Gas inquinanti monitorati in tempo reale: dall’Enea il dispositivo che abbatte i costi

Enea ha sviluppato un dispositivo elettronico in grado di misurare in tempo reale i gas presenti nell’aria e di calibrarsi autonomamente, senza ricorrere ai servizi delle case produttrici dei sensori.

L’Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico ha depositato il brevetto lo scorso 7 gennaio e ora il dispositivo è disponibile per il licensing.

Cos’è il dispositivo

Il dispositivo brevettato da Enea consiste in una scheda elettronica che supporta da uno a quattro sensori elettrochimici in parallelo, ciascuno dedicato al rilevamento di uno specifico gas inquinante: biossido di azoto (No2), monossido di carbonio (Co), biossido di zolfo (So2), ozono (O3) e composti organici volatili (Voc).

La novità di questo dispositivo sta nel meccanismo di auto-calibrazione, che apre le porte a un significativo risparmio di tempo e di soldi pubblici. I sensori elettrochimici, infatti, si degradano nel tempo, e ogni degradazione richiede una ricalibrazione. Normalmente questa operazione viene demandata alla casa produttrice, con costi e tempi non trascurabili. Il dispositivo Enea, invece, fa tutto in autonomia, senza modificare la componentistica elettronica del circuito.

Come funziona

Il sensore elettrochimico reagisce alla presenza di un gas generando una corrente elettrica proporzionale alla concentrazione di quella sostanza nell’aria. È un principio noto. “L’originalità dell’invenzione sta nella struttura e nella configurazione del blocco analogico dell’elettronica abbinato col blocco digitale sullo stesso substrato della scheda”, spiega l’inventore Domenico Suriano.

In pratica: i due parametri essenziali — il livello di amplificazione delle correnti elettriche di uscita e il livello di zero elettronico del sensore — vengono impostati e aggiornati direttamente dal circuito integrato, senza che sia necessario sostituire le componenti e senza interventi esterni. Il sensore può quindi correggersi, adattarsi alla propria deriva nel tempo, e continuare a fornire misurazioni affidabili.

Test e validazioni

Un dispositivo può funzionare benissimo in laboratorio e rivelarsi deludente sul campo. Per questo le due fasi di test hanno seguito percorsi distinti.

Le campagne sperimentali in condizioni reali sono state condotte in collaborazione con Arpa Puglia, l’agenzia regionale per la protezione ambientale; quelle in ambiente controllato con il Joint Research Center della Commissione europea (Jrc) di Ispra, in provincia di Varese — uno dei laboratori di riferimento in Europa per la validazione di strumentazione ambientale. Il risultato di questo percorso è la classificazione Trl 9 — (Technology Readiness Level), il livello massimo nella scala adottata dalla Commissione europea, che indica una tecnologia pienamente matura, pronta per la commercializzazione e il dispiegamento operativo.

Per reti di monitoraggio con decine o centinaia di nodi, come quelle delle Arpa regionali, il risparmio stimato del 70–80% si traduce in risorse che possono essere reinvestite nella copertura regionale, offrendo una mappatura più completa dei gas presenti nell’aria.

Dove verrà utilizzato il nuovo dispositivo

Nel 2026, nonostante anni di politiche europee sulla qualità dell’aria, le polveri sottili e i gas inquinanti restano tra i principali fattori di rischio per la salute pubblica in Europa. L’Agenzia europea dell’ambiente stima che l’inquinamento atmosferico causi ogni anno oltre 300.000 morti premature nel continente. Monitorare l’aria in modo capillare, preciso e a basso costo è quindi una priorità e una sfida tecnica che fino a oggi ha trovato soluzioni soltanto parziali.

Le Arpa regionali sono il primo e più naturale destinatario del nuovo dispositivo Enea. Le reti di monitoraggio della qualità dell’aria che fanno riferimento al D.Lgs 155/2010 (con cui l’Italia ha recepito le direttive europee sui piani di qualità dell’aria) richiedono strumentazione certificata e manutenzione costante. Per questo, un dispositivo a calibrazione autonoma e costo operativo ridotto abbassa la soglia di accesso, permettendo una copertura più fitta.

Le applicazioni non riguardano solo le agenzie pubbliche ma tutte le industrie che operano in zone a rischio emissivo, i cantieri, i porti, le aree urbane ad alta densità di traffico: tutti contesti in cui il monitoraggio continuo è necessario ma spesso economicamente insostenibile con la strumentazione tradizionale.

Il dispositivo è una importante risorsa per le smart city che possono integrarlo in reti diffuse di sensori distribuiti sul territorio, restituendo una mappa dinamica e aggiornata in tempo reale della qualità dell’aria per quartiere, per ora del giorno e per condizioni meteo.

L’inventore e l’ecosistema Enea

Domenico Suriano è ingegnere elettronico, laureatosi presso il Politecnico di Bari nel 1997. Lavora presso il Laboratorio Modelli e misure per la qualità dell’aria del Dipartimento Sostenibilità, nel Centro ricerche Enea di Brindisi, una struttura che da anni opera tra ricerca strumentale e applicazioni ambientali.

Il brevetto per misurare la presenza dei gas si inserisce in un ecosistema di ricerca più ampio che Enea ha costruito nel tempo sul tema della qualità dell’aria. In particolare, il progetto Sensair, avviato nel settembre 2024, punta allo sviluppo di piattaforme portatili di sensori a basso costo e basso consumo energetico per il monitoraggio ambientale urbano. Enea partecipa anche al programma Copernicus dell’Ue per le previsioni sulla qualità dell’aria su scala continentale.

Il dispositivo brevettato da Suriano si colloca quindi come tassello operativo di una strategia più articolata con cui l’Agenzia nazionale mira a a misurare meglio, misurare di più e misurare in modo sostenibile.