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21/10/2024
Ricerca e innovazione

Il Politecnico partecipa al nuovo progetto europeo RAVEN per combattere l’inquinamento atmosferico

Direzione Green Deal: il nuovo progetto europeo RAVEN nasce con l’obiettivo di sviluppare innovativi sensori per il monitoraggio dei gas serra e dei vari inquinanti prodotti dall’attività umana. Un’iniziativa concepita nell’ottica di sostenere, con la ricerca, il piano d'azione dell'Unione Europea “Zero Pollution for Air, Water, and Soil”, una componente chiave del patto che si propone di raggiungere la neutralità climatica nel continente entro il 2050.

Il Politecnico è tra i sostenitori del progetto insieme ad altre università con sede in cinque paesi europei, Finlandia, Francia, Polonia, Spagna e Regno Unito. Nello specifico sono coinvolte l’University of Eastern Finland – coordinatrice della proposta – la Brighterwave Oy, la Gasera, il Picophotonics, la Tampere University, il Finnish Meteorological Institute, la A2 Photonic Sensors, la Cedre, la INP Grenoble, l’Université Jean Monnet Saint-Etienne, la Teem Photonics S.A., l’Uniwersytet Gdanski, la VIGO Photonics S.A., la CIC nanoGUNE e la MODUS Research and Innovation. Con un finanziamento di 4,8 milioni di euro erogato nell’ambito del programma Horizon Europe, il progetto affida ad un team interdisciplinare di ricercatrici e ricercatori lo sviluppo, nei prossimi quattro anni, della generazione futura di sistemi di rilevamento dei gas compatti e a basso costo.

Si tratta nel dettaglio di sensori in grado di misurare vari inquinanti e gas serra come CO2, CO, O3, CH4, N2O, CH3OH, NH3 e NO2, sostanze quindi rilevate e differenziate soddisfacendo i severi requisiti di prestazioni, consumo energetico, dimensioni e costi. Capaci di operare in modo del tutto indipendente, questi sensori garantiranno flessibilità in termini di costi per soddisfare le diverse esigenze degli utenti finali. 

Ci troviamo di fronte a tecnologie all’avanguardia, che potranno essere distribuite in situ e su richiesta in luoghi remoti grazie ad innovative tecniche di acquisizione, elaborazione e interpretazione dei dati che consentono un basso consumo energetico e il funzionamento senza alimentazione di rete. 

Il team del Politecnico che collabora al progetto è coordinato da Emiliano Descrovi, docente presso il Dipartimento Scienza Applicata e Tecnologia-DISAT, ed è composto dai docenti del DISAT Federico Bosia e Antonio Gliozzi. Al centro del lavoro condotto in Ateneo, la realizzazione di un dispositivo ottico miniaturizzato per l’analisi spettroscopica – misurazione di uno spettro elettromagnetico – ad alta risoluzione di gas atmosferici. Tale dispositivo integra sorgenti laser e rivelatori di luce su una piattaforma dielettrica – isolante, trattandosi di materiali che non hanno idealmente cariche libere e che non conducono pertanto elettricità – in cui vari elementi nanostrutturati consentono di propagare e confinare la radiazione luminosa in modo da massimizzarne l’interazione con i gas e quindi abbassarne le soglie di rivelazione. La strategia di implementazione si fonda sull’ampia esperienza del team acquisita, in particolare, nell’ambito della nano-ottica e dei cristalli fotonici, il cui potenziale è stato dimostrato in passato per alcune applicazioni bio-sensoristiche. Anche qui, la generazione di onde luminose confinate sulla superficie sensibile del dispositivo costituirà la chiave per realizzare il principio di trasduzione – conversione di una grandezza fisica in un’altra – alla base della rivelazione, in modalità spettroscopica, dei gas da monitorare.

RAVEN sfrutta quindi le competenze di diversi settori – scienza dei materiali, microfluidica, elaborazione dei dati e micro e nano-fabbricazione – per offrire una soluzione di rilevamento versatile e ad alte prestazioni in un sistema compatto e ampiamente applicabile. Obiettivo del progetto, fornire ai paesi una tecnologia sensibile, precisa e con un alto livello accuratezza per quantificare le emissioni di gas serra e monitorare gli inquinanti atmosferici a concentrazioni di ppb – parti per miliardo – rispettando i più severi standard di qualità dell'aria. Una tecnologia, quella dei sensori, che sarà inoltre in grado di misurare le concentrazioni di inquinanti atmosferici sulla superficie dell'acqua, consentendo di rilevare fuoriuscite accidentali e rilasci di sostanze pericolose (HNS) in mare. E ancora, la tecnologia avrà la capacità di rilevare le concentrazioni di gas serra disciolti nell'acqua di mare: un’azione importante, che aiuterà a valutare gli impatti dei cambiamenti climatici sull'ambiente marino e a stimare, al contempo, le fonti e i pozzi di gas serra per le proiezioni climatiche future.