Questo ricercatore legge i fiumi

- EN- DE- FR- IT
Il sensore è attaccato al bordo del fiume. (Immagine: Politecnico di Zurigo / Je
Il sensore è attaccato al bordo del fiume. (Immagine: Politecnico di Zurigo / Jessica Droujko)
Con la sua start-up Riverkin, Jessica Droujko misura la qualità dell’acqua degli ecosistemi d’acqua dolce e aiuta a quantificare e a rispondere a rischi come le inondazioni e l’inquinamento. Grazie a una ETH Pioneer Fellowship, il suo lavoro sta prendendo piede.

La grande passione di Jessica Droujko è l’acqua, soprattutto quella dei fiumi. Nata in Canada, è nata sul fiume Niagara, ha trascorso le sue estati sul fiume Ottawa e ha conseguito la laurea triennale a Montreal, dove i due fiumi si incontrano per formare il fiume San Lorenzo. È venuta al Politecnico di Zurigo per il suo Master. Innamorata della Svizzera e, naturalmente, dei suoi fiumi, Droujko ha deciso di conseguire un dottorato presso il Dipartimento di Ingegneria civile, ambientale e geomatica. Qui ha sviluppato le basi della sua start-up Riverkin, con la quale può misurare e analizzare la qualità dell’acqua dei fiumi.

È stata una pura coincidenza, dice Droujko: "Stavo studiando motori a combustione e flussi reattivi, ma non ero sicuro che fosse la materia giusta per me. In quel momento, mi sentivo molto attratta dal tema del clima e dell’ambiente". Come kayaker di lunga data, ha molti amici che hanno studiato in campi come la geomorfologia, la biodiversità fluviale o la biogeochimica. "Così ho chiesto ad alcuni di loro di cosa avessero bisogno e mi hanno risposto che avrei dovuto sviluppare un sensore di torbidità", racconta Droujko. Ben presto fu chiaro che la "torbidità" non aveva nulla a che fare con la "turbolenza", come Droujko aveva inizialmente ipotizzato. Sapeva già molto sulle correnti. Ma non aveva mai pensato alla torbidità dei fiumi.

"Raccogliamo dati sulla qualità dell’acqua e aiutiamo i nostri clienti a prendere decisioni migliori sulla gestione dell’acqua".

Un sensore per misurare la qualità dell’acqua

I fiumi diventano torbidi quando l’acqua trasporta molti sedimenti fini. L’acqua torbida dei fiumi può quindi essere un indicatore di disturbi al sistema fluviale, ad esempio a causa di forti piogge, attività minerarie o agricoltura. Tuttavia, i sedimenti fini dei fiumi sono importanti anche per regolare l’equilibrio di nutrienti come fosforo, azoto e acido silicico. Il bilancio materiale di un fiume è quindi anche una misura della qualità ecologica dell’acqua e della salute dei fiumi. Nell’ambito della sua tesi di dottorato, Droujko ha sviluppato un sensore in grado di misurare tale torbidità.

Il loro sensore non solo è robusto e a risparmio energetico, ma può anche essere installato in modo semplice e flessibile, a differenza delle stazioni di misura convenzionali che devono essere fissate al letto del fiume con il cemento. I sensori misurano, tra l’altro, il flusso dell’acqua, la temperatura e la concentrazione di sedimenti fini. A differenza della maggior parte dei sensori commerciali, che possono misurare da 0 a 1,5 grammi di sedimenti per litro d’acqua, il modello di Droujko misura fino a 20 grammi per litro. "I fiumi sono ecosistemi molto vivaci e imprevedibili. I parametri dell’acqua cambiano spesso in modo repentino durante le forti piogge o a causa dello scarico di acqua dalle centrali elettriche. Ecco perché abbiamo bisogno di un campo di misura ampio ma preciso", spiega Droujko.

