NASO ELETTRONICO/ Com’è la qualità dell’aria in città? Ce lo dirà MONICA

- Michele Orioli

MICHELE ORIOLI illustra il progetto Monica di Enea, che consente di identificare le aree maggiormente inquinate e di condividere, mediante le piattaforme social, i percorsi alternativi

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ll sensore portatile "Monica"

Di nasi elettronici si era iniziato a parlare già trent’anni fa. Due gruppi di chimici e ingegneri elettronici testato i primi modelli con qualche risultato: al Dipartimento di Biochimica dell’Università di Warwick (UK), Krishna Persaud e George Dodd avevano simulato il sistema olfattivo dei mammiferi sulla base di sensori a stato solido ed erano riusciti a discriminare tra circa 20 odori differenti; nello stesso periodo, alcuni ricercatori dell’Argonne National Laboratory di Chicago sviluppavano uno strumento basato su un array di sensori di gas chiamato CPS (Chemical Parameter Spectrometry) in grado di rilevare la presenza di sostanze pericolose nell’ambito del trasporto marittimo. Il termine naso elettronico è però diventato comune solo all’inizio degli anni ‘90, quando sono stati depositati alcuni interessanti brevetti e al tema è stata dedicata una conferenza internazionale organizzata dalla NATO a Reykjavik (Islanda) nel 1991.

L’entusiasmo per le potenzialità dei nuovi sistemi era grande; anche perché i biochimici facevano notare che, benché l’olfatto naturale sia dotato di un numero di recettori capaci di raccogliere selettivamente una gran quantità di informazioni significative, è possibile realizzare dei rivelatori ad hoc per sostanze alle quali nessun naso biologico, umano o animale, è sensibile. Nel paragone tra l’olfatto artificiale a quello naturale quindi il primo potrebbe avere delle chance. C’erano però degli ostacoli e sono venuti a galla quasi subito; c’era soprattutto la difficoltà di ottenere sensori specifici e stabili per un numero abbastanza alto di sostanze come quelle rilevate dai neuroni olfattivi. Numerosi gruppi si sono lanciati nell’impresa e a poco a poco sono arrivati i risultati. In Italia, una delle realtà più attive in questi studi è il gruppo sensori del Centro Ricerche ENEA di Portici (Na), che ha sviluppato e continua a perfezionare una propria unità naso elettronico la cui efficacia è stata sperimentata in molteplici scenari applicativi. E proprio da Portici è arrivata l’ultima novità: un sensore per il monitoraggio “personale” della qualità dell’aria.

Si tratta di una nuova piattaforma finalizzata a farci conoscere in tempo reale la nostra esposizione qualitativa agli inquinanti atmosferici mentre ci muoviamo per la città. È stata denominata “MONICA”, un acronimo che sta per “Monitoraggio Cooperativo della qualità dell’Aria”, e consente di identificare le aree maggiormente inquinate e di condividere, mediante le piattaforme “social”, i percorsi alternativi per minimizzare l’esposizione. MONICA è un sistema multisensoriale portatile a basso costo, leggero, makers-friendly, basato su paradigmi Open Source; ed è veramente alla portata di tutti: può essere facilmente montato su uno zaino o collegato al manubrio della bicicletta e da lì operare attraverso un’applicazione per smartphone permettendo il monitoraggio real time della qualità dell’aria.

Il sistema messo a punto presso i laboratori del Centro di Ricerche ENEA di Portici, è un vero “naso elettronico” in grado di affiancare le informazioni provenienti dalle centraline di monitoraggio installate in città. Attualmente è in grado di fornire indicazioni sintetiche sulla qualità dell’aria e sugli inquinanti atmosferici presenti nei luoghi in cui si trova il suo utilizzatore. La sua caratteristica essenziale è di permettere al cittadino un approccio più consapevole e partecipativo al problema del monitoraggio della qualità dell’aria in città, nonché dell’esposizione personale, per favorire comportamenti virtuosi per una mobilità più sostenibile. Si comprende quindi l’accoglienza positiva ottenuta alle recenti presentazioni del prototipo.

 

La prima è stata alla comunità scientifica italiana, in occasione del Secondo Convegno Nazionale Sensori svoltosi a fine febbraio presso il Dipartimento di Chimica dell’Università di Roma La Sapienza: un’occasione di rilievo, alla presenza delle società e associazioni coinvolte nell’area della sensoristica impegnate in un lavoro di confronto e collaborazione tra diverse discipline (fisica, chimica, ingegneria, biofisica, medicina, biochimica …). La seconda presentazione è avvenuta a Cambridge, al meeting europeo del progetto comunitario EuNetAir “European Network on New Sensing Technologies for Air-Pollution Control and Environmental Sustainability” (coordinato dall’ENEA) che si occupa di nuove tecnologie per il controllo della qualità dell’aria. MONICA rappresenta il punto di arrivo di una esperienza maturata a Portici su diverse tipologie di “nasi elettronici”, con capacità sempre maggiori di operare in diversi settori, a partire dal primo sistema sviluppato per il monitoraggio dei gas vulcanici fino alle applicazioni alle prime centraline wireless per il monitoraggio della qualità dell’aria fino alle applicazioni all’industria aeronautica.

 

Il prototipo di MONICA è sviluppato come verticalizzazione applicativa integrata nell’ambito del programma SIMONA (SIstema integrato di MONitoraggio Ambientale) ed è quindi parzialmente finanziato dal programma POR-Campania. Prossimamente il sensore verrà sottoposto ad un processo di calibrazione e validazione per aumentarne la precisione nelle misure per una valutazione di tipo anche quantitativo. Volendo immaginare un possibile slogan di lancio del loro naso elettronico, per i ricercatori dell’ENEA è stato abbastanza facile pensarlo così: “Oggi esco con Monica”.

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