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Smart City e Qualità dell’Aria: può la tecnologia soddisfare le aspettative?

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8° Presentazione del Workshop Finale del Progetto IPA/BC-Monitor

Il progetto IPA/BC-Monitor ha sviluppato un sistema innovativo, compatto e standalone, per la misura online di due componenti chiave del particolato atmosferico, IPA e BC.

Sito web del progetto: www.ipabcmonitor.it

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Smart City e Qualità dell’Aria: può la tecnologia soddisfare le aspettative?

  1. 1. 2 SMART CITY E QUALITÀ DELL’ ARIA: PUÒ LA TECNOLOGIA SODDISFARE LE ASPETTATIVE?
  2. 2. 31/07/2018 www.pollution.it3 COSA SI INTENDE PER SMART CITY
  3. 3. 31/07/2018 www.pollution.it4 COSA SI INTENDE PER SMART CITY • It is a technology-intensive city. This means highly efficient public services, thanks to information gathered in by thousands of interconnected devices coupled with software applications. (World Bank) • Una città che collega le infrastrutture fisiche, le infrastrutture IT, le infrastrutture sociali e le infrastrutture di business per sfruttare l’intelligenza collettiva della città. Una città interconnessa e intelligente, e la strumentazione permette di catturare e integrare dati dal mondo in tempo reale attraverso l’uso di sensori, dispositivi personali, macchine fotografiche, smartphone, dispositivi medici impiantati, il web e altri sistemi di acquisizione comprese le reti social come reti di sensori umani. (Harrison et al. 2010) • Una città che aspira ad essere più “smart” (più efficiente, sostenibile, equa e vivibile) (Natural Resources Defense Council 2013)
  4. 4. 31/07/2018 5 www.pollution.it • Migliaia di sensori • Migliaia di dispositivi interconnessi accompagnati da applicazioni software • Informazioni in tempo reale alla comunità e ai cittadini Consente di acquisire informazioni che prima erano inaccessibili e di prendere decisioni migliori, per migliorare la qualità della propria vita IN COSA CONSISTE IL MONITORAGGIO DELLA QUALITA’ DELL’ ARIA IN UNA SMART CITY
  5. 5. 31/07/2018 www.pollution.it6 COME UNA SMART CITY FACILITA IL MONITORAGGIO DELLA QUALITA’ DELL’ ARIA • PUNTI DI INSTALLAZIONE • ENERGIA grazie alle “Smart Lights” • COMUNICAZIONE grazie all’infrastruttura di rete “mesh” (es. basata su Zigbee)
  6. 6. 31/07/2018 7 www.pollution.it • Grande enfasi sull’integrazione dei sensori nel network • Sensori piccoli, a basso consumo energetico e basso costo • Involucri impermeabili In qualche caso, c’è software addizionale che permette di: • «vedere» i dati di qualità dell’aria • calibrare i sensori sulla base di un dato o uno strumento di riferimento • correggere effetti di temperatura e umidità • combinare i dati fra loro (per es. con dati meteo, con i social media, ecc.) TIPICHE CARATTERISTICHE DI UN PROGETTO ‘‘SMART CITY AIR QUALITY SENSING’’
  7. 7. 31/07/2018 8 www.pollution.it • Chicago Array of Things • IBM Green Horizons, Beijing • Earthsense, UK ESEMPI REALI ATTUALMENTE DISPONIBILI
  8. 8. 31/07/2018 9 www.pollution.it • sensori non abbastanza sensibili • misure influenzate da variazioni di temperatura e umidità • cross-interferenze fra diversi gas • maggiore deriva in condizioni estreme • durata del sensore ridotta in condizioni estreme Come risultato di quanto sopra, i progetti di qualità dell'aria nelle SMART CITY spesso generano dati di scarsa qualità dell'aria, costano molto più del previsto rispetto alle previsioni e generalmente non riescono a raggiungere gli obiettivi del progetto. CRITICITA’ RISCONTRATE NEL MONDO REALE
  9. 9. 31/07/2018 10 www.pollution.it • Sensori migliori (OVVIO…?) Es. sensore GSS per O3 -> 1ppb, no cross-sensitivity OK sensore ECS per SO2 -> 30ppb, si cross-sensitivity KO • Focus solo sui parametri per cui si hanno sensori affidabili Es. stazione AQY per O3, NO2, PM2.5 • Algoritmi implementati Es. correzione output, cross-correction sensori • Migliore design degli strumenti Es. circuito campionamento, elettronica low-noise, gestione temp. • Strumenti software Es. cloud calibration, machine learning, service alerts SOLUZIONI ADOTTATE NEL MONDO REALE
