Un sistema “laboratorio su drone” è stato utilizzato per monitorare il gas di idrogeno solforato dall’aria sopra un impianto di trattamento delle acque reflue in Brasile, in un progetto che è stato descritto nella pubblicazione dell’American Chemical Society Chimica analitica.
Il solfuro di idrogeno (H2S), ben noto per il suo odore putrido di uova marce, è un inquinante problematico associato alle raffinerie di petrolio e agli impianti di trattamento delle acque reflue. Il gas è irritante e, in quantità sufficientemente elevate, può essere tossico. La maggior parte dei metodi per quantificare l’H2S e altri inquinanti si basano su strumenti a terra e sono necessari dispositivi costosi come i satelliti per raccogliere misurazioni ad altitudini più elevate. I droni senza pilota sono stati utilizzati dai ricercatori per raccogliere campioni a mezz’aria, ma le analisi dovevano ancora essere eseguite a terra con strumenti tradizionali. Quindi, João Flávio da Silveira Petruci e colleghi volevano creare un “laboratorio su drone” economico in grado di campionare e analizzare il gas H2S mentre era in aria e riportare i risultati in tempo reale – apparentemente il primo per dispositivi di questo tipo .
Utilizzando una stampante 3D, il team ha prodotto un dispositivo personalizzato che è stato montato sul fondo di un drone quadricottero disponibile in commercio. Ha sfruttato una reazione chimica unica tra H2S e una molecola di acetato mercurico di fluoresceina che brilla di verde. Quando eccitata da una luce LED blu integrata, l’interazione ha causato una diminuzione dell’intensità della fluorescenza verde, che è stata rilevata e quantificata. Questa reazione è altamente selettiva e non è stata influenzata da altri inquinanti atmosferici gassosi interferenti.
Il team ha portato il drone in un impianto di trattamento delle acque reflue, dove ha campionato l’aria al suolo, poi a circa 30 e 65 piedi di altezza in tre momenti diversi durante la giornata. Il dispositivo di rilevamento ha trasmesso i risultati tramite Bluetooth a uno smartphone, consentendo il monitoraggio in tempo reale. In serata, si è verificato un chiaro aumento della concentrazione di H2S man mano che il drone aumentava di quota, sebbene non abbia mai superato il livello ambientale accettabile. I ricercatori affermano che questo sistema potrebbe essere adattato per rilevare altri inquinanti in futuro.
Gli autori riconoscono i finanziamenti del Coordinamento per il miglioramento del personale dell’istruzione superiore, della Fondazione di sostegno alla ricerca dello Stato di Minas Gerais e del Consiglio nazionale per lo sviluppo scientifico e tecnologico.