LaRIA
Laboratorio Regionale per
l’Innovazione nel controllo della qualità
dell’Aria
problematiche ambientali
Ricerca
Industria
LaRIA
Sviluppo di sistemi
innovativi
le tre linee tematiche
Sensoristica (gas e polveri)
Modellistica e Calcolo
Remote Sensing
i tre task trasversali
Monitoraggio
Formazione
Certificazione
sensoristica
Attività proposta
•Sviluppo, industrializzazione e commercializazzione di strumentazione innovativa per
il monitoraggio outdoor del Benzene e altri aromatici.
•Sviluppo di una stazione per la determinazione simultanea delle frazioni PM10, PM2.5
e PM1 degli aerosol
•Studio e fabbricazione di sensori di gas a base di ossidi semiconduttori
nanostrutturati per applicazioni in campo ambientale, agro-alimentare, domestico e
industriale.
•Sviluppo di centraline complete integrate (CO, NOx, O3).
•Utilizzo dei dati provenienti dai modelli di trasporto degli inquinanti in atmosfera.
•Sviluppo di sensori chemoresistivi per il controllo della qualità dell’aria in ambiente
urbano (CO,NOx,O3)
Vantaggi competitivi
• Costo di installazione ridotto del 50% rispetto alla strumentazione
analitica disponibile sul mercato
• Costo di manutenzione ridotto del 80%
• Permette la realizzazione di reti capillari di monitoraggio
• L’utilizzo di tecnologie micro-sistemistiche permetterà la realizzazione di
strumentazione miniaturizzata, a basso consumo energetico e
caratterizata da prestazioni particolarmente elevate
• La componentistica microlavorata può essere facilmente integrata
all’interno di altre tipologie di strumenti
Prototipo di micro gas-cromatografo palmare
Sviluppo di una stazione per la determinazione simultanea delle frazioni PM10, PM2.5 e PM1 degli aerosol
Parametri
meteorologici
(RH, T)
Aerosol
in
Filter
PM10
Pump
PM2.5
PM 1
Switch
Valve
Filter
Pump
Data
acquisition
La determinazione
avviene rilevando con un
sensore ottico la
concentrazione degli
aerosol a valle di
ciascuno stadio
separatore.
modellistica e calcolo
I modelli matematici di dispersione in atmosfera sono strumenti indispensabili per la
gestione dell’ambiente urbano.
L’integrazione tra modelli e rete permette di:
 fornire un quadro conoscitivo completo
 individuare le cause dei fenomeni di inquinamento
 discriminare il contributo delle varie sorgenti inquinanti
 prevedere i livelli di inquinamento
 fornire previsioni a breve termini di situazioni pericolose
 evidenziare il rispetto o il superamento degli standard di qualità dell'aria
 fornire un supporto tecnico per la predisposizione e verifica dei piani di risanamento
I modelli di dispersione di inquinanti in atmosfera sono necessari per la progettazione delle reti
di monitoraggio.
Le simulazioni numeriche condotte mediante modelli matematici integrano ed interpretano in
modo ottimale la base conoscitiva fornita dalle reti di monitoraggio.
Remote Sensing
Misure a terra dei contenuti colonnari di gas (O3, NO2, SO2, Formaldeide)
Obbiettivo: confronto/validazione del contenuto colonnare da satellite e da terra
Strumentazione: spettrometri DOAS in configurazione passiva
Prodotto: contenuto colonnare nel
PBL dei gas inquinanti
Metodologia
Strumentazione
Spettrometri UV-Vis
GASCOD type multiinput
290- 700 nm Ris 0.5 nm
Camera CCD raffreddata
con sistema Peltier
Analisi di dati da satellite (SCIAMACHY) per la definizione del contenuto colonnare
troposferico e della stima delle concentrazioni al suolo di O3, SO2, NO2, Formaldeide.
Obbiettivo: fornire una stima delle concentrazioni al suolo dei gas misurati
Metodologia: confronto/validazione con misure da terra e modello ed utilizzo di una
procedura di scaling
Metodologia
Risultati: stima delle
concentrazioni a terra tramite
procedure di scaling
Applicazione della metodologia
DOAS, del metodo Richter (Adv.
Space. Res., 2002) e di confronti
comparati con misure a terra per
ricavare, dal livello 1, i valori di
contenuto colonnare troposferico
di NO2, SO2 , O3 e Formaldeide
Misure di concentrazione di gas al suolo con tecniche DOAS lungo percorsi
orizzontali (O3, NO2, SO2, BTX , Formaldeide)
Obbiettivo: confronto/validazione con misure in situ ARPA-ER, ARPA-L, …
Strumentazione: spettrometri DOAS in configurazione attiva
Strumentazione
Sistema DOAS in
configurazione attiva con
percorso geometrico
variabile
Risultati
Sviluppo di strumentazione e metodologie DOAS di tipo innovativo (ricostruzioni
tomografiche degli inquinanti gassosi da aereo o da terra)
Obbiettivo: realizzare un sistema di monitoraggio a remote sensing capace di
eseguire una tomografia da aereo della porzione di atmosfera esaminata
Metodologia: sviluppo di modelli di calcolo innovativi e strumentazione avanzata
da integrare sulla piattaforma CESSNA 147
Strumentazione: spettrometro
GASCOD con ottica multi input
Metodologia
Lavoro proposto: sviluppo di
metodologia di calcolo da applicare a
misure DOAS in configurazione
multiscanning ottenute da piattaforma
aerea.