Unapproccio olistico per una gestione intelligente dell’acqua

La misurazione della qualità dell’acqua con l’aiuto del componente hardware sviluppato, il "Sensor Ecosystem", è solo il primo passo. Droujko vuole anche raccogliere tutti i dati provenienti dai suoi sensori in un database centrale, attualmente in fase di sviluppo, e infine cambiare la percezione dei fiumi da parte delle persone con la sua start-up Riverkin, consentendo così sviluppi positivi nei nostri sistemi idrici e nelle comunità che li circondano.


In futuro, Droujko prevede di analizzare questi dati sull’acqua per consentire una gestione intelligente dell’acqua e un processo decisionale per i suoi clienti, che sentiranno di lavorare con il ciclo dell’acqua e non contro di esso. Ciò può assumere la forma di comprendere e rispondere all’impatto di disastri naturali come le frane, rispettare le normative ambientali o integrare con successo gli obiettivi di bonifica. Il mercato potenziale è ampio: i problemi di gestione dei fiumi e delle acque sono praticamente ovunque. Alcune difficoltà diventeranno ancora più acute in futuro. Il primo segmento di clienti a cui Droujko si rivolge è quello dell’energia idroelettrica. Ma anche i settori minerario, oleario e dell’irrigazione sono interessanti per Riverkin. Il mercato crescerà nei prossimi dieci anni, soprattutto nei settori delle acque superficiali e sotterranee.

Droujko concede inoltre in licenza i dati ottenuti a giovani aziende specializzate in misurazioni della biodiversità supportate dall’intelligenza artificiale. "Molte utilizzano immagini satellitari ma non hanno dati locali. È qui che possiamo dare una mano e offrire un ulteriore valore aggiunto", afferma Droujko. I dati storici sulla temperatura, il livello dell’acqua e la torbidità, ad esempio, forniscono informazioni sulle complesse interazioni tra copertura del suolo e qualità dell’acqua che influenzano gli ecosistemi terrestri e d’acqua dolce. Possiamo aiutare queste organizzazioni in modo che le parti interessate possano prendere decisioni più informate che promuovano l’uso sostenibile del territorio e la conservazione.

LaProject House degli studenti come punto di forza sulla strada verso un’idea imprenditoriale

Jessica Droujko ha vissuto un’esperienza particolarmente preziosa durante la sua permanenza all’ETH nella Student Project House, dove ha sviluppato il suo primo sensore. "Sono ancora oggi entusiasta del programma: gli studenti non vengono solo istruiti, ma ricevono anche un’ampia gamma di opportunità per avvicinarsi all’imprenditorialità", afferma Droujko.

È importante sottolineare che la Student Project House è sempre alla ricerca di dottorandi che vogliano trasformare la loro ricerca in un’idea imprenditoriale concreta. Secondo Droujko, per molti dottorandi è quasi inimmaginabile sviluppare un prodotto o un servizio a partire dalla propria tesi di dottorato. Tuttavia, vale sicuramente la pena di prendere in considerazione questa opzione. La Student Project House può aiutare in questo senso.

Curiosità e apertura come elementi costitutivi del successo

"Naturalmente, occorre anche il giusto supervisore", afferma Droujko. Nel suo caso, Peter Molnár, il suo supervisore di dottorato presso l’Istituto di Ingegneria Ambientale, ha svolto un ruolo decisivo. Molnár ha creduto nel potenziale della sua idea e l’ha aiutata a vincere una borsa di ricerca dell’ETH per realizzare la sua tesi di dottorato e sviluppare il sensore. "C’è sempre spazio per l’innovazione. Bisogna solo essere coraggiosi e fare il primo passo", afferma Droujko.

Una consapevolezza importante del suo periodo di studio che Droujko consiglia agli studenti del Bachelor: "Se siete interessati a qualcosa, non abbiate paura e siate curiosi. Ho imparato che le opportunità sono una combinazione di buona preparazione e apertura a nuove possibilità".

Letteratura di riferimento

Droujko J, Molnar P: Open-source, low-cost, in-situ turbidity sensor for river network monitoring. Scientific Reports, 20 giugno 2022, doi: 10.1038/s41598’022 -14228-4
Deborah Kyburz