Mini sonde biodegradabili per controllare l’atmosfera

Grappoli (cluster) di mini sonde leggere e sostenibili che viaggiano nell’atmosfera trasportate in modo passivo e che sono in grado di effettuare una serie importante di rilevazioni di parametri ambientali e meteorologici. Il brevetto è stato messo a punto dai Dipartimenti di Scienza Applicata e Tecnologia-DISAT ed Elettronica e Telecomunicazioni-DET ed è a disposizione delle imprese che devono tenere sotto controllo le proprie emissioni, ma anche delle istituzioni pubbliche che hanno la necessità di monitorare le condizioni ambientali del territorio.

Spiega il brevetto Daniela Tordella, docente presso il DISAT che ha condotto la ricerca e che precisa: “Esistono già naturalmente sonde atmosferiche in grado di rilevare alcuni parametri dell’aria attraversando in verticale la troposfera: quella che abbiamo costruito noi è, però, una sonda a basso costo, leggera ed ecosostenibile, in grado di esplorare in modo endoscopico (cioè dentro) l'atmosfera su lunghe distanze sia orizzontali che verticali e su ampie finestre temporali. Uno strumento che per le sue caratteristiche può essere usato con maggiore facilità ed economicità”.

La soluzione messa a punto dal DISAT consiste in un cluster di piccole radiosonde (circa 40 cm), leggere (del peso di circa 20 g) e, appunto, ecosostenibili – il pallone usato per lanciarle è in materiali biodegradabili – che incorporano sensori per la misura all'interno delle nuvole di numerosi parametri come temperatura, pressione, umidità, velocità e accelerazione del vento, campo elettromagnetico presente nell’atmosfera. Queste sonde sono caratterizzate anche da costi e consumi ridotti. L'alimentazione a batteria, inoltre, permette di mantenere l'attività di analisi dei parametri rilevati per lungo tempo mentre le sonde viaggiano sospese nelle nubi.

Tordella aggiunge: “È possibile pensare al nostro metodo di rilevazione come ad un sistema multipunto e multitempo, che può contribuire efficacemente al buon uso dei modelli meteorologici che necessitano di essere alimentati costantemente con dati misurati con cura”.

Le microsonde monitorano anche le accelerazioni all’interno dell’aria e possono aiutare nella previsione dei grandi fenomeni atmosferici con l’anticipo di qualche ora. Particolare cura è stata posta anche alla fruizione dei dati rilevati dai sensori a bordo e da una rete satellitare per quel che riguarda la posizione spazio-temporale delle radiosonde e quindi trasmessi a centraline al suolo.

Ad oggi sono già stati eseguiti 5 o 6 lanci di cluster di sonde, l’ultimo dai quali a Udine il 19 giugno scorso in collaborazione con il CISM di Udine, ARPA Piemonte e ARPA FVG. I dati raccolti sono già usati in modo sperimentale nel modello Name III sviluppato dal Meteorogical Office (UK) relativo alla dispersione in atmosfera di quantità fisico-chimiche trasportate dalle particelle di aria e usato a partire dal disastro Chernobyl. In settembre verranno effettuati altri lanci che serviranno per continuare i test d’uso delle mini sonde.

Il brevetto messo a punto dal DISAT si propone come alternativa dei più comuni palloni meteorologici che eseguono sondaggi dello strato atmosferico in caduta libera o in ascensione aerostatica. Numerose le possibili applicazioni: telerilevamento, meteorologia a livello meso-scala, per l’aviazione e il meteo di superficie, per il controllo del microclima urbano e suburbano. Ma quali sono gli sviluppi e le possibilità per le imprese?

Il prossimo passo è quello che porta ad una più accentuata biodegradabilità: si sta cercando quindi di passare all’uso della plastica biodegradabile oppure alla carta per la costruzione del supporto. Un lavoro simile si sta conducendo anche per le batterie per arrivare all’uso dell’energia solare oppure di quella meccanica derivante dal movimento delle sonde stesse.

Notevoli le ricadute per le imprese e gli enti locali. Da un lato, le mini sonde sviluppate dal DISAT possono essere usate dalle aziende che devono monitorare le loro emissioni in atmosfera con strumenti a basso costo e capaci di fornire dati tecnici affidabili e con rilevanza giuridica. “Per questo – sottolinea Tordella – stiamo lavorando anche alla creazione di una start up che avrà il compito di immettere sul mercato le sonde ad un costo che sarà compreso tra i 50 e i 100 euro”.

Importanti anche i risvolti per la Pubblica Amministrazione: possono essere interessati gli istituti di ricerca ma anche le istituzioni governative per tutto ciò che concerne il monitoraggio e il controllo del territorio oltre che per gli interventi in caso di incidenti. Sempre per le aziende, infine, lo sviluppo del brevetto da parte di DISAT necessita anche di collaborazioni sul fronte dei materiali biodegradabili e dell’energia, oltre che sull’hardware che deve essere sempre più leggero e biodegradabile.