Le simulazione con diversi angoli di
misura saranno un input che ottimizza la
configurazione strumentale
Misure da aereo con tecniche congiunte DOAS e LIDAR per la misura delle
concentrazioni di gas (O3, SO2, NO2, Formaldeide) e polveri
Obbiettivo: fornire una mappatura degli inquinanti per un confronto con il
modello multifase e per lo studio della variabilità dello strato di rimescolamento
Metodologia: metodo di calcolo tomografico e confronto/validazione con il
modello multifase all’interno dello strato di rimescolamento
Parco aeroplani: Cessna 337A Super Skymaster
Il Cessna 337 monta due motori Continental IO-360-C da 210 HP, ha
una apertura alare di 11.58 m, un peso al decollo di 1905 Kg, parta un
carico utile di 685 Kg, quota massima di volo di 6100 m, velocità
massima di 322 Km/h e velocità minima di 106 Km/h. Per il decollo ed
atterraggio richiede meno di 500 m
Piper PA30 Turbo Twin Comanche B
Il Piper PA30B monta due motori Avco-Lycoming IO-320 B1A da 160 CV a 2700 giri al
minuto, ha una apertura alare di 16.5 m, un peso al decollo di 1600 Kg, porta un carico
utile di 608 Kg, quota massima di volo di 6100 m, velocità massima di 386 Km/h e
velocità minima di 106 Km/h. Per il decollo ed atterraggio richiede meno di 350 m
UAV Butterfly
L’aeroplano automatico UAV Butterfly ha una apertura alare di 3.5 m, un peso
massimo al decollo di 35 Kg con 4 Kg di carico utile, velocità massima di 120
Km/h, autonomia di volo di 3 ore, quota massima di volo 3000 m, corsa di
decollo e atterraggio minori di 100 m e motore a due tempi da 4 HP. Ha
capacità di volo autonomo
Sistema Mobile Integrato
Profilo vento ed areosol
in quota
Anemometro
Sonico
PM2.5
(sensore ottico)
Flussi turbolenti
10 m
10m
Misure gravimetriche
2m
mini Sodar/Radar
PM10
(sensore gravim.)
mini LIDAR
e TropoGAS
Task
Monitoraggio
Urban
Climatology and Meteorology
Applicazioni all’Industria
Attraverso la zonazione dell’area urbana e la modellistica degli
indici bio-climatici e’ possibile fornire alle industrie una
mappatura utile sia per la progettazione dell’architettura urbana
che per la valutazione e progettazione dei materiali che
costituiscono le strutture architettoniche.
E’ possibile, inoltre, studiare l’inserimento di nuove tipologie
urbanistiche nelle città storiche preservandone la “vivibilità” e
studiare il ripristino delle caratteristiche meteo-climatiche di aree
urbane con nuovi interventi.
task
Formazione
____
Certificazione
partecipanti
Sensoristica (gas e polveri)
Parte GAS
Enti Ricerca ed Università interessate
CNR-IBIMET
CNR-IMEM (Parma)
CNR-IMM
UNIFE
UNIPR
Parte POLVERI
Enti Ricerca ed Università interessate
CNR-IBIMET
CNR-ISAC
ENEA
UNIMORE
UNIPR
Aziende
UNITEC
AGAC
ARPA-ER
CORAM
CEIF
CAE
PROTEX (per indoor)
Project Automation
Carlo Gavazzi Space
Da verificare: CESI (Pc), HERA, META,
Province, Associazioni Industriali Regionali,
ecc.
Aziende
UNITEC
AGAC
Project Automation
Carlo Gavazzi Space
CESI Piacenza
CAE
Gibertini (Milano, collegata a Coop Bilancia
ARPA
Da verificare: HERA, META, Province,
Associazioni Industriali Regionali, ecc.
partecipanti
Remote sensing
Enti Ricerca ed Università interessate
CNR-ISAC
CNR-IMM
ENEA FIS (Pagnutti)
UNIBO – DIEM Forlì
UNIMORE (ma solo come supporto alla
modellistica)
UNIPR (da verificare)
CGS- Unita' Remote Sensing, Bologna
Aziende
CAE
SIAP
ELEN
UNITEC
CGS (Carlo Gavazzi Space)
PROGEA
ARPA-ER
Da verificare: CESI (Pc),
Automation
Project
Modellistica e calcolo
Enti Ricerca ed Università interessate
CNR-IBIMET
CNR-ISAC
ENEA (PROT INN, CAMO, FIS)
UNIMORE
UNIPR
Aziende
AGAC
ARPA-ER
CGS (per tecnologie computazionali)
Provincia di Bologna
Da verificare: HERA, META, Comune di
Bologna
Conclusioni
La proposta è in progress,
quindi è prematuro parlare di conclusioni.
Quello che già in questa fase si può evidenziare sono le
notevoli capacità innovative che una simile proposta può
indurre nell’industria regionale nel settore ambientale,
come pure nell’Analisi e Controllo della Qualità
dell’Aria