Sensori d’aria per tutti, ovunque
Per gran parte del mondo occidentale, l’estate del 2023 è stata definita dall’inquinamento atmosferico. Con gli incendi intensi e prolungati che hanno imperversato in tutto il Canada, le principali aree metropolitane del Nord America e dell’Europa hanno visto crollare i livelli di qualità dell’aria, rendendo spesso il semplice atto di uscire all’aperto un potenziale rischio per la salute. Ma l’inquinamento atmosferico non è affatto limitato ai grandi spazi aperti: quello dell’aria interna può essere persino peggiore. Secondo alcune stime, l’aria all’interno degli edifici può essere fino a cinque volte più inquinata di quella esterna. «La qualità dell’aria interna, allo stato attuale, è spesso così cattiva da compromettere gravemente le nostre prestazioni cognitive, la produttività e la salute», afferma Henrik Rödjegård, responsabile della ricerca presso Senseair. La chiave per monitorare la qualità dell’aria esterna e interna è rappresentata dai sensori. Ma non sensori qualsiasi, bensì sensori intelligenti che possano essere prodotti in serie, distribuiti ovunque e utilizzati da tutti. Con il sostegno del progetto ULISSES, finanziato dall’UE, Senseair sta lavorando per costruire un sensore di questo tipo. «Il nostro obiettivo è quello di fornire a urbanisti, datori di lavoro, proprietari di immobili e al pubblico in generale un accesso immediato alle informazioni necessarie per fare scelte intelligenti in relazione alla qualità dell’aria interna ed esterna», aggiunge Rödjegård.
Monitoraggio completo della qualità dell’aria in tempo reale
L’uso di sensori per monitorare la qualità dell’aria non è un concetto nuovo. Infatti, i sensori di gas sono ampiamente utilizzati sia nell’industria che nell’agricoltura per garantire la sicurezza del personale e per monitorare e automatizzare i processi. «La novità è la crescente consapevolezza dell’opinione pubblica sull’importanza della qualità dell’aria urbana interna ed esterna, che sta alimentando la domanda di una tecnologia di sensori di gas accurata, a basso costo e mobile», spiega Rödjegård. Sensibili e robusti, i sensori ottici di gas offrono il massimo livello di stabilità e specificità. Purtroppo, il loro costo elevato, l’alto livello di consumo energetico e le grandi dimensioni li rendono poco adatti a un uso diffuso. Per affrontare queste limitazioni, il progetto ULISSES ha sviluppato nuove tecnologie che consentiranno di realizzare nodi sensori di gas compatti, a basso costo, a bassa potenza e collegabili in rete, in grado di fornire un monitoraggio completo della qualità dell’aria in tempo reale.
Integrazione nell’Internet delle cose
Secondo Rödjegård, poiché i sensori ottici di gas soluzione su chip di dimensioni millimetriche ULISSES operano nell’intervallo spettrale del medio infrarosso, possono essere prodotti in serie e integrati in dispositivi portatili. «I nostri sensori si basano su guide d’onda integrate, ovvero piccolissime fibre ottiche che guidano la luce sulla superficie di un chip», spiega. «Utilizzano anche materiali 2D come il grafene e il diseleniuro di platino, che possono sia generare sia rilevare la luce infrarossa convertendola in un segnale elettrico.» Questo uso innovativo di tecnologie all’avanguardia significa che la soluzione ULISSES può essere integrata nell’Internet delle cose e in una serie di dispositivi mobili di uso quotidiano. «Questo apre le porte a soluzioni pratiche come la generazione di mappe localizzate della qualità dell’aria e la fornitura agli utenti di dati geotaggati sulla qualità dell’aria e di avvisi», aggiunge Rödjegård.
Prendere decisioni informate sull’aria che respiriamo
Oltre a svilupparne la tecnologia, il progetto ha dimostrato che i suoi chip possono produrre lunghezze d’onda sufficienti per il rilevamento dei gas ad alte prestazioni. I ricercatori hanno anche verificato la funzionalità di tutti i sottocomponenti richiesti nel sistema completo. «Se il nostro lavoro sull’integrazione del grafene nei chip dei sensori rappresenta un importante progresso per la comunità scientifica, per voi e per me significa poter prendere decisioni informate sull’aria che respiriamo», conclude Rödjegård
Parole chiave
ULISSES, sensori d’aria, internet delle cose, qualità dell’aria, inquinamento atmosferico, sensori intelligenti
