Vandaag, luchtvervuiling is een van de grootste uitdagingen waarmee Europese steden worden geconfronteerd. Als onderdeel van het Horizon 2020-onderzoeksproject CARES (City Air Remote Emission Sensing), een internationaal onderzoeksconsortium werkt aan nieuwe contactloze meetmethoden voor uitlaatgassen waarmee gemeenten emissiebeperkende maatregelen kunnen nemen. In concrete termen, de onderzoekers willen nieuwe sensoren ontwikkelen die aan bermen kunnen worden bevestigd, vangrails of verkeersborden die de uitlaatgassen van passerende voertuigen binnen enkele seconden detecteren.

"We willen de voertuigemissies in steden en milieuzones onder reële omstandigheden monitoren, zonder het vrije verkeer te hinderen, " legt Alexander Bergmann uit, hoofd van het Institute of Electronic Sensor Systems aan de Technische Universiteit van Graz. Hij en zijn team zijn in het project primair verantwoordelijk voor alle aspecten van het meten van deeltjes - een gebied waarin het Instituut een van 's werelds toonaangevende instellingen is.

Veelvoudige mogelijkheden van verkeersregeling

"Het doel is om de uitlaatklasse van elk afzonderlijk voertuig te detecteren met behulp van deze metingen, " legt Bergmann uit. Bijvoorbeeld, steden zouden een op emissies gebaseerde tol kunnen invoeren:hoe hoger de uitstoot van de auto, hoe hoger de toeslag zou zijn. Toegangsvergunningen in milieuzones kunnen ook automatisch worden gecontroleerd, waarbij automatische slagbomen alleen opengaan als de uitstoot van schadelijke stoffen van de naderende auto binnen de norm valt. Eindelijk, sensortechnologie zou kunnen worden gebruikt om voertuigen te identificeren en uit het verkeer te halen waarin de motorprestaties en dus de uitstoot van vervuilende stoffen zijn verhoogd met gemanipuleerde roetfilters of chiptuning.

Stemvorken als deeltjesmeters

Bergmann verwacht dat goedkope afstandssensoren voor emissiemeting uiterlijk eind 2022 gereed zijn voor serieproductie. Echter, hij verwijst al naar de eerste veelbelovende tests bij het instituut waarin conventionele stemvorken worden gebruikt. De deeltjes tussen de vork worden geëxciteerd door laserpulsen, die op hun beurt een akoestisch signaal produceren en beginnen te "zingen" in de ware zin van het woord. Elk afzonderlijk deeltje zendt akoestische signalen uit die door de stemvork worden opgenomen en afgespeeld. Hoe meer deeltjes er zijn, hoe harder het geluid wordt. Het volume kan vervolgens worden gebruikt om te bepalen hoeveel deeltjes zich in de omgeving bevinden.

De technologie wordt al met succes gebruikt voor gasmetingen. "Ons instituut kon nu voor het eerst aantonen dat dit ook werkt met deeltjes en een mogelijkheid zou kunnen zijn voor een goedkope sensor, " aldus Bergmann. De onderzoekers van de TU Graz hopen dat de meetmethode zich ook in de metropolen Milaan gaat bewijzen, Praag en Krakau, waar de onderzoeken live zullen worden uitgevoerd als onderdeel van het CARES-project.