Nuovo dispositivo potrebbe consentire ai conducenti di monitorare le emissioni
Grazie a una nuova ricerca dell'Università di Manchester, a breve potrebbe essere possibile monitorare le emissioni inquinanti della propria auto mentre si è alla guida della stessa. Gli scienziati della School of Chemical Engineering and Analytical Science dell'università hanno creato un dispositivo che utilizza i laser per misurare i livelli di biossido di carbonio (CO2), monossido di carbonio (CO) e metano (CH4) direttamente dall'interno del tubo di scarico. Il lavoro, pubblicato nella rivista «Applied Optics», è stato in parte finanziato dal progetto ASSYST (Advanced Laser Sensor Systems for Leading Edge Manufacturing, ossia sistemi di sensori laser avanzati per la produzione all'avanguardia) del Quinto programma quadro (5°PQ). Al momento le emissioni dei gas di scarico vengono misurate incanalando i fumi in una scatola e rilevandoli mediante una serie di sensori. Il sistema in questione presenta una serie di svantaggi, osservano i ricercatori. Ad esempio, è lento nella risposta e i gas stessi spesso aderiscono alle tubazioni che conducono alla scatola. Il sistema è inoltre esposto alle interferenze. Per contro, il laser a diodo nel vicino infrarosso offre risultati più rapidi e un grado di interferenza minore. Per di più, i laser e i fotorilevatori che compongono il dispositivo sono prontamente disponibili e funzionano a temperatura ambiente. Gli scienziati hanno fissato il loro dispositivo a un motore di automobile montato su un banco di prova, allo scopo di rilevare la variazione delle emissioni in diverse condizioni. A titolo d'esempio, il sistema ha consentito ai ricercatori di vedere come cambiano le concentrazioni dei gas oggetto di studio al momento dell'avviamento del motore; i livelli di CO2 aumentano rapidamente per poi rimanere costanti dopo qualche secondo, mentre i livelli di CO raggiungono un picco al momento dell'avviamento del motore, per poi precipitare nuovamente. Anche i livelli di metano salgono rapidamente per poi diminuire sensibilmente quando il motore viene acceso. Gli scienziati hanno ottenuto informazioni simili per altre variabili, ad esempio che cosa accade quando viene aperta e chiusa la valvola a farfalla (la quantità di aria e carburante che entra nel motore). «è la prima volta che viene utilizzato questo tipo di sensore laser a diodo nel vicino infrarosso direttamente nel tubo di scarico di un motore a combustione interna statica per misurare le emissioni», ha commentato il dottor Philip Martin, uno degli autori dell'articolo. Oltre a collaudare il sistema sul motore posizionato sul banco di prova, gli scienziati hanno anche utilizzato l'apparecchiatura in una situazione reale, per misurare le emissioni di scarico di veicoli in transito. «I componenti necessari a garantire la sensibilità e la robustezza elevate indispensabili per applicare il dispositivo a situazioni reali stanno appena iniziando a essere disponibili», ha spiegato il dottor Martin. «Abbiamo già costruito un'unità a batteria da utilizzare sul ciglio della strada che utilizza la stessa tecnologia, avvalendoci di elementi solidi e robusti per le telecomunicazioni.» L'esito positivo di tali test ha indotto i ricercatori a vagliare la possibilità di un sistema da installare a bordo del veicolo. «Tali progressi consentono di avere a disposizione un sistema diagnostico flessibile per il motore, da installare a bordo del veicolo a scopo di controllo», si legge. «La dipendenza delle emissioni dalle condizioni di funzionamento del veicolo è un aspetto altrettanto utile per l'analisi delle misurazioni remote delle emissioni dei veicoli.» Al momento il dispositivo è provvisto di due laser che funzionano a frequenze diverse: uno registra i livelli di biossido e monossido di carbonio, mentre il secondo rileva il metano. Gli scienziati vorrebbero ora aggiungere più laser al dispositivo per misurare altri inquinanti importanti, quali monossido e biossido di azoto e idrocarburi specifici.
Paesi
Regno Unito