Oggi, l'inquinamento atmosferico è una delle maggiori sfide che le città europee devono affrontare. Nell'ambito del progetto di ricerca Horizon 2020 CARES (City Air Remote Emission Sensing), un consorzio di ricerca internazionale sta lavorando a nuovi metodi di misurazione dei gas di scarico senza contatto che consentiranno ai comuni di adottare misure di riduzione delle emissioni. In concreto, i ricercatori vogliono sviluppare nuovi sensori che possono essere fissati ai bordi delle strade, barriere di sicurezza o segnali stradali che rilevano l'emissione di gas di scarico dei veicoli in transito in pochi secondi.

"Vogliamo monitorare le emissioni dei veicoli nelle città e nelle zone ambientali in condizioni reali, senza dover interferire con il traffico scorrevole, " spiega Alexander Bergmann, capo dell'Istituto di sistemi di sensori elettronici presso l'Università di tecnologia di Graz. Lui e il suo team sono i principali responsabili del progetto per tutti gli aspetti della misurazione delle particelle, un campo in cui l'Istituto è una delle istituzioni leader a livello mondiale.

Molteplici possibilità di regolazione del traffico

"L'obiettivo è rilevare la classe di scarico di ogni singolo veicolo utilizzando queste misurazioni, " spiega Bergmann. Ad esempio, le città potrebbero introdurre un pedaggio urbano basato sulle emissioni:maggiori sono le emissioni dell'auto, maggiore sarebbe la carica. I permessi di ingresso nelle zone ambientali potrebbero anche essere monitorati automaticamente, in cui le barriere automatiche si aprono solo se le emissioni inquinanti dell'auto in avvicinamento rientrano nella gamma standard. Finalmente, la tecnologia dei sensori potrebbe essere utilizzata per identificare ed eliminare dal traffico quei veicoli in cui le prestazioni del motore e quindi le emissioni inquinanti sono state aumentate con filtri antiparticolato manipolati o messa a punto del chip.

Diapason come misuratori di particelle

Bergmann prevede che i sensori remoti a basso costo per la misurazione delle emissioni saranno pronti per la produzione in serie entro la fine del progetto 2022. Però, fa già riferimento ai primi promettenti test presso l'istituto in cui vengono utilizzati i diapason convenzionali. Le particelle tra la forcella vengono eccitate tramite impulsi laser, che a loro volta producono un segnale acustico e iniziano a "cantare" nel vero senso della parola. Ogni singola particella emette segnali acustici che vengono registrati e riprodotti dal diapason. Più particelle ci sono, più forte diventa il suono. Il volume può quindi essere utilizzato per determinare quante particelle ci sono nell'ambiente.

La tecnologia è già utilizzata con successo per le misurazioni del gas. "Il nostro istituto è stato ora in grado di dimostrare per la prima volta che questo funziona anche con le particelle e potrebbe essere una possibilità per un sensore a basso costo, " ha affermato Bergmann. I ricercatori della TU Graz sperano che il metodo di misura si dimostri anche nella metropoli di Milano, Praga e Cracovia, dove le indagini verranno svolte in modalità operativa nell'ambito del progetto CARES.