Un drone dal naso elettronico fiuta le emissioni delle acque reflue

Un drone di generazione avanzata può geolocalizzare gli odori cattivi che provengono dagli impianti di trattamento delle acque reflue, derivanti a loro volta da scarti industriali. Una conclusione a cui sono giunte due delle più importanti realtà accademiche della Catalogna, effettuando degli esperimenti in loco.

TAKEAWAY

  • La depurazione delle acque reflue se da una parte libera i fiumi e i mari dalla contaminazione, dall’altra risulta tossica per le persone.
  • In Spagna, un gruppo di bioingegneri ha costruito dei droni in grado di avvertire gli odori che possono essere nocivi per l’organismo.
  • Possono esserci ora risvolti interessanti nella gestione dei rifiuti a patto di implementare il tutto con un software.

Un drone dal naso elettronico può essere la soluzione per i problemi provocati dalle acque reflue, cioè gli scarichi di fabbriche e di consumi domestici o agricoli che contengono sostanze, allo stato gassoso, le quali possono recare gravi danni alla salute dell’uomo.

Per individuarle si usano attualmente dei rilevatori, ideati apposta per i gas, o, in alternativa, si ricorre all’olfattometria, un metodo autorizzato dalla norma europea EN 13725 dell’aprile 2003, che consiste nel sottoporre un campione di liquido ad un esame all’attenzione di alcuni esperti.

Un approccio che, essendo legato ai sensi del singolo individuo, spesso non è sufficiente a comprendere i rischi presenti dietro l’angolo e può peccare di arbitrarietà. Esistono perciò degli appositi impianti che, tuttavia, stanno rappresentando ormai una preoccupazione crescente per le città in cui si trovano, venendo ad essere una delle cause scatenanti dell’inquinamento atmosferico.

Progettati per “trattare” le acque reflue, essi finiscono in realtà per allungare la lista dei composti pericolosi, rilasciando ad esempio l’acido solfidrico o idrogeno solforato, estremamente velenoso, e l’ammoniaca, che, se inalata, può dare irritazione alle vie respiratorie dell’essere umano, portando addirittura alla morte.

Come si può porre rimedio allo scenario descritto? Innanzitutto mettendo su delle piattaforme note come Adhesive Measuring System (AMS), che possono essere fisse o mobili. La seconda opzione garantisce sicuramente una migliore operatività e si può perseguire tramite robot terrestri o con un monitoraggio aereo, molto più gettonato poiché dà una visione più ampia.

Vagliando ciò, gli esperti in materia hanno deciso, con il tempo, di affidarsi ai droni, dal momento che questi ultimi possono superare con facilità gli ostacoli che sono dovuti alla conformazione naturale dei luoghi prescelti. E non solo, sempre più di frequente, riescono a dare dei feedback efficaci a proposito del territorio da loro controllato.

Un contributo a tal proposito arriva dalla rivista scientifica Remote Sensing, edita dal Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI), con l’articolo “Aerial Mapping of Odorous Gases in a Wastewater Treatment Plant Using a Small Drone”, a cura dell’Istituto di Bioingegneria della Catalogna (IBEC), che ha reso noti i risultati di una collaborazione con il Barcelona Institute of Science and Technology e il Dipartimento di Elettronica dell’Università di Barcellona.

Cosa fa il drone dal naso elettronico

Quando parliamo di drone dal naso elettronico, ci riferiamo a piccoli velivoli privi di pilota che, in  maniera autonoma o meno, sono capaci di rilevare una serie di parametri fisici e chimici. Un approccio analogo esiste nel medicale, con un sistema olfattivo artificiale, basato su un chip, che “annusa” nei pazienti possibili segnali dell’insorgenza di un tumore.

Un’azione che si realizza per mezzo di componenti in grado di ampliare gli orizzonti percettivi delle macchine e che sotto osservazione hanno fattori ambientali come la temperatura, l’umidità, la pressione, ma anche proprietà atomiche.

