Una nuova tecnologia di sensori per migliorare la qualità dell'aria nelle città
La qualità dell'aria nelle città europee è una delle maggiori sfide di oggi. Come parte del progetto di ricerca Horizon 2020 CARES (City Air Remote Emission Sensing), un consorzio di ricerca internazionale sta lavorando su nuovi metodi di misurazione dei gas di scarico senza contatto che aiuteranno i comuni a prendere misure di riduzione delle emissioni.
Cosa si intende per qualità dell'aria in un progetto di ricerca a livello europeo? In concreto, i ricercatori vogliono sviluppare nuovi sensori nel quadro del progetto di ricerca Horizon 2020 CARES (nuovi sensori che sono attaccati al bordo della strada, alle barriere antiurto o ai segnali stradali e rilevano i veicoli di passaggio in pochi secondi.
"Vogliamo monitorare le emissioni dei veicoli nelle città e nelle zone ambientali in condizioni reali senza dover intervenire nel traffico a flusso libero", spiega Alexander Bergmann, capo dell'Istituto per i sistemi di sensori elettronici alla TU Graz. Nel progetto, lui e il suo team sono principalmente responsabili di tutti gli aspetti della misurazione delle particelle - un'area in cui l'istituto è una delle istituzioni leader a livello mondiale.
Molteplici opzioni per la regolazione del traffico
"L'obiettivo è quello di utilizzare le misurazioni per determinare la classe di emissioni di ogni singolo veicolo", spiega Bergmann. Le città potrebbero, per esempio, introdurre una tassa di congestione basata sulle emissioni: più alte sono le emissioni di scarico dell'auto, più alta è la tassa da pagare. I permessi di ingresso nelle zone ambientali potrebbero anche essere monitorati automaticamente, con barriere automatiche che si aprono solo se le emissioni inquinanti dell'auto che si avvicina sono all'interno della gamma normale. Infine, il sistema di sensori potrebbe essere utilizzato per identificare e rimuovere dalla circolazione quei veicoli in cui le prestazioni del motore e quindi le emissioni inquinanti sono state aumentate da filtri antiparticolato manipolati o dal chip tuning.
Diapason come misuratori di particelle
Bergmann si aspetta che i sensori remoti a basso costo per la misurazione delle emissioni saranno pronti per la produzione in serie al più tardi dopo la fine del progetto nel 2022. Tuttavia, si riferisce già ai primi test promettenti presso l'Istituto, in cui vengono utilizzati diapason convenzionali. Questi sono messi in vibrazione da impulsi laser. Le particelle situate tra i rebbi del diapason sono stimolate dalla vibrazione e cominciano a "cantare" nel vero senso della parola. Ogni singola particella emette segnali acustici che vengono raccolti e riprodotti dal diapason. Più particelle ci sono, più forte è il suono. Il volume può quindi essere utilizzato per determinare quante particelle sono presenti nell'ambiente.
La tecnica è già utilizzata con successo per le misurazioni di gas. "Il nostro istituto è stato ora in grado di dimostrare per la prima volta che questo funziona anche per le particelle e potrebbe essere una possibilità per un sensore a basso costo", dice Bergmann. I ricercatori della TU Graz sperano che il metodo di misurazione si riveli anche nelle metropoli di Milano, Praga e Cracovia, dove le indagini vengono effettuate in funzione reale nell'ambito del progetto CARES.
Il progetto di ricerca CARES è finanziato nell'ambito del programma di ricerca e innovazione Horizon 2020 dell'Unione Europea con 3.326.735,50 EUR ed è ancorato nel campo di competenza "Information, Communication & Computing", una delle cinque aree di interesse strategico della TU Graz.
Partner di cooperazione:
- Ivl Svenska Miljoeinstitutet (Lead Partner; SE)
- TU Graz (Istituto per i sistemi di sensori elettronici; Istituto per motori a combustione e termodinamica AT)
- Airyx Gmbh (DE)
- AMAT (Agenzia Mobilita' Ambiente E Territorio; IT)
- AUTh (Università Aristotele di Salonicco; GR)
- CTU (Università tecnica ceca di Praga; CZ)
- CULS (Università Ceca di Scienze della Vita di Praga; CZ)
- EMPA (Laboratori federali svizzeri per la prova dei materiali e la ricerca; CH)
- ICCT (Consiglio internazionale per il trasporto pulito; IT)
- IIASA (Istituto internazionale per l'analisi dei sistemi applicati; AT)
- Innovhub - Stazioni Sperimentali Per L'industria (IT)
- Allarme Krakowski Smogowy (PL)
- TNO (Organizzazione olandese per la ricerca scientifica applicata; NL)
- Università di Heidelberg (DE)
- Università di Leeds (GB)
- Università di York (GB)
