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Monitoraggio ambientale in città: intelligenza mobile anti smog

Monitoraggio ambientale in città: intelligenza mobile anti smog

L’utilità del monitoraggio ambientale in città per comprendere la qualità dell’aria è un’urgenza sempre più sentita. Come evidenzia il World Economic Forum, in tutto il mondo, nove persone su 10 respirano aria malsana. Lo smog sta danneggiando la salute dei cittadini, ma spesso mancano i dati locali disponibili per identificare le soluzioni.

Si lavora da tempo sull’impiego di soluzioni IoT nella convinzione che la crescente urbanizzazione richieda una migliore comprensione degli effetti dell’inquinamento sulla salute umana. Per questo motivo si registra una crescita di interesse per i sensori di qualità dell’aria comunali abilitati dall’Internet of Things. Come ha messo in rilievo Guidehouse Insights in un report sulle soluzioni di monitoraggio della qualità dell’aria per le smart city, il numero di unità di rilevamento della qualità dell’aria IoT in città aumenteranno da 10.250 unità nel 2020 a 67.522 entro il 2029.

Finora i sistemi predisposti al monitoraggio dell’aria sono fissi. Ciò pone vari limiti, oltre a costi impegnativi per le casse cittadine. Perché allora non realizzare un sistema basato su sensori mobili, in grado di raccogliere dati e trasformarli in informazioni decisamente più dettagliate e utili? Su questo sta lavorando la startup italiana Huna. Grazie a un sistema basato su sensori IoT posizionati su veicoli e mediante un cloud dove analizzare i dati e trasformarli in info utili, è arrivata a un dettaglio addirittura inferiore a 10 metri. Significa, quindi, che con una spesa decisamente più lieve, si possono monitorare tutte le vie di qualunque città con un numero di sensori decisamente basso. «Se pensiamo a una realtà come Milano, oggi con i sistemi di analisi tradizionale, servirebbero migliaia di sensori per un ragguaglio dettagliato. Oltre ai costi hardware, c’è anche l’impegno gestionale considerevole data la complessità tecnica necessaria per ricavare i dati, leggerli e ricavarne informazioni utili, nonché mantenere l’infrastruttura. Invece col nostro sistema prevediamo siano necessari circa 200 sensori mobili», afferma Santo Lico, co-founder della startup Huna.

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Monitoraggio ambientale in città: una necessità impellente

Per ridurre l’inquinamento servono azioni mirate. Resta però un problema: per prendere decisioni efficaci occorrono informazioni dettagliate che non vadano a interessare genericamente tutta la città, ma che siano in grado di affrontare le necessità delle varie zone urbane, ottimizzandone l’efficacia.

Di una qualità dell’aria migliore c’è bisogno in molte città del mondo. Senza andare a scomodare i dati dell’Organizzazione mondiale della sanità, che monitora lo stato delle città e mette in luce quelle più inquinate, consideriamo quanto accade in Italia. Una base utile è il report Mal’Aria di Legambiente. Nell’ultimo documento, presentato quest’anno, si evidenzia che 35 capoluoghi di provincia fuorilegge per polveri sottili, su 96 analizzati. Significa che in una città capoluogo su tre si respira aria malsana. Questa esposizione all’inquinamento atmosferico non solo è causa di molteplici problemi di salute, ma è letale. Considerando i dati dell’Agenzia europea della salute, si contano ogni anno più di 50mila le morti premature dovute all’esposizione eccessiva ad inquinanti atmosferici come le polveri sottili (in particolare il Pm2,5), gli ossidi di azoto e l’ozono troposferico. Le cause sono molteplici, dal traffico agli impianti di riscaldamento domestico.

Serve quindi, avere gli strumenti giusti per affrontare il problema e risolverlo. Per questo occorre partire dai dati e averne di buona qualità, attendibili e mirati. Questo è possibile grazie alla tecnologia.

