Oltre l’inquinamento atmosferico: le città intelligenti offrono una ventata d’aria fresca

Le nuove tecnologie iperlocali di monitoraggio della qualità dell’aria consentono alle persone di trovare il modo di respirare più facilmente.

Quando uno strato di smog ricopre un’intera città, sono in tanti a ipotizzare un inquinamento generalizzato. Ma non sempre è così. Sia che si tratti di una diffusa allergia o delle emissioni di una fabbrica, l’aria potrebbe essere inquinata in un punto e respirabile poco più in là.

Secondo l’Organizzazione Mondiale della Sanità, ogni anno muoiono prematuramente sette milioni di persone per i rischi alla salute causati dall’inquinamento. Uno studio ha riscontrato che una scarsa qualità dell’aria è un sottoprodotto di politiche non sostenibili nei settori del trasporto, energia, industria e gestione dei rifiuti nelle città più popolate del mondo.

Le stazioni di monitoraggio della qualità dell’aria (AQM) in uso prelevano campioni di aria in alcune zone cittadine e quindi creano un indice della qualità dell’aria (AQI) valido per tutto il territorio cittadino. Il numero limitato di stazioni di monitoraggio non riesce a fornire un livello di dettaglio attuabile per la singola zona.

Tuttavia, i nuovi sistemi basati sulle tecnologie dell’Internet delle cose (IoT) e sui sensori elettrochimici stanno cambiando il modo di monitorare l’inquinamento. Le nuove tecnologie di monitoraggio della qualità dell’aria analizzano l’inquinamento, i pollini e le tossine a livello di singole strade, fornendo dati in tempo reale per orario e ubicazione.

Avere a disposizione informazioni aggiornate e accurate sulla qualità dell’aria in città inquinate come Los Angeles, Pechino e Nuova Delhi può fare la differenza per le persone affette da patologie polmonari come l’asma e la broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO).

Se le persone sanno che l’aria è molto inquinata nell’area in cui vivono, possono agire di conseguenza, come indossare una mascherina, scegliere un percorso diverso per andare al lavoro, cambiare i piani per le vacanze oppure stare a casa.

“Le persone potrebbero dire ‘Oggi non voglio andare in quella zona ed espormi a quella sostanza’”, ha affermato la dottoressa Catherine Grossman, professore associato di medicina interna e patologie polmonari alla Virginia Commonwealth University School of Medicine.

“Le persone che pianificano una vacanza potrebbero affermare ‘Vorrei andare a Nashville o a Louisville ma sono luoghi inadatti per la mia malattia. Andrò da un’altra parte’.”

Sistemi di monitoraggio obsoleti

I report accurati sull’inquinamento sono importantissimi, ma i sistemi di monitoraggio sono troppo grandi per essere portatili o scalabili, non localizzano l’inquinamento alla fonte e non sono in grado di riportare dati in tempo reale, ha affermato Mahesh Chikodi, Global Leader di Robert Bosch Engineering.

Nelle due o tre ore necessarie per trasmettere i dati sull’inquinamento alle autorità cittadine, la qualità dell’aria può essere già cambiata.

“A cosa serve conoscere la qualità dell’aria ore dopo?”, si è chiesto Chikodi.

E, come se non bastasse, spesso la gente decide di indossare una maschera con il filtro dell’aria in base ai dati provenienti da una distanza di decine di chilometri, ha affermato Suman Sehra, Business Manager del gruppo Smart Cities Business Development e Segment Manager per dell’Environmental Monitoring Business di Intel.

“Quando la qualità dell’aria lascia talmente a desiderare che le persone devono indossare le maschere”, ha affermato Sehra, “vogliono sapere com’è l’aria nel luogo in cui si trovano, non da un’altra parte”.

Una boccata d’aria fresca

I nuovi sistemi di monitoraggio della qualità dell’aria misurano il particolato, i pollini, l’inquinamento chimico e altre tossine in base al quartiere invece che per aree ampie, come le attuali misurazioni a livello urbano. Questi nuovi sistemi misurano l’inquinamento anche in parti per miliardo (ppb) rispetto alle parti per milione (ppm) usate dalla tecnologia precedente.

Micro-Climate Monitoring System (MCMS) di Bosch
Grazie a sensori intelligenti, la soluzione Micro-Climate Monitoring System di Bosch misura la qualità dell’aria.

