La tecnologia alla base dei rilevatori di qualità dell'aria del futuro

La misurazione della qualità dell'aria è fondamentale per garantire la salute e la sicurezza degli ambienti interni ed esterni. I metodi di misurazione si sono notevolmente evoluti negli ultimi decenni, dalle tecniche manuali, passando per i sensori elettronici e il monitoraggio continuo, fino ad arrivare alle immagini satellitari, che consentono di ottenere informazioni più approfondite sulle particelle ultrafini attraverso dati in tempo reale.

Grazie al fatto che la tecnologia ha consentito un monitoraggio e una ricerca più approfonditi, sono emersi rischi significativi per la salute associati alla scarsa qualità dell'aria; questo ha portato a un aumento degli avvisi e delle linee guida da parte dell'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) e degli standard nazionali sulla qualità dell'aria da parte dei singoli Paesi.

Nel 2021 l'OMS ha aggiornato le sue linee guida per raccomandare limiti inferiori per la qualità dell'aria e ha inasprito gli standard per sei inquinanti chiave la cui inalazione è pericolosa. Un pericolo poco visibile è l'aria interna, poiché la maggior parte delle persone trascorre la maggior parte del tempo al chiuso. Secondo i dati forniti dall'OMS, sono stimate in 3,8 milioni le persone che muoiono ogni anno in tutto il mondo per malattie attribuite all'aria nociva degli ambienti interni.

Movimento tecnologico

Con una maggiore enfasi sulle normative in sospeso, è iniziata la corsa a nuove e migliori tecnologie in grado di rilevare le particelle dannose nell'aria, soprattutto all'interno degli edifici. Il mercato si sta rapidamente espandendo da strumenti specializzati a dispositivi scalabili abilitati all'intelligenza artificiale e monitorati in tempo reale.

DigiKey, leader mondiale nella distribuzione di componenti elettronici e prodotti per l'automazione, è uno dei principali fornitori per le aziende che producono e vendono prodotti per la qualità dell'aria. DigiKey fornisce tutto, dai sensori integrati miniaturizzati ai kit di valutazione completi che aiutano gli ingegneri a progettare e integrare i componenti necessari in soluzioni e dispositivi innovativi.

Figura 1: Aetosense era alla ricerca di componenti di basso costo e fornitori affidabili, oltre alla possibilità di aumentare la produzione fino all'ordine delle migliaia di unità di pari passo con la crescita dell'azienda. (Immagine per gentile concessione di Aetosense)

Per Aetosense, una startup con sede a Cambridge, in Inghilterra, che si occupa di aria pulita, DigiKey è un partner fondamentale nel suo percorso di creazione del primo mini-rilevatore di nanoparticelle sul mercato, più intelligente, più compatto e meno costoso dei prodotti della concorrenza.

Molly Haugen, CEO di Aetosense, afferma: "La qualità dell'aria interna presenta rischi per le persone maggiori di quanto si pensi, poiché il 90% delle particelle inalate, compresi inquinamento, nanoplastiche e virus, non può essere misurato da nessuno degli attuali sensori di qualità dell'aria presenti sul mercato. Stiamo testando la soluzione del futuro".

Cosa c'è dietro lo sviluppo del prodotto

Il rilevatore di Aetosense funziona campionando un flusso costante di aerosol attraverso un design a corpo unico stampato in 3D. Una ventola trascina il flusso attraverso un condensatore, facendo aumentare le dimensioni delle nanoparticelle secondo precisi principi della termodinamica e della fluidodinamica. Queste particelle ingrandite diffondono poi la luce di un LED su un rilevatore a fotodiodi in modo continuo. Il team di Aetosense è in grado di correlare l'intensità della luce diffusa con il numero di particelle presenti nell'aria. Le informazioni così raccolte possono essere reinserite nei sistemi di gestione degli edifici, fornendo un nuovo dashboard di dati in tempo reale che consente ai gestori degli edifici e ai team di manutenzione di monitorare e tenere sotto controllo il filtraggio dell'aria e l'utilizzo dell'energia negli edifici.

