Airborne Microplastic Generation and Transport from 3D Printing Activities in a University Setting
Questo studio dimostra che le attività di stampa 3D in uno spazio maker universitario generano e disperdono microplastiche aerodisperse, composte principalmente da polimetilmetacrilato, sia nello spazio di lavoro immediato che nelle aree circostanti, evidenziando un potenziale rischio per la salute negli ambienti di istruzione superiore.
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Trascorriamo la stragrande maggioranza delle nostre vite all'interno di edifici, respirando aria che circola nelle nostre case, negli uffici e nelle scuole. Mentre spesso ci preoccupiamo della polvere visibile o dei forti odori chimici, una nuova preoccupazione è emersa riguardo a minuscoli frammenti invisibili di plastica. Si tratta di microplastiche, particelle così piccole da variare dalla larghezza di un capello umano fino alle dimensioni di un granello di sabbia. Poiché sono così leggere, possono galleggiare nell'aria che respiriamo e depositarsi sulle nostre scrivanie, sui vestiti e sul cibo. Una volta inalate, queste particelle possono viaggiare in profondità nei polmoni, sollevando interrogativi su come possano influenzare la nostra salute a lungo termine. Con la crescita globale dell'uso della plastica, gli scienziati stanno lavorando per capire da dove provengano queste particelle e come si muovano negli spazi che occupiamo ogni giorno.
Una fonte specifica di queste particelle sospese nell'aria è finita sotto i riflettori: le stampanti 3D presenti nei laboratori universitari e negli spazi maker. Queste macchine funzionano riscaldando un sottile filo di plastica, chiamato filamento, finché non si scioglie, per poi estruderlo strato dopo strato per costruire un oggetto. Sebbene la tecnologia sia celebrata perché permette agli studenti di progettare e creare modelli fisici, il processo di fusione della plastica può rilasciare minuscole particelle nell'aria circostante. I ricercatori dell'Università della Florida hanno deciso di indagare esattamente cosa accada in uno spazio maker universitario molto frequentato. Volevano sapere se le stampanti 3D rilasciassero questi frammenti plastici microscopici, quanto lontano viaggiassero tali frammenti dalle macchine e quali tipi di plastica fossero coinvolti.
Per trovare le risposte, il team di ricerca ha allestito un esperimento accurato in uno spazio maker dove studenti e personale utilizzano regolarmente dodici diverse stampanti 3D. Lo spazio è aperto nei pomeriggi e nelle sere, pieno di persone che lavorano su progetti che vanno dai prototipi di ingegneria a articoli tessili. Gli scienziati hanno posizionato dei becher di vetro puliti in sei punti diversi per raccogliere la polvere cadente nel corso di una settimana. Alcuni becher sono stati collocati direttamente all'interno delle custodie protettive nere delle stampanti, altri appena fuori dalle macchine, e altri ancora sono stati posizionati sui banchi da lavoro o persino fuori dalla stanza. Questa disposizione ha permesso loro di vedere se le particelle rimanessero vicine alla fonte o si spostassero attraverso l'edificio. Hanno anche incluso un campione di controllo per garantire che la plastica trovata provenisse dall'aria e non dall'attrezzatura utilizzata per la raccolta.
Dopo aver raccolto i campioni, i ricercatori hanno esaminato il contenuto sotto un potente microscopio e hanno utilizzato uno strumento di analisi chimica specializzato per identificare i materiali. Hanno scoperto che le microplastiche erano presenti in ogni singola posizione, dall'interno delle scatole delle stampanti fino all'area esterna alla stanza. Le particelle più comuni osservate erano piccoli frammenti neri e irregolari. All'interno delle custodie delle stampanti, queste particelle nere erano abbondanti e dai bordi taglienti, suggerendo che fossero create direttamente dal processo di stampa. Man mano che i ricercatori si allontanavano dalle macchine, il numero di queste particelle nere diminuiva, ma non scompariva. Erano ancora rilevabili sui banchi da lavoro e persino fuori dallo spazio maker, dimostrando che le particelle viaggiavano attraverso l'aria e si depositavano in aree dove gli studenti potrebbero studiare o rilassarsi.
L'analisi chimica ha rivelato che il materiale principale che componeva queste particelle nere era il polimetilmetacrilato, un tipo di plastica spesso utilizzata nella stampa 3D. I ricercatori hanno misurato quanta di questa plastica si fosse depositata sul pavimento in diverse aree. La quantità maggiore è stata trovata direttamente all'interno della cassa della stampante, come previsto. Tuttavia, quantità significative sono state trovate anche appena fuori dalla cassa e in altre parti della stanza. Ciò ha confermato che l'attività di stampa stava generando un flusso costante di queste particelle in grado di sfuggire all'area immediata. Interessante è che lo studio ha anche trovato altri tipi di plastica, come il nylon e il polipropilene, in aree dove le persone lavoravano su progetti tessili. Ciò ha suggerito che, sebbene le stampanti 3D fossero una fonte importante, le attività quotidiane delle persone nella stanza, come indossare abbigliamento sintetico o maneggiare sacchetti di plastica, contribuivano anche al mix di particelle nell'aria.
Il team ha anche esaminato l'efficacia dei filtri su alcune delle macchine nel bloccare queste particelle. Sei delle stampanti nello spazio erano dotate di filtri progettati per catturare le emissioni. Quando hanno confrontato le particelle all'interno di una macchina filtrata rispetto a una non filtrata, hanno visto una chiara differenza. I filtri erano molto bravi a catturare le particelle più grandi, ma un numero significativo dei frammenti più piccoli, quelli inferiori a 15 micrometri, riusciva a passare attraverso. Poiché queste particelle minuscole sono così piccole, possono rimanere sospese nell'aria per molto più tempo e hanno maggiori probabilità di essere inalate in profondità nei polmoni. Il fatto che siano state trovate fuori dalle scatole delle stampanti, anche con i filtri in uso, indica che gli attuali metodi di filtrazione potrebbero non essere sufficienti a proteggere completamente le persone nella stanza dall'esposizione.
Questo studio fornisce il primo sguardo dettagliato su come le attività di stampa 3D in un contesto universitario rilascino e diffondano microplastiche. I risultati mostrano che queste macchine sono una fonte significativa di particelle di plastica sospese nell'aria che possono viaggiare oltre lo spazio di lavoro immediato. Sebbene i filtri sulle macchine aiutino a ridurre la quantità di detriti più grandi, non fermano le particelle più piccole e più facilmente inalabili. Man mano che la stampa 3D diventa più comune nelle scuole e negli uffici, comprendere come queste particelle si muovano e si accumulino è essenziale per mantenere sicura la qualità dell'aria interna. La ricerca evidenzia la necessità di migliori strategie per catturare questi minuscoli frammenti, garantendo che il potenziale creativo della stampa 3D non avvenga a scapito dell'aria che respiriamo.
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