Smart Sensor Technology for Environmental Monitoring Applications

Il progetto di ricerca si è concentrato sullo sviluppo di dispositivi innovativi utilizzando i sensori a basso costo per ottenere le concentrazioni di gas (GHG) quali anidride carbonica (CO2) e metano (CH4) e ottenere una buona qualità dell'acqua come secondo trattamento nelle acque reflue nell’impianto di trattamento. Oltre alla calibrazione del sensore, il prototipo di monitoraggio multiparametro è stato testato in diversi contesti: a) Nel laboratorio con colonne di terreno naturali, suoli, per determinare la risposta del sensore in condizioni controllate, calibrazione e validazione; b) Scala di campo in molti contesti geologici, per la qualità Aria-suolo (misure di metano e anidride carbonica, radon) nel sito di stoccaggio di gas naturale a Minerbio, Italia; Attività di perforazione e fratturazione idraulica in Greeley, Colorado, USA; per la qualità dell'acqua: impianto di trattamento delle acque reflue in Algarve, Portogallo. Il sistema di monitoraggio ha fornito un enorme set di dati per i quali è stato possibile utilizzare analisi statistiche, gestione ed elaborazione (Big DATA). L'identificazione della fonte delle emissioni di gas è stata identificata in diversi rapporti dell'IPCC secondo cui i cambiamenti climatici rappresentano l'emergenza principale per l'equilibrio socio / economico / ambientale del pianeta Terra. Non sono stati identificati valori anomali come concentrazioni di gas metano nel sito di stoccaggio di Minerbio (Italia) e nelle attività di perforazione in Greeley, Colorado, USA. Gli esperimenti con la colonna di terreno per i bacini di infiltrazione nell'impianto di trattamento delle acque reflue in Algarve, in Portogallo, ci hanno dato buoni risultati, la qualità dell'acqua è stata migliorata dopo il 2 ° trattamento. I sensori a basso costo (gas - acqua) per la qualita’ dell’aria e del suolo, hanno fornito una buona calibrazione e validazione con coefficiente di correlazione r2 di 0,70 - 0,96.

Research Project focused on developing innovative devices using the low-cost sensors to obtain the concentrations of greenhouse gases (GHGs) such as carbon dioxide (CO2) and methane (CH4) as well as obtain a good water quality as a 2nd treatment in the Wastewater Treatment Plant. In addition to sensor calibration, the multi-parameter monitor prototype were tested in several contexts: a) Laboratory scale with natural soil columns, to figure out the sensor response under controlled conditions, calibration and validation; b) Field scale in many geological contexts, for Air-Soil quality (methane and carbon dioxide measurements): Natural Gas Storage Site in Minerbio, Italy; Drilling and Hydraulic Fracturing activities in Greeley, CO, USA; for Water Quality: Wastewater Treatment Plant in Algarve, Portugal. The monitoring system provided a huge set of data for which can be used statistical analysis, management and processing (Big DATA). The source identification of greenhouse gas emissions is identified in several IPCC reports that climate change is the major emergency for the socio / economic / environmental equilibrium of Earth planet. No outliers were identified as methane gas concentrations at Minerbio gas storage site, Italy and at Hydraulic activities in Greeley, Colorado. The soil column experiments for infiltration basins in the Wastewater treatment plant in Algarve, Portugal, gave us good results, the water quality was improved after the 2nd treatment. The low-cost sensors (gas – water) gave as a good calibration and validation with r2 coefficient of correlation of 0.70 – 0.96.