Enea: metodo innovativo e low cost per controllare l’aria

Si chiama Air quality site suitability map e dà informazioni dettagliate sugli inquinanti atmosferici in città

Sei in strada o seduto davanti al bar e vuoi conoscere la qualità dell’aria che respiri? Puoi saperlo subito grazie ad un sistema multisensore portatile. A Portici, comune alle porte di Napoli con una superficie di 4,54 km2 e una densità di popolazione di circa 13.000 abitanti / km2, i cittadini hanno potuto utilizzare anche passeggini, bici, scooter o zaini con MONICA (acronimo di MONItoraggio Cooperativo della qualità dell’Aria) per misurare i livelli di qualità dell’aria e conoscere la loro esposizione grazie ad un’apposita applicazione su smartphone e tablet. I dati “immediati” sulla qualità dell’aria vengono integrati con quelli delle centraline fisse dell’ARPAC, (Agenzia Regionale per la Protezione Ambientale in Campania) permettendo la creazione di mappe molto precise per supportare la pubblica amministrazione nelle proprie scelte sulla mobilità. La qualità dell’aria a Portici è influenzata dagli inquinanti atmosferici trasportati dalle centrali elettriche, dal traffico, da alcune industrie locali (stampa, tessile, chimica, pasta, legno e abbigliamento), da attività alimentari (ad esempio ristoranti e pizzerie) e da fonti naturali specifiche come i vulcani attivi. È nata così negli anni la Air quality site suitability map, una piantina con informazioni dettagliate raccolte grazie ad una rete di centraline a basso costo, sia fisse sia mobili. Oltre ai residenti nel comune napoletano, il lavoro è frutto di una collaborazione tra i ricercatori del Centro ENEA di Portici e l’Università di Napoli “Federico II” nell’ambito del “Progetto Air-Heritage” finanziato con 4,1 milioni di euro dal terzo bando europeo Urban Innovative Actions.

La ricerca è stata scelta come storia di copertina dal mensile internazionale “Atmosphere” (https://www.mdpi.com/2073-4433/11/11), una bella soddisfazione per Grazia Fattoruso, ricercatrice Enea che ha coordinato il lavoro: «La rete di monitoraggio sviluppata e testata a Portici è composta da dispositivi sensoriali mobili e stazioni fisse in grado di creare una mappatura ad alta risoluzione spazio temporale degli inquinanti in un ambiente complesso come quello urbano. I dispositivi mobili sono i sensori a basso costo ‘annusa-smog’ portatili MONICA, che abbiamo sviluppato nei nostri laboratori di Portici e sono utilizzati dai cittadini in giro per la città. Le centraline fisse sono commerciali, ma a basso costo.

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Questa rete va ad integrare le centraline fisse delle Arpa regionali, già presenti sul territorio cittadino, ma poco numerose, semplicemente perché costose».

I siti scelti per l’istallazione dei dispositivi di controllo sono stati individuati soprattutto sulla base di due variabili geografiche: le emissioni veicolari e il paesaggio urbano. Entrambi hanno un peso fondamentale nella formazione e dispersione degli inquinanti atmosferici all’interno dei centri urbani: «Abbiamo costruito - continua Fattoruso - il modello 3D dell’edificato, della vegetazione e della rete stradale della città di Portici, derivando la geometria degli edifici e delle strade che ci ha permesso di localizzare gli “effetti canyon” sull’intera città».

Infatti, nelle vie con edifici di una certa altezza, bastano due o tre piani, può nascere il cosiddetto “effetto canyon”: la brezza non è abbastanza sufficiente per cambiare l’aria che ristagna in mezzo alle case, insieme allo smog prodotto dalle automobili e alle polveri sottili dovute all’usura di pneumatici e asfalto. Sostituire le auto tradizionali con quelle elettriche può sanare sensibilmente la situazione, ma c’è sempre un limite: anche quei veicoli producono polveri sottili con le gomme e, in caso di guida dinamica e sportiva, pure con l’uso dei freni. «Se in alcune zone gli inquinanti ristagnano e si accumulano in concentrazioni elevate, noi - prosegue la ricercatrice - integrando questa informazione con il flusso veicolare giornaliero, simulato sull’intera rete stradale urbana, abbiamo identificato le aree hot spot, caratterizzate da un’alta variabilità spaziale locale degli inquinanti. Esse rappresentano sostanzialmente i siti idonei all’installazione della rete di centraline». Tra i 169 individuati, 16 sono risultati altamente idonei e 73 moderatamente. Insieme rappresentano il 53% di quelli studiati e sono distribuiti in tutta la città campana, più densamente attorno ai punti d’ingresso e uscita.

Durante la sperimentazione sono stati identificati alcuni sviluppi futuri, che potrebbero portare a un calcolo ancora più minuzioso sull’idoneità. Innanzitutto, si dovrebbe tenere conto, per l’istallazione di monitor a basso costo, dell’effetto ombra generato da edifici e alberi valutando, inoltre, il valore minimo di radiazione solare invernale da garantire per fissare ulteriori vincoli di localizzazione. I monitor low cost, difatti, sono di solito dotati di un pannello fotovoltaico e un accumulatore per le batterie, fissati sui pali per l’illuminazione stradale. Includere questi vincoli, oltre ad aggiungere ulteriori dati meteo per capire la dispersione degli inquinanti nell’atmosfera, dovrebbe consentire di scegliere aree con una migliore esposizione solare durante l’anno. (G. P.).

A Portici, comune di Napoli con una densità di popolazione di circa 13.000 abitanti/km2, i cittadini hanno potuto utilizzare anche passeggini, bici, scooter o zaini con MONICA (MONItoraggio Cooperativo della qualità dell’Aria) per misurare i livelli di qualità dell’aria e conoscere la loro esposizione.

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Lo “smog tracker”

Èun sistema composto da un apparecchio con sensori in grado di misurare gli agenti inquinanti e da una app per smartphone. È grande poco più di un hard disk portatile ed è perfetto per il manubrio di una bicicletta, ma anche per un passeggino o uno scooter. MONICA, nato grazie ai ricercatori del laboratorio di Sensoristica Avanzata dell’Enea di Portici, misura numerosi inquinanti (CO, NO2, ozono), poi elabora il livello complessivo di esposizione e lo indica anche sulla mappa del percorso effettuato. Come una specie di “navigatore antismog”, segnala l’inquinamento dell’aria e permette agli utenti di poter cercare velocemente la strada meno “avvelenata” da percorrere.