Utilizzo e prestazioni di sensori low-cost per il monitoraggio di varie frazioni dimensionali di particolato atmosferico

Negli ultimi anni, sono sempre più diffusi sensori low-cost per la misura di qualità dell’aria. La performance di questi sensori deve essere valutata correttamente tramite studi sistematici sia in laboratorio che in campo che confrontino i dati con quelli di strumentazione di riferimento. Questo lavoro di tesi ha avuto lo scopo di verificare la performance di sensori low-cost nel misurare la concentrazione in massa di particolato atmosferico PM1, PM2.5 e PM10. A questo scopo, una coppia di sensori Smart Citizen Kits è stata collocata con uno strumento di riferimento, il Met-One Profiler 212, sul tetto del Dipartimento di Fisica e Astronomia. Il periodo di acquisizione ha considerato il periodo sia caldo (giugno-luglio 2019) che freddo (ottobre-novembre 2019), e l’effetto di diverse condizioni meteorologiche. I dati acquisiti sono stati analizzati tramite appositi codici MatLab per lo studio degli andamenti temporali, dei grafici a dispersione, della correlazione e l’analisi del t-test. I risultati hanno mostrato una notevole correlazione tra i dati acquisiti dai due sensori low-cost, mentre il confronto di questi ultimi con il Met-One presenta maggiori discrepanze soprattutto nel periodo estivo. L’analisi dell’effetto delle condizioni meteorologiche ha mostrato una migliore correlazione in condizioni di cielo sereno, grandine e intrusioni di polveri sahariane; invece in condizioni di nebbia la correlazione risulta buona per le particelle grossolane (PM10), mentre in condizioni di pioggia la correlazione risulta più elevata per PM1 e PM2.5. In conclusione, i dati raccolti dai sensori di tipo low-cost scelti hanno mostrato andamenti piuttosto simili a quelli raccolti da un sensore di tipo tradizionale, ma tendenzialmente essi presentano maggiori fluttuazioni con picchi di valori massimi e minimi maggiormente evidenti specialmente su periodi di acquisizione di 1 minuto, mentre la mediazione su periodi più lunghi (oraria e giornaliera) tende a smussare le differenze.