Nel caso catalano, gli ingegneri coinvolti hanno optato per i cosiddetti rotorcraft, velivoli automi dotati di più pale in continua rotazione, che consentono un decollo e un atterraggio più sicuro rispetto alla tipologia standard, ad ala fissa.

Le sperimentazioni sono state avviate nell’ambito di Horizon 2020, in cui si colloca il progetto ATTRACT, ecosistema di co-innovazione tra la ricerca e le comunità industriali per sviluppare tecnologie innovative di rilevamento e imaging per usi scientifici e commerciali.

La ricerca si è svolta in prossimità del “Molina de Segura”, uno dei WWTP (Wastewater Treatment Plants) situati nella penisola iberica, precisamente nella città di Murcia. Il progetto, ribattezzato “Sniffdrone”, costituisce un progresso significativo nel quadro fin qui delineato.

I riscontri ottenuti hanno offerto al team di studio la possibilità di ricostruire con precisione delle mappe indicanti la concentrazione degli odori, al fine di comprenderne la distribuzione spaziale e sapere dove intervenire in seguito, senza apportare ulteriori danni.

Al drone dal naso elettronico, che si carica a batteria, sono stati agganciati dei tubi flessibili, della lunghezza di 10 metri, per collegarlo a oggetti difficili da raggiungere, come la ciminiera dell’impianto, da cui escono le esalazioni più forti. 

Oltre venti sono i sensori montati sul dispositivo allo scopo di elaborare una grande quantità di informazioni, tra cui spiccano i dati afferenti al GPS (Global Positioning System). La pianta del sito preso in considerazione si estende per 35mila metri quadrati ed è stata scandagliata nell’arco di una sola giornata, da un’altezza di circa 12 m e con sessioni di 5-7 minuti l’una.

I ricercatori si propongono adesso di ripetere la procedura in periodi diversi, per apprezzare le tante differenze dovute al variare delle stagioni e a condizioni meteorologiche quali l’umidità e la velocità del vento, che può minare alla stabilità complessiva del meccanismo.

Le prospettive che si aprono

Sulle ricadute pratiche dell’invenzione, si è espresso il Professor Santi Marco, una delle principali firme del documento, nonché Responsabile del Gruppo di Elaborazione del Segnale per i Sistemi di Rilevamento presso l’IBEC e docente all’Università di Barcellona. A margine della scoperta, ha commentato:

Nel nostro lavoro abbiamo adoperato sia sensori chimici che tecniche che fanno capo all’ambito di studi dell’intelligenza artificiale. La combinazione che ne è scaturita ci ha permesso di valutare rapidamente l’intensità dell’odore in questione, avvicinandosi ad aree che altrimenti sembravano inaccessibili. L’obiettivo che ci siamo posti sin dall’inizio è quello di minimizzare l’impatto del processo sul contesto circostante, tenendo conto delle esigenze di coloro che abitano nelle vicinanze e, ancor di più, di chi è impegnato nello stabilimento

Nei prossimi mesi l’equipe punterà a limare alcuni aspetti, provando, in primis, ad alleggerire i sensori per rendere più facile le operazioni. Successivamente, gli studiosi provvederanno ad aggiungere una telecamera a bordo del drone dal naso elettronico per rintracciare, attraverso un programma specifico, dove sono posizionate le zone più dense.

Il modello potrà essere replicato per nuove applicazioni, come le discariche contenenti materiale solido e il settore del compostaggio, ovvero il riciclaggio dei rifiuti organici.

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Emanuele La Veglia
Giornalista professionista, collabora con testate online nazionali (tra cui Affari Italiani) dopo aver maturato esperienze in Sky e AdnKronos. Ha già vinto diversi premi giornalistici ed oggi scrive di sostenibilità, women empowerment e innovazione. Scrive di IT anche per il portale https://www.sergentelorusso.it/
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