Centraline per il monitoraggio qualità dell'aria.

Centralina aria

All'interno del filone delle Reti di Sensori Distribuiti, Pirelli Labs, coadiuvata da centri universitari di eccellenza internazionale, sta sviluppando sistemi innovativi per il monitoraggio della qualità dell'aria integrabili in reti avanzate di nuova generazione.

Il monitoraggio della qualità dell'aria outdoor prevede attualmente l'utilizzo di strumentazione analitica di tipo convenzionale quali dispositivi di misura ad infrarosso, chemiluminescenza, ultravioletto, ecc. Questi dispositivi, pur fornendo misure estremamente precise ed accurate, presentano generalmente costi elevati e difficoltà di installazione e/o manutenzione e/o gestione. Queste caratteristiche oltre ad impedirne una diffusione capillare, limitano anche le potenziali ricadute in termini di quantità e qualità delle informazioni ad essi collegate.

In questo settore specifico Pirelli Labs, abbinando alle nuove tecnologie di rete e gestione sopradescritti lo sviluppo di sensori specifici innovativi, punta alla possibilità di disporre di sistemi per il monitoraggio completamente wireless, autonomi dal punto di vista energetico, in grado di restituire in tempo reale misure di elevata qualità con bassi costi di installazione e gestione.

Sensore aria

Sensori
Il cuore dei sistemi Pirelli è costituito da sensori a semiconduttore. Si tratta di dispositivi che sfruttano le proprietà di alcuni ossidi la cui conduttività elettrica aumenta in presenza di un gas.

Questi sensori sono costituiti da un supporto in materiale variabile (allumina, silicio, ceramica), da una resistenza riscaldante e da uno strato di materiale sensibile (film) collegato ad una coppia di elettrodi.

In presenza di gas riducenti, parte delle molecole di ossigeno superficiali reagiscono con il gas, liberando elettroni che abbassano la resistività tra i granuli. Il valore di resistività è inversamente proporzionale alla concentrazione del gas e, collegando al sensore un opportuno circuito elettronico, è possibile ottenere un valore di tensione che è possibile tradurre in concentrazione di gas. In presenza invece di gas ossidanti la reazione porta a una diminuzione degli elettroni liberi e ad un aumento della barriera di potenziale tra i granuli e quindi della resistenza del sensore (altro segnale facilmente decifrabile).

Soluzioni innovative messe a punto dai ricercatori dei Pirelli Labs hanno permesso, attraverso l'uso di formulazioni chimiche e processi  proprietari, di ottenere sensori ad elevata sensibilità, stabilità e selettività.

Centraline multisensore
Uno o più di questi sensori sono inseriti in centraline multisensore per cui è stata sviluppata una opportuna elettronica di controllo e condizionamento del segnale. I dati rilevati dai sensori possono così essere eventualmente preelaborati e temporaneamente archiviati prima di essere trasferiti via GSM/GPRS al centro di raccolta dati.

Attualmente sono in fase di sviluppo sensori per il monitoraggio di gas inquinanti quali, monossido di carbonio, idrocarburi non metanici, ossidi di azoto ed ozono.

Questi sistemi si propongono come strumenti operativi complementari ai sistemi analitici convenzionali offrendo vantaggi in termini di:

• Costi (investimento e gestione);
• Ingombri ed invasività;
• Flessibilità;
• Integrazione dei sistemi con reti esistenti e/o altre tecnologie disponibili;
• Trasmissione dei dati wireless via GSM (o GPRS) da remoto in tempo reale

Validazione
La strumentazione è stata testata, secondo le prescrizioni della normativa vigente in materia a livello CE, presso laboratori accreditati di riferimento oltre che sottoposta a sperimentazioni prolungate in campo a confronto con strumentazione convenzionale.