Reti indipendenti di rilevamento dei cittadini per le smart city di nuova edizione

Jpeg

La smart city rappresenta un ideale moderno di città intelligente e interattiva che affianca l’innovazione digitale alla sostenibilità ambientale, con diversi processi di attuazione (e finanziamenti!) avviati in sede europea, nazionale e regionale, tanto che in diverse città venete abbiamo alcune deleghe assessorali con questa denominazione e sono sempre più frequenti nuovi servizi digitali che derivano da tale matrice iniziale.

L’idea originaria prevedeva di governare l’innovazione digitale nelle città con un processo “dall’alto in basso”, dove enti locali, supportati da finanziamenti dedicati, inserivano elementi “digitali” come sensori, rilevatori e misuratori nelle città “analogiche” nell’intento di portare intelligenza e quindi capacità decisionale di reazione (se non di auto-reazione) nelle città in relazione agli stimoli raccolti. Il processo ha avuto però un successo ancora incompleto – pagamenti, parcheggi, noleggi e biglietti dei bus sono ambiti nei quali vi sono state delle evoluzioni significative, ma ad esempio sul tema sensori ambientali si è un po’ rimasti indietro. Nel frattempo i teorici sono arrivati alla smart city versione “3.0” (e oltre, con “Industria 4.0”) e si è capito che il processo deve essere “guidato dai cittadini” per poter avere successo. Ebbene, il processo messo in atto dal Forum dell’Aria è proprio di questo tipo.

Il Forum dell’Aria, un coordinamento di associazioni locali venete che hanno a cuore l’ambiente, ha ad oggi operative nel veneziano ben dieci centraline indipendenti di misurazione “in linea” sia per le PM10 che per le PM2,5, ospitate per conto delle associazioni da privati cittadini ed accessibili via web tramite il sito predisposto dal circuito fiorentino di associazioni Che Aria Tira.

Figura 1 – mappa delle centraline del Forum dell’Aria / Che Aria Tira presenti nel territorio veneziano

Le centraline della rete del Forum dell’Aria sono sostanzialmente dei piccoli “computer su una scheda” a basso costo (le tecnologie possono essere Raspberry, Arduino o altre ancora) affiancati da sensori anch’essi a basso costo, in grado di misurare in continua (con intervalli di pochi minuti tra una rilevazione e l’altra) sia le PM10 (le polveri di dimensione inferiore a 10 µm) che le PM2,5 (inferiori a 2,5 µm, le più insidiose, quelle che penetrano nei bronchi e che costituiscono indicativamente l’80% delle polveri sottili). Con l’aiuto di alcuni tecnici, stiamo inoltre sperimentando sensori in grado di rilevare anche altri inquinanti (es: PM1, composti organici volatili, NOx, etc) oltre a parametri ambientali come l’umidità, la temperatura e la pressione, nonché stiamo mettendo a punto alcune tecniche innovative per aumentarne l’affidabilità.

Per funzionare, le centraline hanno bisogno di una presa di corrente elettrica (anche se stiamo sperimentando alcuni dispositivi provvisti di batteria …), di un luogo asciutto all’esterno indicativamente al primo piano (il sensore “aspira” l’aria tramite una ventolina connessa ad un tubicino di plastica che fuoriesce) e di una connessione wi-fi. Elementi che vengono forniti dai cittadini e/o dalle associazioni che le ospitano e sostengono parte dei costi di sperimentazione.

Una volta configurate le centraline, i dati vengono trasmessi in continua verso un sistema centrale per la loro pubblicazione sul web. Di sistemi già predisposti ve ne sono diversi. Tra gli altri, thingspeak.com, una piattaforma aperta orientata all’IoT (ovvero l’“internet delle cose”), adottato da alcuni circuiti padovani; luftdaten.info, un sito informativo di matrice tedesca dai caratteristici esagoni, adottato ad esempio dai comitati attivi sul tema tangenziale di mestre; cheariatira.it, un circuito italiano molto presente nell’area fiorentina. Noi siamo partiti con quest’ultimo (abbiamo anche in programma l’attivazione di un sito dedicato del Forum dell’Aria). Il circuito fiorentino, che ci ha fornito anche assistenza nella realizzazione degli apparati, prevede peraltro una specifica procedura di “validazione” (non ufficiale) grazie alla quale le centraline appena assemblate vengono messe a confronto con sensori professionali e quindi “tarate” con una procedura parametrica che ne incrementa la precisione delle misure.

Le centraline del Forum dell’Aria attualmente operative sono le seguenti:

  1. Marghera, attiva dall’8/11/2018, PM10 & PM2,5;
  2. Tessera Aeroporto, attiva dall’8/11/2018, PM10 & PM2,5;
  3. Pianiga, attiva dall’8/11/2018, PM10 & PM2,5;
  4. Campalto Via Gobbi, attiva dal 17/12/2018, PM10 & PM2,5;
  5. Mirano Via Dante, attiva dall’1/1/2019, PM10 & PM2,5;
  6. Santa Maria di Sala, attiva dal 30/12/2018, PM10 & PM2,5;
  7. Spinea Villaggio dei Fiori, attiva dall’1/1/2019, PM10 & PM2,5;
  8. Mirano Via Luneo, attiva dal 5/1/2019, PM10 & PM2,5;
  9. Tessera Via Orlanda, attiva dal 11/1/2019, PM10 & PM2,5;
  10. Campalto Via Cavergnago, attiva dal 26/1/2019, PM10 & PM2,5.
Figura 2 – L’ultima centralina del Forum dell’Aria attivata a Mestre, Campalto in Via Cavergnago.

