ADDESTRAMENTO DEL NASO ELETTRONICO

I dati ottenuti dal monitoraggio con il naso elettronico, cioè l‟insieme delle risposte dei sensori che generano le impronte olfattive delle fonti emissive, possono essere interpretati come punti in uno spazio multidimensionale; la complessità di tale rappresentazione viene ridotta grazie alla tecnica matematica di analisi delle componenti principali (PCA), che costituisce lo strumento statistico più usato in questi casi, e che permette di visualizzare ogni misura del naso elettronico in un grafico a due o tre dimensioni (le componenti principali), sufficienti a rappresentare completamente il modello di riconoscimento delle fonti. Dall‟analisi PCA dei campioni di addestramento è perciò possibile valutare se lo strumento è in grado di effettuare un adeguato riconoscimento (evidenziato da una buona separazione visiva tra i campioni derivanti dalle diverse sorgenti), mantenendo al tempo stesso una buona linearità tra le diluizioni delle stesse. L‟elaborazione PCA delle sorgenti campionate, ha portato all‟esclusione di una di queste, quella relativa al CSS, per la quale il naso non è riuscito a produrre un‟ identificazione certa.

Sono state, in questo modo, fissate 8 classi olfattive di addestramento, così denominate:

 Area Coltivazione (discarica): tale etichetta viene assegnata nel caso in cui il naso elettronico ritiene che l‟origine più probabile sia aria proveniente dall‟Area Coltivazione (discarica).

 Pozzetto Percolato: tale etichetta viene assegnata nel caso in cui il naso elettronico ritiene che l‟origine più probabile sia aria proveniente dal pozzetto percolato.

 Biotunnel: tale etichetta viene assegnata nel caso in cui il naso elettronico ritiene che l‟origine più probabile sia aria proveniente dal Biotunnel.

 Cumulo Magazzino: tale etichetta viene assegnata nel caso in cui il naso elettronico ritiene che l‟origine più probabile sia aria proveniente dal Cumulo Magazzino.

 Fanghi Uscita: tale etichetta viene assegnata nel caso in cui il naso elettronico ritiene che l‟origine più probabile sia aria proveniente dai Fanghi in Uscita.

 Fanghi Ingresso: tale etichetta viene assegnata nel caso in cui il naso elettronico ritiene che l‟origine più probabile sia aria proveniente dai Fanghi in Ingresso.

123 ritiene che l‟origine più probabile sia aria proveniente dalla vasca di decantazione.

 AIR (aria pulita): tale etichetta viene assegnata nel caso in cui il naso elettronico ritiene che il campione di aria analizzato corrisponda ad aria inodore.

Inoltre, sono identificate, per default, dallo strumento altre due classi, così denominate:

 UN (non definito): tale etichetta viene assegnata in caso di campione di aria sconosciuto al naso elettronico oppure in caso di insufficiente riconoscimento associabile alle classi olfattive con le quali il naso è stato addestrato.

 NO (sistema in calibrazione): tale etichetta viene assegnata nei periodi in cui il naso elettronico esegue le operazioni di calibrazione programmata (che avviene periodicamente ogni 26 ore) o nei casi in cui il sistema di autodiagnostica strumentale non ritenga attendibili le condizioni di misura e, di conseguenza, non effettua la misura ed il riconoscimento in questi periodi temporali.

La Figura 9.1 rappresenta l‟elaborazione PCA conclusiva ottenuta sui rilievi del sistema olfattivo elettronico nelle 8 classi olfattive di addestramento (sorgenti) ed evidenzia la separazione tra le tipologie dei campioni di aria odorosa: tale presupposto è condizione fondamentale affinchè possa avvenire l‟eventuale riconoscimento delle singole fonti odorigene sui campioni di aria da indagare, rispetto all‟aria inodore. L‟esame di tale rappresentazione permette di evidenziare come la zona della figura in cui si addensano maggiormente i punti che rappresentano le varie tipologie di campioni, è riferibile ai campioni con le concentrazioni minori, maggiormente simili all‟aria pulita anche comunque distinguibili da essa. I più lontani corrispondono, invece, ai campioni tal quali o comunque più concentrati: essi vengono percepiti dal naso elettronico come ben diversi dall‟aria inodore. Dall‟analisi risulta che il pozzetto percolato, il biotunnel, i fanghi in uscita e la vasca decantazione, sono spazialmente distanti e quindi il naso li riconosce facilmente. Inoltre, per questi punti, sussiste una corrispondenza con l‟analisi olfattometrica. Per la discarica, invece, i punti risultano spazialmente vicini all‟aria di fondo e quindi, in base all‟analisi PCA è possibile che il naso non riesca a riconoscere tale sorgente. Una considerazione doverosa è rivolta al „bianco‟, che risulta poco attendibile, poiché ci potrebbero essere odori provenienti dalle sorgenti, ma riconosciuti dal naso come „bianco‟ non dovrebbero superare una determinata soglia. Infine, i dati sono stati caricati al naso per dare inizio al monitoraggio in continuo. I rilievi effettuati con il sistema olfattivo elettronico hanno avuto inizio il 13 Luglio 2016 e sono terminati il 9 Settembre 2016. Grazie al sistema di trasmissione dati a distanza, è stato possibile valutare le condizioni di funzionamento e acquisizione dati direttamente dalla sede Arpae sezione di Modena. Questa modalità di controllo ha annullato i sopralluoghi presso il sito in cui era collocato lo strumento.

124 Il sistema olfattivo elettronico effettua l‟elaborazione in continuo delle rilevazioni, assegnando a ciascun campione un‟etichetta corrispondente all‟ origine più probabile tra quelle con le quali lo strumento è stato addestrato. La distanza dalle sorgenti, gli effetti di diluizione e di rimescolamento dell‟aria, anche con altre sorgenti non necessariamente odorigene, comportano il fatto che non sempre il naso elettronico riesca a distinguere con sufficiente margine percentuale le sorgenti di interesse; nei casi, in cui il sistema non differenzia le sorgenti in modo apprezzabile, o non riesca a ricondurle ai campioni di addestramento, il relativo rilevamento non viene assegnato.

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