Invece di attendere ore, i dati sono disponibili in pochi secondi, ha affermato Chikodi. Ad esempio, la soluzione Micro-Climate Monitoring System (MCMS) di Bosch misura la qualità dell’aria raccogliendo le informazioni tramite sensori “intelligenti” connessi con un trasferimento di dati più veloce.

Questi strumenti di nuova generazione raccolgono dati iperlocali in grado di offrire alle persone le informazioni quartiere per quartiere, in modo da mappare i loro itinerari e le attività all’aperto.

Il nuovo sistema è in grado di consigliare agli utenti di scegliere percorsi con un minore inquinamento per andare al lavoro oppure di pianificare delle camminate nei parchi nazionali con una migliore qualità dell’aria.

I nuovi sistemi per la qualità dell’aria si stanno diffondendo in tutto il mondo. MCMS di Bosch è utilizzato a New Delhi, una delle città più inquinate al mondo. A Oakland, in California, all’inizio dell’anno i ricercatori hanno attrezzato i veicoli Google Street View con una piattaforma di misurazione dell’inquinamento a risposta rapida per svolgere uno studio. E a Chicago l’Argonne National Laboratory del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti ha predisposto una rete di sensori montati sui lampioni in tutta la città, per monitorare una varietà di inquinanti.

Altre stazioni di monitoraggio possono fornire un contesto spaziale impensabile con il numero limitato delle tradizionali stazioni di monitoraggio della qualità dell’aria. Questa ulteriore capacità di rilevazione è ora in grado di individuare le aree ad alto tasso di inquinamento utilizzando avvisi in tempo reale sulla qualità dell’aria.

Ciò significa che gli urbanisti, i proprietari di fabbriche, i direttori dei lavori e altri professionisti possono prendere decisioni più informate su come proteggere la salute dei lavoratori, ridurre le emissioni e soddisfare le direttive per aria non inquinata. Persino gli organizzatori di eventi possono utilizzare le tendenze sulla qualità dell’aria per programmare le attività all’aperto.

Inoltre, le tradizionali stazioni di monitoraggio possono costare fino a 200.000 dollari, rendendole difficilmente scalabili. Le nuove stazioni MCMS di Bosch costano fino a 20 volte meno, e quindi è possibile installarne parecchie in ogni città.

grafica di una città

Anche gli attuali costi di funzionamento sono inferiori, dato che gli ingegneri possono monitorare i sensori in remoto invece di spostarsi in ogni sito, ha affermato Chikodi.

Un modo di vivere più intelligente

Oltre ai sensori intelligenti sulla qualità dell’aria, le città intelligenti utilizzano i dati in tempo reale, l’IoT e la tecnologia informatica e delle comunicazioni per migliorare le infrastrutture e i servizi urbani.

Queste tecnologie comprendono il trasporto intelligente, l’illuminazione intelligente, le app con i dati di parcheggio per trovare gli spazi liberi e la misurazione dell’energia intelligente. I sistemi intelligenti di monitoraggio della qualità dell’aria possono collaborare, ad esempio, con i sistemi di trasporto intelligente per migliorare la qualità dell’aria ottimizzando il flusso del traffico in un’area congestionata in un agglomerato urbano, ha affermato Sehra.

“Se fossi un urbanista potrei usare questi dati e ottimizzare il flusso del traffico all’interno della città”, ha affermato Sehra. Ad esempio, i semafori potrebbero passare dal rosso al verde per limitare le emissioni delle auto ferme in aree specifiche in cui si registra più inquinamento.

Anche le autorità cittadine potrebbero reindirizzare il traffico lontano dalle aree inquinate, inviare un avviso chiedendo ai conducenti di passare dalla benzina all’energia elettrica e incoraggiando le persone a usare il trasporto pubblico, ha affermato Chikodi.

La precisione millimetrica dei sistemi intelligenti di monitoraggio della qualità dell’aria assicura che le città possano monitorare gli inquinanti emessi dalle industrie, ha spiegato Chikodi. Quindi è possibile intraprendere azioni di abbattimento per migliorare complessivamente la qualità dell’aria.

“Se si conosce la causa, è possibile agire”, ha argomentato Chikodi. “Possiamo migliorare tutto quello che siamo in grado di misurare”.

Il monitoraggio iperlocale migliora la qualità complessiva dell’aria, una strada alla volta. Ed è una ventata d’aria fresca per tutti.

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