Tutte le centraline misurano sia le PM10 che le PM2,5 con dati rilevati ogni cinque minuti che vengono storicizzati.

Altre tre centraline sono in via di attivazione nelle prossime settimane.

Ricordiamo invece le centraline istituzionali di Arpav attive sul territorio veneziano :

  1. Venezia, Rio Novo, attiva dall’1/9/2018, PM10;
  2. Marghera, Via Beccaria, PM10;
  3. Venezia, Sacca Fisola, PM10;
  4. Mestre, Parco Bissuola, PM10;
  5. Malcontenta, PM10 (anche PM2,5 non validati);
  6. Mestre, Via Tagliamento, PM10;
  7. San Donà di Piave (solo PM2,5 non validati);
  8. Portogruaro (solo PM2,5 non validati).
Figura 3 – La centralina Arpav di Via Beccaria a Marghera.

Con le centraline dell’Arpav è possibile visionare (per PM10 e/o PM2,5 ove indicato) i dati non validati con una misura ogni due ore senza però poter disporre di uno storico che vada oltre le 48 ore. Solo per le PM10, ove rilevato, vengono pubblicate le medie giornaliere validate e ne viene mantenuto un archivio consultabile. Arpav però, va detto, misura e archivia anche altri inquinanti, come gli NOx, l’ozono, CO e l’SO2.

Il mese di gennaio ha registrato diverse criticità in termini di inquinamento. I roghi della befana, il riscaldamento, il traffico, le consuete fonti di impatto sull’area e una significativa inversione termica hanno facilitato l’aumento vertiginoso dei livelli di inquinamento da polveri sottili. Proprio per questo motivo, è stato un periodo appropriato per alcune prime verifiche.

Ma vediamo (e commentiamo) i dati. In questa prima analisi ci siamo concentrati sulle medie giornaliere e solo sulle PM10 al fine di poter meglio confrontare i dati del nostro primo round sperimentale di rilevazioni con le rilevazioni ufficiali di Arpav. Le centraline Arpav, infatti, in prevalenza misurano (e archiviano) solo PM10 e inoltre non è ancora operante una procedura di validazione per le PM2,5 per le quali non sono resi pubblici i dati storici.

Seguiremo quattro step.

1) le rilevazioni delle dieci centraline del Forum dell’Aria (cfr. Figura 4):

In questo caso si nota il rilevantissimo picco nel giorno della Befana che oscilla tra tre (150) e cinque volte (250) la soglia di legge dei 50 µg/m3 di riferimento normativo a seconda della località considerata. Anche nei giorni successivi, tuttavia, si registrano dei notevoli massimi, ed in generale i livelli rimangono quasi sempre oltre la soglia.

Figura 4 – Medie giornaliere di PM10 rilevate dalla rete di centraline del Forum dell’Aria.

2) Rilevazioni delle sei centraline dell’Arpav (cfr. Figura 5):

Allo scopo, abbiamo raccolto via web i dati giornalieri validati (quelli di archivio) di tutte le centraline veneziane di Arpav e poi li abbiamo analizzati e messi in forma grafica. In questo caso i picchi della befana sono circa al triplo della soglia di legge ma non oltre. Probabilmente bisogna considerare che nel territorio provinciale (non monitorato da Arpav) i falò, uniti ai molti caminetti domestici, hanno avuto ancora maggiore rilevo rispetto a quelli del territorio cittadino dove sono presenti le centraline dell’ente ambientale.

Figura 5 – Medie giornaliere di PM10 rilevate dalla rete di centraline dell’Arpav.

3) Confronto puntuale tra rilevazioni del Forum dell’Aria e quelle dell’Arpav (cfr. Figura 6):

Il confronto appare abbastanza in linea come andamento, anche se nei suoi massimi vi sono delle differenze che potrebbero essere dovute a fattori locali (caminetti o altro maggiormente presenti in alcune aree fuori città). Il picco del 10 gennaio registrato da alcune centraline nel miranese del Forum dell’Aria e non dalle centraline cittadine andrebbe maggiormente analizzato.

Figura 6 – Confronto tra le rilevazioni Arpav e Forum dell’Aria nell’area veneziana.

4) Confronto tra la media delle rilevazioni del Forum dell’Aria e dell’Arpav (cfr. Figura 7):

Al netto dei due picchi già citati, le due rilevazioni appaiono abbastanza in linea (differenza media: 3,5 µg/m3, inferiore all’1%), a conforto del buon risultato di questo primo round di sperimentazione con la rete indipendente di centraline del Forum dell’Aria.

Figura 7 – Confronto tra le concentrazioni registrate dal Forum dell’Aria (media delle rilevazioni) e di Arpav (media delle rilevazioni) in termini di medie giornaliere di PM10.

Riferimenti


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