  10. 10. 31/07/2018 11 www.pollution.it I costruttori leader devono adottare tutte tali soluzioni – e non solo – per garantire risultati superiori a quelli ottenuti in passato SOLUZIONI ADOTTATE NEL MONDO REALE
  11. 11. 31/07/2018 12 www.pollution.it STANDARD REFERENCE METHOD UNA RAPIDA CARRELLATA DI TECNOLOGIE TRANSPORTABLE REFERENCE METHOD ‘’NEAR REFERENCE’’ METHOD SMART SENSORS
  12. 12. 31/07/2018 13 www.pollution.it CENTRALINE DI MONITORAGGIO DELLA QUALITA’ DELL’ARIA ‘’STANDARD REFERENCE METHOD’’ UNA RAPIDA CARRELLATA DI TECNOLOGIE
  13. 13. 31/07/2018 14 www.pollution.it UNA RAPIDA CARRELLATA DI TECNOLOGIE CENTRALINE COMPATTE DI MONITORAGGIO DELLA QUALITA’ DELL’ARIA ‘’STANDARD REFERENCE METHOD’’
  14. 14. 31/07/2018 15 www.pollution.it UNA RAPIDA CARRELLATA DI TECNOLOGIE CENTRALINE COMPATTE DI MONITORAGGIO DELLA QUALITA’ DELL’ARIA ‘’STANDARD REFERENCE METHOD’’ INSIDE !!
  15. 15. 31/07/2018 16 www.pollution.it STRUMENTI ‘’NEAR REFERENCE’’ UNA RAPIDA CARRELLATA DI TECNOLOGIE
  16. 16. 31/07/2018 17 www.pollution.it STRUMENTI ‘’NEAR REFERENCE’’ UNA RAPIDA CARRELLATA DI TECNOLOGIE INSIDE !!
  17. 17. 31/07/2018 18 www.pollution.it Le nostre soluzioni a supporto della qualità dell’aria nelle smart city Biossido di azoto (NO2), ozono (O3) e particolato (TSP, PM10, PM2.5, PM1) Biossido di azoto (NO2), ozono (O3) e particolato (PM2.5) AQY Parametri analizzati: Parametri analizzati: UNA RAPIDA CARRELLATA DI TECNOLOGIE SMART SENSORS
  18. 18. 31/07/2018 19 www.pollution.it • Sensore O3 brevettato, tecnologia a semiconduttore confrontabile con analizzatori approvati EPA • Sensore NO2 che combina algoritmi brevettati con i risultati del sensore di O3 per eliminare le interferenze derivanti (cross-sensitivity) • Sensore PM2.5 basato su tecnologia laser- scattering combinata con algoritmo per la compensazione di umidità e temperatura • Limite di rilevabilità di 1 ppb per O3 e NO2, con correlazione di 0,98 e 0,82 rispettivamente nei test di confronto con i metodi di riferimento EPA statunitensi • Misurazione e report data a intervalli di 1 minuto • Possibilità di archiviare oltre 5 anni di dati, con connettività Wi-Fi o 4G AQY1 per la qualità dell’aria nelle SMART CITY
  19. 19. 31/07/2018 20 www.pollution.it LOS ANGELES Due AQY sono stati installati presso la stazione di monitoraggio dell'aria di Rubidoux nel South Quality Air District. I dati degli AQY sono stati confrontati con i dati della strumentazione USEPA Federal Reference Method (FRM) e Federal Equivalent Method (FEM) per un periodo di 30 giorni. AQY1 per la qualità dell’aria nelle SMART CITY– confronto per USEPA
  20. 20. 31/07/2018 21 www.pollution.it AQY1 per la qualità dell’aria nelle SMART CITY– confronto dei dati O3
  21. 21. 31/07/2018 22 www.pollution.it AQY1 per la qualità dell’aria nelle SMART CITY– confronto dei dati NO2
  22. 22. 31/07/2018 23 www.pollution.it AQY1 per la qualità dell’aria nelle SMART CITY– confronto dei dati PM2.5
  23. 23. 31/07/2018 24 www.pollution.it 100 unità AQY1 sono in fase di installazione in diverse parti di Los Angeles in collaborazione con il distretto di gestione della qualità dell'aria della South Coast. Le prime 25 unità sono operative da dicembre 2017 e il resto dell’installazioni sarà completato entro giugno 2018. Grazie a questo grande numero di dati che verranno forniti, sarà possibile dare un grande contributo ai modelli di PM2.5, O3 e NO2 nella regione interessata. AQY1 per la qualità dell’aria nelle SMART CITY– Installazione a Los Angeles
  24. 24. 31/07/2018 25 www.pollution.it UN’ULTIMA CONSIDERAZIONE…....
  25. 25. Matteo Monticelli matteo.monticelli@polgroup.it www.pollution.it

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