I primi risultati sono stati incoraggianti e hanno dimostrato che il prodotto di Aetosense è un sensore altamente affidabile che può essere utilizzato in un'ampia gamma di applicazioni, con basse concentrazioni di particelle come i data center, ma anche con alte concentrazioni, come nel caso di un principio di incendio, con una maggiore sensibilità.

I punti di forza di Aetosense sono le dimensioni miniaturizzate e la tecnologia brevettata per l'ingresso dell'aerosol e il condizionamento delle particelle. L'obiettivo è diventare un componente consumabile ampiamente integrato nei sistemi di funzionamento e manutenzione degli edifici.

Scalabilità della soluzione grazie ai partner

Fin dall'inizio, l'obiettivo era quello di creare un rilevatore di nanoparticelle che fosse più compatto e leggero, poiché Haugen aveva constatato che i modelli precedenti erano troppo ingombranti e pesanti per poter funzionare efficacemente in determinate condizioni e per il necessario monitoraggio diffuso come richiesto dall'OMS.

Aetosense continua a perfezione la soluzione affidandosi a DigiKey per l'approvvigionamento di termocoppie, sensori di pressione, sensori di flusso, tappetini riscaldanti, luci a LED e altro ancora.

Figura2: Aetosense continua a perfezione la soluzione affidandosi a DigiKey per l'approvvigionamento di termocoppie, sensori di pressione, sensori di flusso, tappetini riscaldanti, luci a LED e altro ancora. (Immagine per gentile concessione di Aetosense)

Il prototipo attuale di Aetosense ha 26 componenti, con un tempo di assemblaggio di 10 minuti. Haugen e il suo team non volevano ricorrere a componenti unici di serie. Volevano piuttosto componenti di basso costo e fornitori affidabili, oltre alla possibilità di aumentare la produzione fino all'ordine delle migliaia di unità fin dall'inizio.

Lavorando con DigiKey, Aetosense è stata in grado di ridurre significativamente la distinta base e di offrire un prezzo di mercato che non ha eguali nella concorrenza.

"Essendo cresciuta a Thief River Falls, dove ha sede DigiKey, so che l'azienda è affidabile e offre un'ottima garanzia di qualità sui componenti", ha dichiarato Haugen. "In Aetosense, dobbiamo essere in grado di produrre centinaia di unità e avere la certezza che funzionino tutte. È essenziale per noi".

Uno sguardo avanti

Grazie ai finanziamenti e ai partner credibili che sostengono Aetosense, l'azienda è pronta a espandere la produzione della sua soluzione a partire dal prossimo anno. Con clienti a Singapore, in Germania e in Inghilterra e opportunità di espansione futura in California, a New York e a Boston, la domanda di prodotti per la startup è in aumento. Inoltre, l'azienda sta riscuotendo interesse da diversi segmenti di mercato, compresi i settori della prevenzione degli incendi e dell'ambiente.

Figura 3: Grazie ai finanziamenti e ai partner credibili che sostengono Aetosense, l'azienda è pronta a espandere la produzione della sua soluzione nei prossimi anni. (Immagine per gentile concessione di Aetosense)

L'attenzione alla qualità dell'aria è aumentata durante la pandemia e continua a essere una questione fondamentale, soprattutto ora che sempre più aziende spingono per far rientrare i dipendenti in ufficio. I gestori degli edifici devono essere proattivi nel garantire che la qualità dell'aria interna sia adeguata per la sicurezza e la salute degli occupanti.

Una tecnologia avanzata come i rilevatori di particelle ultrafini di Aetosense non solo consentirà a più persone di tornare al lavoro e di riunirsi in altri spazi pubblici in tutta sicurezza e tranquillità, ma è destinata a diventare uno strumento importante per acquisire dati approfonditi che dimostrino che la qualità dell'aria soddisfa o addirittura supera le normative nelle aree in cui è presente l'unità di Aetosense.