Soluzioni intelligenti per smart city: l’approccio mobile di Huna

Oggi però le soluzioni tecnologiche dedicate al monitoraggio ambientale in città coprono un’area molto ampia. Servirebbe un maggiore dettaglio, per consentire alle amministrazioni cittadine di prendere decisioni mirate per contrastare l’inquinamento urbano mediante interventi quanto più efficaci. Da qui è partita Huna, startup italiana nata per sviluppare soluzioni hi-tech per l’efficienza energetica e per l’air quality. «I sistemi tradizionali pagano alcuni limiti significativi. Per monitorare in modo dettagliato una città occorrono forti investimenti. Pensiamo a una realtà come Milano: servirebbero migliaia di sensori. Oltre ai costi hardware, c’è anche l’impegno gestionale considerevole data la complessità tecnica necessaria per ricavare i dati, leggerli e ricavarne informazioni utili, nonché mantenere l’infrastruttura», illustra Santo Lico.

Da qui è nata l’idea del sistema Huna, basata su sensori mobili. Partendo dalla loro azione di raccolta dati in varie parti della città è possibile costruire informazioni molto dettagliate, addirittura potendo monitorare le singole vie cittadine. Il sistema – in via di brevetto – è stato già realizzato e testato in vari Comuni lombardi, ottenendo lusinghieri risultati. «Un solo sensore è in grado di coprire un’area di 1 kmq, con un dettaglio addirittura inferiore ai 10 metri. Grazie a esso è possibile raccogliere dati utili sulla qualità dell’aria ma non solo: all’interno del dispositivo mobile sono stati aggiunti altri sensori utili per altre funzioni». Per esempio, la possibilità di raccogliere informazioni sull’illuminazione urbana, preziosa per comprendere come gestire e ottimizzare la quantità e qualità della luce nel contesto cittadino, comprendendo quali sono le zone più o meno efficacemente illuminate. Tutto questo è possibile con poche centinaia di dispositivi, rispetto alle migliaia necessarie per un intervento di questo dettaglio mediante sensori fissi. «Giusto per fare un esempio: per Milano potrebbero essere sufficienti 200 sensori. Già solo i bus circolanti oggi nella città lombarda sono decisamente superiori rispetto alla richiesta», afferma il co-fondatore Huna.

IoT, cloud e Intelligenza artificiale: l’importanza dei sensori mobili

I sensori mobili possono essere installati su vari tipi di veicoli: non solo auto, ma anche scooter o bus. L’idea è di posizionarli su mezzi che abitualmente circolano in determinate tratte urbane. Già solo installandoli sui bus cittadini si potrebbe già avere una mappa puntuale dello “stato di salute” della città.

Certo, l’adozione di un sistema con sensori mobili per il monitoraggio ambientale in città impone alcune complessità tra cui l’interpretazione dei dati. «Provenendo da dispositivi in movimento, occorre analizzare dati su più punti provenienti da molteplici fonti. Per questo il team Huna ha lavorato all’ottimizzazione del sistema, per esempio intervenendo sulla frequenza di campionamento, nonché sulla capacità dei sensori in modo da ridurre sensibilmente il tempo di misurazione e l’incertezza causata dalla fluttuazione dei dati. Inoltre, ci si è concentrati sulla possibilità di rendere completamente autonomo il device, a prescindere dal mezzo su cui è installato».

Per la riuscita del sistema si è pensato a una combinazione virtuosa tra sistemi Internet of Things, in particolare sensori IoT a basso consumo energetico, sfruttando una connettività wireless o sfruttando smartphone. Il dispositivo mobile è stato pensato dotato di poca intelligenza a bordo, in modo da ridurre i consumi e risolvendo il problema dell’alimentazione. La complessità dell’analisi è stata trasferita su cloud, in modo da ricevere i dati da più dispositivi e analizzarli in tempo utile e renderli disponibili alle parti interessate. Da qui è possibile impiegare sistemi di Intelligenza artificiale che traducano i dati in informazioni utili ed efficaci.

La startup sta lavorando per presentarla quanto prima: ora è in corso di ultimazione e si sta lavorando per passare dalla fase prototipale a quella commerciale. Non appena pronta sarà interessante vederla in azione. Vorrà dire che un altro passo in direzione delle smart city, capaci di sfruttare la tecnologia per assicurare benessere ai cittadini, sarà stato fatto.

ecohitech award 2020
Giornalista freelance specializzato in tecnologia e in modo particolare in tematiche che hanno un impatto significativo sulla vita quotidiana e su quella futura: smart energy, smart building, smart city.