace&Defense, 4WardResearch)