Le attività di test e validazione sono state condotte attraverso differenti metodologie a seconda del tipo di sensore che era oggetto delle attività.
Per la parte sensori di gas è stato utilizzato il sistema di monitoraggio per valutare diverse concentrazioni simulate da un sistema di miscelazione aria/inquinante (proveniente da bombola certificata). Lo stesso campione è stato inviato ad uno strumento analitico precedentemente calibrato.
Per la parte PMx il sistema Grinbox è stato posto i tre differenti ambienti dove la concentrazione di PM2.5 e PM10 era contemporaneamente misurata da un analizzatore calibrato (vedi le due immagini che seguono)
L’analizzatore utilizzato è stato un Teledyne 200e, il quale utilizza il metodo di rilevamento della chemiluminescenza, abbinato alla tecnologia a microprocessore all’avanguardia per fornire la sensibilità, la stabilità per i requisiti di monitoraggio CEM dell’ambiente
La chemiluminescenza è basata sulla reazione del NO con l’ozono (ciclo di Chapman) e consiste nell’emissione di luce durante la reazione chimica in fase gas di NO e ozono. La luce è prodotta quando gli elettroni delle molecole di NO2 eccitato passano a livelli energetici “inferiori” ed ha un’intensità proporzionale alla concentrazione di NO.
Generalmente, nell’analizzatore l’aria campionata passa attraverso un filtro (utile a evitare la contaminazione del gas che entra nel sistema e a proteggere le componenti ottiche dell’analizzatore) e viene alimentata con portata costante all’interno della camera di reazione, nella quale l’aria viene miscelata con l’ozono in eccesso per determinare la concentrazione dell’NO.
La radiazione emessa è proporzionale al numero di molecole nel volume di controllo, dunque alla concentrazione, e viene filtrata da filtri ottici selettivi e convertita in un segnale elettrico con un fotomoltiplicatore o un fotodiodo.
Per la determinazione del NO2, l’aria campionata è alimentata attraverso un “converter” nel quale l’NO2 è ridotto a NO e poi analizzato nel modo appena definito.
Il segnale elettrico ottenuto dal fotomoltiplicatore/fotodiodo è proporzionale alla somma delle concentrazioni di NO2 e di NO, quindi l’NO2 è calcolato come differenza tra questa concentrazione e quella ottenuta dal solo NO (quando l’aria campionata non è passata attraverso il “converter”).
Le misure in laboratorio sono state condotte utilizzando un sistema di diluizione aria/composto da analizzare, partendo da una concertazione nota in bombola certificata.
Risultati delle prove in ambiente reale
Abbiamo condotto l’esperimento In una stanza di circa 30 m3 con la presenza di una sorgente molto elevata di particolato e altri composti generati dal fumo di sigaretta.
Le prove sono state eseguite in tre fasi distinte:
Fase 1- situazione di background: sigaretta spenta, due persone presenti fino all’accensione della sigaretta, finestre chiuse;
Fase 2 – accensione di due sigarette;
Fase 3 – attivazione del sistema di abbattimento.
Le soglie del sistema di abbattimento sono state alzate appositamente per valutare i tempi di abbattimento anche in presenza di valori molto alti dei composti monitorati.
L’istante di attivazione del sistema di abbattimento, come già evidenziato durante la fase di progettazione, non abbatte la CO2 bensì lavora molto bene sui VOCs e sulle PMx.
Al minuto 38 sono state aperte le finestre per evidenziare come il ricambio di aria non forzato, in condizioni di basso inquinamento outdoor (la nostra Area di Ricerca può essere ancora considerata bassamente antropizzata), possano abbattere per diffusione IN/OUT i composti, portando i loro valori, in questo caso, a condizione di qualità “ottime”. Durante l’esperimento sono state eseguite misure di campionamento attivo (mediante cartucce di campionamento) ed analisi di tipo analitico che hanno evidenziato come le concentrazioni della nicotina vengano ridotte in tempi compatibili con il tipo di sistema di abbattimento sviluppato.
In dati ottenuti hanno evidenziano come il sistema di abbattimento lavora molto bene per la molecola della nicotina mentre ha tempi più lunghi per altri tipi di composti organici volatili.
Le due imimmagini che seguono mostrano le percentuali di abbattimento dei particolati.
