Tutte le attività industriali e artigianali producono, durante le lavorazioni, dei microinquinanti (sotto forma di polveri, fumi, vapori, ecc.) che si disperdono nell’aria degli ambienti di lavoro. La presenza dell’inquinamento da sostanze chimiche nell’ambiente di lavoro può divenire, a seconda della concentrazione raggiunta dagli inquinanti nell’aria respirata dai lavoratori, di notevole rischio nei confronti del personale esposto. Ne deriva la necessità di controllare le condizioni di inquinamento di ogni ambiente di lavoro, al fine di verificarne la eventuale presenza ed individuare la tipologia di inquinante chimico presente, nonché di valutarne le concentrazioni. L’inquinamento dell’aria nell’ambiente di lavoro è spesso caratterizzato da una composizione molto differente, e molto più variabile di quella riscontrabile nell’aria atmosferica esterna. Infatti la caratteristica di tale inquinamento è la stretta interazione che si stabilisce tra la composizione degli inquinanti nell’aria, le attività che si svolgono all’interno dell’ambiente stesso e la dinamica di circolazione e ricambio dell’aria.

Le emissioni di composti volatili, in particolare quelli organici (VOC), possono essere studiate per mezzo di apposite sistemi sensoristici.

Tali sistemi permettono di campionare a differenti tempi l’aria di un particolare ambiente ed analizzarla in condizioni controllate di temperatura, umidità e parametri di ricambio e rimescolamento dell’aria interna. Il naso elettronico è definito come un sensore di odori, il cui scopo e principio di funzionamento si differenziano nettamente da quelli classicamente usati (GC, GC-MS, HPLC, etc.).

Esso è progettato per analizzare, riconoscere e identificare bassi livelli di sostanze chimiche volatili. La tecnologia è basata su fenomeni di assorbimento e desorbimento di sostanze chimiche volatili su una serie di sensori che, tramite resistenze elettriche, segnalano l’esposizione ai diversi aromi e odori. Analogamente alle misure di tipo analitico, le misure sensoristiche non richiedono la presenza umana nel processo valutativo, e quindi comportano il vantaggio di ottenere un dato oggettivo.

Analogamente alle misure sensoriali consentono una valutazione complessiva della miscela omogenea, non limitata al singolo composto.

Il naso elettronico consiste essenzialmente delle seguenti componenti:

• sistema di campionamento della frazione volatile;

• matrice (array) di sensori;

• elettronica di lettura, controllo e condizionamento del segnale;

• software di analisi dati.

La matrice di sensori emula il funzionamento dei recettori olfattivi umani, mentre il sistema informativo di riconoscimento emula il sistema di classificazione del cervello. Il trattamento della informazione olfattiva avviene grazie ad algoritmi che permettono di scegliere le informazioni ottenute a partire dai diversi sensori, di assimilare le differenti risposte e di conseguenza di istruire il naso elettronico.

Questa fase di apprendimento permette di far acquisire allo strumento una “memoria” che si rivela essenziale per effettuare l’insieme di confronti fra le differenti atmosfere da studiare.

APPLICAZIONE AL SETTORE CONCIARIO

Il settore conciario è conosciuto come uno dei settori a maggiore impatto ambientale.

La lavorazione della pelle, infatti, necessita di un consumo idrico elevatissimo e dell'impiego di numerose sostanze chimiche, che finiscono poi per essere immesse nell'ambiente circostante. L’inquinamento atmosferico derivante dalle lavorazioni delle pelli è costituito prevalentemente da emissioni di composti organici volatili. Gli inquinanti più diffusi rilevati nei distretti conciari sono H2S, NH3, COV, vapori di formaldeide e polveri.

L'impatto maggiore sull'atmosfera è però determinato dai COV. Le sostanze organiche volatili derivano essenzialmente dalla fase di rifinizione a spruzzo e dal successivo essiccamento, dove viene fatto un uso massiccio di solventi organici, spesso caratterizzati da una alta velocità di evaporazione e da potenziale cancerogenicità (chetoni, alcoli, glicoli, acetati, toluene, ecc.).

La lavorazione conciaria è però caratterizzata da processi discontinui e, di conseguenza, le emissioni derivanti dalle diverse fasi del ciclo sono spesso di breve durata. Inoltre, in alcuni casi le emissioni possono assumere carattere di saltuarietà o non verificarsi per periodi anche lunghi, poiché vengono adottati cicli produttivi differenti in dipendenza del mutare delle esigenze di mercato. Risulta quindi necessario un sistema di monitoraggio costante per analizzare la qualità dell’aria sia durante i processi di finitura, sia durante le varie fasi della concia.

NASO ELETTRONICO PER ANALIZZARE LA QUALITA’ DELL’ARIA

Si propone quindi l’utilizzo di un sistema multisensore di monitoraggio ambientale basato sull’utilizzo del naso elettronico. Utilizzando una serie di sensori, selettivi e non, potranno essere registrate varie risposte, che combinate opportunamente, forniranno informazioni utili sulla qualità dell’aria nell’ambiente preso in esame.

L’array di sensori potrà essere di vario tipo: sensori a ossidi metallici semiconduttori, celle elettrochimiche, sensori nanogravimetrici o di tipo capacitivo. La tecnologia più adatta verrà valutata in base alle particolari esigenze ambientali e alle necessità del cliente.

I principali vantaggi derivanti dall’utilizzo di questa tecnologia sono:

• Assoluta innovativà dell’iniziativa

• Sensori facilmente trasportabili e di dimensioni ridotte

• Sensori automatici che permettono di realizzare centraline integrabili con sistemi di trasmissione wireless.

• Vantaggio di poter effettuare misure in continuo

Per quanto riguarda la fase di abbattimento degli inquinanti gassosi, il sistema proposto potrà attivare autonomamente particolari segnali elettrici al raggiungimento di determinate soglie di pericolosità, al fine di determinare l’attivazione dei classici sistemi di depurazione già presenti sul luogo di lavoro.