Presentato il Report WMO-No. 1215

Sensori a basso costo per la misurazione della composizione atmosferica: panoramica dell’argomento e applicazioni future

Editori: Alastair C. Lewis, Erika von Schneidemesser e Richard E. Peltier

La Commission for Atmospheric Sciences (CAS) del WMO ha presentato un Repot (No. 1215) riguardante la valutazione sui Low-Cost Sensors (LCS) – Sensori a basso costo – per la misurazione della composizione atmosferica fornendo in questo documento pubblicato a Maggio 2018 una panoramica sull’argomento e sulle possibili applicazioni future di questi sensori. La valutazione è stata sostenuta da una ampia comunità di operatori del settore, tra cui: International Global Atmospheric Chemistry (IGAC) project, Task Force on Measurement and Modelling of the European Monitoring and  Evaluation Programme of the LRTAP Convention, UN Environment, World Health Organization, Network of Air Quality Reference Laboratories of the European Commission (AQUILA).

La relazione evidenzia che i sensori a basso costo non fungono attualmente da sostituti diretti degli strumenti di riferimento che sono utilizzati in particolare per scopi di legge; tuttavia, considerando l’impiego di sensori a basso costo appropriati, essi divengono una fonte complementare di informazioni sulla qualità dell’aria. Il Report sottolinea inoltre l’importanza che i potenziali utenti identifichino le specifiche esigenze applicative, analizzino esempi di studi già eseguiti o implementazioni che condividono caratteristiche simili, identificando i limiti associati all’uso dei sensori LCS e quindi valutando se la tecnologia selezionata soddisfa le esigenze delle misure da eseguire.

La misurazione dei composti atmosferici quali gas reattivi e composti climalteranti è alla base di attività ed azioni in differenti settori, inclusa la ricerca scientifica e la sorveglianza e verifica delle normative da parte di enti governativi ed imprese. Sebbene la stragrande maggioranza di queste osservazioni continui ad utilizzare metodi analitici di riferimento consolidati, la miniaturizzazione della sensoristica ha portato a una notevole crescita di una generazione di dispositivi che sono spesso descritti genericamente come “sensori a basso costo”. Questi sensori possono avere preziose funzionalità che le differenziano dalle precedenti tecnologie, tra cui spiccano: dimensioni inferiori, peso inferiore e consumo energetico ridotto.

Diverse sono le tecnologie con cui questa sensoristica si presenta, includendo così sensori passivi elettrochimici e di ossido di metallo oppure dispositivi microelettromeccanici più complessi che utilizzano gli stessi principi analitici degli strumenti di riferimento, ma in pacchetti di dimensioni e potenza più piccoli. Come classe di dispositivi, i sensori a basso costo comprendono una vasta gamma di tecnologie e, di conseguenza, producono una vasta gamma di misurazioni di qualità.

Quando si seleziona un LCS per una particolare indagine, gli utenti devono assicurarsi che il sensore specifico da utilizzare soddisfi i requisiti di qualità dei dati dell’applicazione. Questo Rapporto GAW-IGAC-UN, prende in considerazione sensori progettati per la misura della composizione atmosferica a concentrazioni ambientali che riguardano inquinanti dell’aria quali i gas reattivi (CO, NOx, O3, SO2), il particolato (PM) e i gas serra CO2 e CH4. L’accesso a sensori a basso costo sembra offrire nuove entusiasmanti applicazioni per misure di composizione dell’atmosfera, supportando nuovi servizi ed agevolando potenzialmente l’inclusione di una nuova coorte di utenti. Sulla base della letteratura scientifica disponibile fino alla fine del 2017, è chiaro tuttavia che sorgono alcuni compromessi quando i LCS vengono utilizzati al posto dei metodi di riferimento esistenti. I dispositivi più piccoli e / o meno costosi tendono ad essere meno sensibili, meno precisi e meno “chimicamente specifici” del composto o della variabile di interesse. Questo è bilanciato da un potenziale aumento della densità spaziale delle misure che può essere raggiunto da una rete di sensori. Per leggere integralmente il Report:

Scarica il report WMO-No. 1215  Low-cost sensors for the measurement of atmospheric composition: overview of topic and future applications Editors: Alastair C. Lewis, Erika von Schneidemesser and Richard E. Peltier