Analisi sperimentale di sensori di monossido di carbonio (CO) per l’individuazione di gas di scarico in motori a benzina

L’inquinamento atmosferico derivante dai motori a combustione interna rappresenta una criticità non solo per l’ambiente esterno, ma anche per la salute e la sicurezza di coloro che si trovano all’interno del veicolo. Degli studi scientifici dimostrano infatti che in presenza di difetti strutturali o perdite dalle guarnizioni del collettore di scarico del motore, le concentrazioni di gas nocivi come il CO (monossido di carbonio) e gli NOx (ossidi di azoto) all’interno della vettura possono raggiungere dei livelli significativamente superiori rispetto all’ambiente esterno. Il presente lavoro di tesi si pone l’obiettivo di sviluppare e validare sperimentalmente un sistema diagnostico per rilevare tempestivamente eventuali fughe di gas di scarico all’interno del vano motore. Per tale scopo è stato implementato un sensore di tipo automotive (MuFu) in grado di rilevare gli agenti inquinanti sopra citati. Per governare questo sensore è stato realizzato un sistema di acquisizione portatile basato su un microcontrollore Arduino, dei moduli transceiver utilizzati per decodificare il protocollo LIN-BUS del sensore MuFu in seriale compatibile con Arduino ed infine una Raspberry è stata utilizzata come computer di bordo per la visualizzazione dei dati in tempo reale. Sono state effettuate due tipologie di misure: la prima con un singolo sensore MuFu posto all’interno del vano motore, la seconda con tre sensori: un sensore MuFu con un sensore di riferimento all’interno del cofano motore e un ulteriore sensore MuFu all’esterno. L’analisi dei risultati nella prima acquisizione ha permesso di stabilire quali fossero i principali eventi a determinare un aumento di concentrazione degli agenti inquinanti; spesso questo si verifica all’interno di gallerie o in presenza di altre vetture. Nella seconda acquisizione, invece, è stato possibile determinare se eventi "falsi-positivi" si ripercuotessero all’interno dell’abitacolo grazie ad un approccio differenziale tra il valore di inquinante misurato all’interno e quello misurato all’esterno.