Abstract del progetto
I contaminanti organici dell’aria (sia indoor che outdoor) sono studiati da lungo tempo a causa delle loro proprietà tossiche e clima-alteranti; tra i composti volatili (VOCs) alcune sviluppano tossicità a breve termine, ma moltissimi sono tossici a medio-lungo termine (cancerogenicità e mutagenicità). Ad esempio di ciò si possono citare gli idrocarburi mono-aromatici (benzene, stirene ecc.), e gli idrocarburi policiclici aromatici (IPA), che sono particolarmente dannosi anche perché spesso associati a polveri ultra-sottili. Per gli ambienti di lavoro esiste un’ampia normativa a livello europeo e nazionale, che indica oltre ai limiti di concentrazione su varie scale temporali, anche le procedure e i dispositivi atti a mitigare l’esposizione a questi composti e i metodi da seguire per compiere misurazioni ambientali. E’ stato inoltre dimostrato che numerosi VOCs sono prodotti dal metabolismo di funghi e batteri (MVOCs: microbial volatile organic compounds).
condizione necessaria per limitare i rischi in tempo reale e supportare i processi decisionali da parte dei responsabili della sicurezza. Gli strumenti attualmente in uso, inoltre, oltre alla rilevazione difficilmente permettono anche il campionamento dei diversi agenti inquinanti, in particolare quelli associati alle polveri sottili, per analisi successive più accurate da svolgere in laboratorio.
Questo progetto si propone pertanto lo sviluppo di sistemi sensoriali compatti, modulari e a basso costo, per l’analisi in tempo reale di inquinanti chimici e/o biologici ottimizzabili per i vari ambienti di lavoro. Tali sistemi saranno composti da sottosistemi assemblabili a seconda delle esigenze: sensori di composti volatili, analizzatori di campioni solidi, campionatori di gas e polveri, misuratori di preconcentrazione di composti volatili, elettronica di interfaccia e sistemi comunicazione, software di elaborazione e presentazione dei dati. L’elettronica di comunicazione sarà basata su modalità wireless. Verranno privilegiati i sistemi elettronici a basso consumo in modo da garantire la completa portabilità. A tal scopo, per la presentazione dati e la gestione delle informazioni, saranno considerati dispositivi mobili come tablet e smart-phone. Nella fase iniziale del progetto verranno selezionati i possibili scenari applicativi, le sostanze volatili di interesse e i principali interferenti da considerare. Un esempio di applicazione riguardera’ il monitoraggio dello stirene, un caratteristico inquinante negli impianti di lavorazione della vetroresina e nell’industria automobilistica. Si studierà anche la possibilità di monitorare alcuni microorganismi attraverso l’analisi dei metaboliti volatili. Verrà inoltre analizzata la possibilità di installare sistemi sensoriali compatti su veicoli autonomi, e.g., mini-robot o droni, per l’ispezione di aree ad alto rischio, quali scenari post-incendio o ambienti industriali a seguito di fughe di contaminanti.
1) compattezza, portabilità e basso costo; caratteristiche fondamentali per favorire la diffusione capillare di questi dispositivi per la sicurezza nel maggior numero dei luoghi di lavoro; garantire la raccolta di un gran numero di dati in tempo reale per analisi successive più accurate e per la generazione di modelli di rischio; possibilità di collocare questi sistemi su mezzi a guida autonoma, e.g., robot o droni, per il monitoraggio di ambienti ad alto rischio, a seguito di emergenze, dove l’accessibilità umana deve essere limitata (post incendio, fughe di inquinanti altamente tossici, etc.);
2) trasferimento delle informazioni in tempo reale tramite tecnologie di comunicazione wireless. Interfaccia grafica per la visualizzazione di mappe di distribuzione degli inquinanti misurati dai sensori su supporti mobili quali tablet e smarthphone con procedure di allerta automatico, se necessario;
3) possibilità di campionamento di inquinanti su supporti dedicati per analisi approfondite ex-situ;
4) possibilità di pre-concentrazione basato su tecnologia purge-and-trap per migliorare la soglia di rivelabilità di composti di particolare interesse.
• Dipartimento di Scienze, Università di Roma 3;
• Istituto sull’Inquinamento Atmosferico, Consiglio Nazionale delle Ricerche
• Laboratorio Rischio Agenti Chimici del DIMEILA – INAIL
Angelo Cecinato
Emiliano Zampetti
Alessandro Capocecera
Joshua Avossa
Catia Balducci