Il prototipo è costituito da un sensore collegato a un box che mostra i livelli di emissioni in tempo reale, e salva i risultati nel tempo. Credito:Mia Halleröd Palmgren/Chalmers University of Technology
L'inquinamento atmosferico è responsabile di 550, 000 morti premature all'anno in Europa e 7 milioni nel mondo, Secondo l'OMS. Misurarlo può essere una sfida, però, poiché l'attrezzatura tende ad essere grande e costosa. Ma presto, questo potrebbe cambiare, grazie ad un piccolo, nanosensore ottico sviluppato presso la Chalmers University of Technology, Svezia, che può essere montato su un normale lampione.
La tecnologia è già in uso nella Svezia occidentale, e ricercatori e altre parti interessate sperano che il sensore possa presto essere utilizzato in molti ampi contesti. È in corso anche una collaborazione con l'Università di Sheffield.
"L'inquinamento atmosferico è un problema di salute globale. Essere in grado di contribuire a una maggiore conoscenza e a un ambiente migliore è fantastico. Con l'aiuto di questi piccoli, sensori portatili, può diventare più semplice ed economico misurare le emissioni pericolose in modo estremamente accurato, " dice il ricercatore di Chalmers Irem Tanyeli, che ha contribuito a sviluppare i piccoli sensori, che misurano il biossido di azoto con grande precisione.
Affinché i sensori hi-tech effettuino il passaggio dal laboratorio al mondo reale, Irem Tanyeli ha lavorato con la società Insplorion con sede a Göteborg, co-fondato dal ricercatore di Chalmers Christoph Langhammer nel 2010. Con l'aiuto del finanziere Mistra Innovation, è stato coinvolto negli sforzi dell'azienda per affrontare la grande sfida ambientale della mappatura precisa dell'inquinamento atmosferico.
"Questo è un ottimo esempio di come un'università e un'azienda possano collaborare. Entrambe le parti contribuiscono con le loro competenze per creare un nuovo prodotto, contribuire a una società più sostenibile, "dice Christoph Langhammer, Professore presso il Dipartimento di Fisica di Chalmers.
I gas di scarico del traffico stradale sono responsabili della maggior parte dell'inquinamento da biossido di azoto nell'aria. Respirare il biossido di azoto è dannoso per la nostra salute, anche a livelli molto bassi, e può danneggiare i nostri sistemi respiratori e portare a malattie cardiache e vascolari. Secondo l'Organizzazione Mondiale della Sanità, l'inquinamento atmosferico è il singolo più grande rischio per la salute ambientale a livello mondiale.
Il nuovo nanosensore ottico è in grado di rilevare basse concentrazioni di biossido di azoto in modo molto preciso, fino al livello di parti per miliardo (ppb). La tecnica di misurazione si basa su un fenomeno ottico chiamato plasmone. Sorge quando le nanoparticelle metalliche sono illuminate e assorbono la luce di determinate lunghezze d'onda. Christoph Langhammer e il suo gruppo di ricerca lavorano in questo settore da oltre un decennio, e ora le innovazioni stanno iniziando a vedere la luce del giorno.
Il nuovo nanosensore ottico è in grado di rilevare con estrema precisione basse concentrazioni di biossido di azoto, fino al livello di parti per miliardo (ppb). La tecnica di misurazione si basa su un fenomeno ottico chiamato plasmone. Sorge quando le nanoparticelle metalliche sono illuminate e assorbono la luce di determinate lunghezze d'onda. Credito:Insplorion/Johan Bodell
Negli ultimi due anni, Irem Tanyeli ha lavorato all'ottimizzazione del materiale del sensore e alla conduzione di test in condizioni ambientali simulate in modo diverso. La tecnologia è ora installata in un lampione a Göteborg, nell'ambito di una collaborazione con l'azienda di illuminazione Leading Light, per misurare la quantità di molecole di biossido di azoto nell'ambiente urbano.
"Nel futuro, speriamo che la tecnologia possa essere integrata anche in altre infrastrutture urbane, come semafori o autovelox, o per misurare la qualità dell'aria in ambienti chiusi, "dice Irem Tanyeli.
Un sensore è installato anche sul tetto del Nordstan a Göteborg, uno dei centri commerciali più grandi della Scandinavia, e presto altri saranno collocati lungo il percorso di Västlänken, un importante progetto di costruzione di un tunnel ferroviario, anche a Göteborg.
La tecnologia ha già suscitato l'interesse di diverse organizzazioni, tra cui l'Osservatorio Flussi Urbani, un centro per la qualità dell'aria presso l'Università di Sheffield. Condurranno test sul campo, confrontando i risultati dei nanosensori con i dati di un certo numero di stazioni di riferimento britanniche.
"Sul mercato mancano piccoli sensori funzionali di biossido di azoto. Troviamo interessante questa soluzione nanoplasmonica, e attendo con ansia i risultati del test, " afferma il professor Martin Mayfield all'Urban Flows Observatory, Università di Sheffield.
Altre parti interessate includono Stenhøj Sverige, un'azienda, che sviluppa analizzatori di gas e fumo per officine di riparazione automobilistiche e società di revisione dei veicoli, così come IVL, Istituto svedese di ricerca ambientale. IVL lavora con ricerca applicata e sviluppo in stretta collaborazione con l'industria e la sfera pubblica per affrontare le questioni ambientali.
La nuova tecnologia dei sensori non si limita alla misurazione del biossido di azoto, ma può essere adattata anche ad altri tipi di gas. Esiste quindi un potenziale per ulteriori innovazioni.
"Il biossido di azoto è solo una delle tante sostanze che possono essere rilevate con l'ausilio di nanosensori ottici. Ci sono grandi opportunità per questo tipo di tecnologia, "dice Christoph Langhammer.
