Sintesi di progetto

Una famiglia di sensori per l’analisi di alcune sostanze presenti nell’acqua.

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Lo Scenario

Il settore delle acque ad uso civile ed industriale è sempre più sottoposto a controlli in funzione sia della salvaguardia della salute umana e dell’ecosistema, sia, a livello di aziende, per una razionalizzazione e miglioramento dei processi produttivi nell’ottica di fornire prodotti migliori a costi competitivi.

Nella struttura di controllo delle acque vi sono utenti che non sono contemplati (utenze domestiche) e soggetti che non sono incentivati ad eseguirlo (per il costo eccessivo dei mezzi oggi a loro disposizione). Il controllo delle acque potabili per il consumo umano avviene lungo la rete di distribuzione, ma non nelle singole case (a meno di una richiesta specifica dell’utente a seguito di un problema che spesso è già grave).

Un monitoraggio delle acque di scarico di un’azienda che vi introduce sostanze dannose durante i processi produttivi, unitamente al controllo dell’acqua che entra nei processi produttivi (per evidenziare l’assenza di potenziali inquinanti il prodotto finale o il semilavorato), sono opportunità da considerare nell’analisi della competitività dell’azienda.

In questo contesto, lo scopo del progetto è stato la realizzazione di una famiglia di sensori per l’analisi di alcune sostanze presenti nell’acqua che possono creare problemi sia alla salute umana sia all’ambiente. I sensori saranno caratterizzati da una architettura facilmente integrabile negli ambienti di analisi e avranno come elemento distintivo l’elemento sensibile.

La realizzazione dell’elemento sensibile ha seguito approcci diversi (BIO, C4D, SPFR,) a seconda della sostanza da monitorare, dell’applicazione per cui si pensa di impiegare il sensore e delle sensibilità che si devono raggiungere. Indipendentemente dall’approccio utilizzato, si hanno dei tratti comuni: la compattezza, il miglior rapporto costo/prestazioni e la facilità di integrazione e di interfacciamento.

Nel caso in cui i sensori vengano utilizzati in una situazione in cui si necessiti un monitoraggio in remoto essi potranno essere forniti con un sistema di trasmissione dati, in modo che le misure effettuate possano essere raccolte, manipolate e immagazzinate.

Un ruolo fondamentale nel progetto è quello degli utenti finali che, oltre a fornire gli ambienti di test, sono stati parte attiva nella definizione del packaging del sensore e di eventuali requisiti che il sensore deve avere, in base alle specifiche esperienze.

L’acqua destinata al consumo umano è il risultato del contributo di più fonti. Nel caso più semplice, si tratta di sorgenti presenti nel sottosuolo da cui viene prelevata l’acqua. In altri casi tali acque vengono a contatto con acque di superficie siano esse di natura piovana, fluviale o lacustre. Per di più, la presenza di siti industriali nelle vicinanze può essere fonte di inquinanti che possono riversarsi nelle acque sotterranee. Per questi motivi è necessaria un’analisi delle acque che vengono poi immesse nelle reti idriche domestiche.

Questo controllo, per essere efficace, dovrebbe essere fatto sul luogo in cui vengono prelevati i campioni di acqua

Gli ambiti di controllo

1

Acqua erogata dalle reti di distribuzione.

L’acqua erogata viene controllata nel punto in cui è fornita alle utenze. I campioni sono prelevati in diverse sezioni delle reti, dall’uscita dei serbatoi di accumulo ai punti terminali e sottoposti ad analisi chimica e batteriologica. La frequenza dei controlli sul singolo acquedotto è tanto maggiore quanto più è numerosa la popolazione servita. Oltre alle attività di prelievo, la vigilanza prevede periodiche ispezioni sui principali impianti, per verificarne le condizioni strutturali e funzionali.

2

Fonti di alimentazione di acquedotti pubblici (pozzi e sorgenti).

I controlli alle fonti di alimentazione permettono di avere un quadro complessivo delle caratteristiche dell’acqua all’origine, prima che venga sottoposta a trattamenti.

3

Acque superficiali destinate alla produzione di acqua potabile.

In questo caso si tratta di controlli analitici, eseguiti sui corsi d’acqua e sui laghi superficiali in corrispondenza dei punti in cui le acque vengono captate per essere poi sottoposte a trattamento di potabilizzazione ed immesse nelle reti di distribuzione.

I sensori acca2o

I sensori di questo progetto, caratterizzati da un consumo ridotto e da un costo contenuto permetteranno, perciò, di monitorare situazioni che al momento non sono monitorabili, (grazie alla semplicità dell’integrazione del sensore) e quindi in un miglioramento della qualità della vita umana da una parte, e dei processi produttivi dall’altra.

.Attualmente la maggior parte delle strutture che controllano gli acquedotti hanno la possibilità di effettuare questo controllo o attrezzando un laboratorio al loro interno oppure, come accade nella maggior parte dei casi, delegando a terzi.

Queste analisi devono essere condotte da un laboratorio certificato e non possono essere sostituite da altre analisi.

Tali misure garantiscono che l’acqua che scorre nella rete di distribuzione sia potabile, ma non possono garantire che essa sia tale una volta che esce dal rubinetto, perché tra la rete ed il rubinetto vi sono le tubature interne.

Risulta, altresì, importante che gli insediamenti industriali che nei loro processi produttivi impiegano soluzioni acquose di sostanze nocive abbiano un sistema di monitoraggio delle stesse in modo da prevenire l’immissione di quantità oltre il limite stabilito dalla legge nel sistema fognario.

Infine, lo sviluppo tecnologico richiede che l’acqua che viene utilizzata nei processi produttivi sia sempre più controllata per quanto riguarda la presenza o meno di sostanze che possono danneggiare il livello qualitativo del prodotto: un’analisi della presenza di tali sostanze risulta pertanto fon

I sensori di questo progetto, caratterizzati da un consumo ridotto e da un costo contenuto permetteranno, perciò, di monitorare situazioni che al momento non sono monitorabili, (grazie alla semplicità dell’integrazione del sensore) e quindi in un miglioramento della qualità della vita umana da una parte, e dei processi produttivi dall’altra.

L’architettura dei sensori ed il principio di misura fanno sì che la tecnologia sviluppata in questo ambito possa essere estesa, dopo opportuno adeguamento, anche al monitoraggio di altre sostanze nell’acqua o in altri liquidi, tipo latte, vino, birra, ecc.

Va da sé che, nel caso in cui i nostri sensori rilevino la presenza di sostanze nocive nelle acque a concentrazioni superiori a quelle di legge, l’utente deve informare l’ente erogatore del servizio che dovrà attivarsi all’analisi dell’acqua attraverso le strutture ufficiali.

Tali sensori, perciò, non intendono sostituirsi alle metodologie di analisi standard stabilite dal Decreto Legislativo, ma vogliono essere un valido strumento nell’analisi di utenti che al momento non sono monitorati.
Il mercato del monitoraggio delle acque con strumenti portatili è alquanto giovane e prevede al momento strumenti che, spesso, non riescono a garantire prestazioni adeguate oppure sono soluzioni preconfezionate non adattabili alle singole esigenze.

Le tecnologie

TECNOLOGIA
C4D

Capacitively coupled contactless conductivity detection

Maggiori Dettagli

TECNOLOGIA
SPFR

Approccio
spettrofotometrico

Maggiori Dettagli

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