Realizzazione di un’infrastruttura tecnologica dell’Informazione e della comunicazione (ICT) per la tutela ambientale

Consiglio Nazionale delle Ricerche - IIA Istituto dell'Inquinamento Atmosferico

Risultato della ricerca:

L’obiettivo generale è quello di realizzare un sistema tecnologico di informazione e comunicazione (ICT) su dati di qualità dell’aria misurati in situ attraverso sensori smart e in linea con quanto richiesto dalla normativa vigente di riferimento ovvero dal D.Lgs. 13 agosto 2010, n. 155, in attuazione della direttiva 2008/50/CE, relativa alla qualità dell’aria ambiente e per un’aria più pulita in Europa.

Il Progetto prevede la prototipazione di appositi sensori smart congiuntamente alla gestione integrata dei dati ambientali per la messa a punto di una rete di monitoraggio per la qualità dell’aria. Considerati tutti i fattori predisponenti in un comparto della media Valle del Crati, i sensori consentiranno di monitorare alcuni inquinanti atmosferici (CO-NOx-PM10) e tre parametri meteo (velocità e direzione del vento, T), consentendo quindi di caratterizzare lo stato generale della qualità dell’aria. Sarà possibile, inoltre, individuare eventuali periodi, in particolari condizioni climatiche, durante i quali l’esposizione ad agenti inquinanti potrebbe diventare rischiosa a causa del superamento di soglie di allerta, oltre le quali si potrebbero innescare condizioni di pericolo. Saranno definiti degli indicatori di sintesi della qualità dell’aria che verranno opportunamente resi fruibili alla popolazione grazie a specifiche applicazioni dell’infrastruttura ICT. Quest’ultima infatti consentirà non solo di archiviare in tempo quasi-reale i dati misurati in campo (le informazioni), ma anche di comunicare in maniera semplificata, diretta e accessibile a tutti i portatori di interesse (stakeholders) la conoscenza (know-how) che deriverà dalla opportuna analisi dei dati rilevati.

L’obiettivo specifico sarà pertanto quello di creare un sistema tecnologico innovativo, che nel suo insieme risulti poco costoso, altamente efficiente dal punto di vista energetico, in grado di acquisire diffusamente e continuatamente le informazioni ambientali, facilmente replicabile ed industrializzabile e che, allo stesso tempo, consenta la facile fruizione del dato e della conoscenza ad esso legata.

Riferimento a finanziamenti precedenti:

Il risultato della ricerca non è stato oggetto di precedenti bandi di finanziamento.

Innovatività rispetto a soluzioni già esistenti:

I risultati che saranno conseguiti consentiranno di realizzare la messa a punto di un sistema innovativo per il monitoraggio ambientale, predisponendo una rete di monitoraggio Smart che nel tempo potrà adattarsi rapidamente a nuove esigenze di valutazione dello stato di qualità dell’aria e di conseguenza alla definizione rapida di risposte mirate ed efficaci a contrastarne le conseguenze, dirette ed indirette, sulla salute e sull’ecosistema.

Rispetto ai sistemi esistenti ed obsoleti, la nuova rete, grazie all’efficienza dei sensori, eviterà costi di manutenzione, ottimizzando anche i tempi dell’acquisizione e della gestione dei dati. Sarà possibile inserire e tenere insieme più dispositivi capaci di lavorare in parallelo, consentendo una valutazione più completa, puntuale e in linea con quanto richiesto dalla normativa L.155/2010.

La struttura della piattaforma ICT che sarà realizzata rappresenta un’innovazione rilevante perché permetterà la fruizione dei dati in near real-time su molteplici dispositivi, con una diffusione infografica semplice da utilizzare. Rispetto ai prodotti esistenti sul mercato, la rete consentirà a tutti gli utenti finali di acquisire facilmente la consapevolezza e la conoscenza di standard qualitativi e di controllo della qualità dell’aria, coerentemente con il cosiddetto “empowerment” posto al centro della programmazione europea.

Titoli di proprietà intellettuale:

Il sistema ideato al momento non è protetto da titoli di proprietà intellettuale.

Principali applicazioni e mercato di riferimento:

Sarà eseguita la messa a disposizione di una banca dati sulle buone pratiche per la sostenibilità locale che rappresenterà anche uno strumento di lavoro a disposizione delle Pubbliche Amministrazioni oltre che delle Agenzie per l’Ambiente in futuro. Ciò consentirà di mettere in evidenza i comportamenti che possono incidere sulle emissioni, quindi tramite attività di sensibilizzazione saranno definiti degli obiettivi congiunti che si dovranno portare a termine. Sul piano più tecnico, dal prototipo pre-industriale sarà possibile passare all’industrializzazione grazie anche allo spin-off che nascerà dalla collaborazione tra CNR IIA e il Partner Aziendale.

Pertanto, sarà possibile rendere sostenibile la rilevazione nel tempo di vari parametri ambientali con una conseguente maggiore diffusione della consapevolezza ambientale, anche rispetto ad altri rischi, naturali ed ambientali, come quelli legati agli incendi boschivi o al rischio idrogeologico.
Il mercato dei servizi per le città Smart è di notevole incremento. Il settore dell’IoT permette un importante lavoro sulla connessione in rete di dispositivi in grado di rilevare dati e metterli in comunicazione tra loro e trasferirli. I dispositivi sono anche in grado di selezionare i dati e lavorare solo con quelli necessari sulla base di indicazioni ricevute e in funzione di una capacità elaborativa locale.

Esigenze per l’ulteriore sviluppo – Industrializzazione:

Esigenze per l’ulteriore sviluppo – Industrializzazione:
– Analisi dei sensori per il rilevamento ambientale e la valutazione delle prestazioni in termini di precisione della misura e del consumo energetico
– Analisi di una piattaforma modulare per la connessione dei diversi sensori
– Analisi dell’impatto delle diverse configurazioni di sensori sul consumo energetico
– Sviluppo di sistema di risparmio energetico per aumentare il tempo di vita del nodo sensore
– Sviluppo di un banco di misura per la rilevazione del consumo energetico del nodo sensore
– Assemblaggio di tutti i sensori unitamente al sistema di risparmio energetico
– Impiego di apposite schede SBC (Single Board Computer) per acquisire i dati monitorati in campo in tempo quasi reale
– Verifica e test di funzionamento di un prototipo

Codice:

0078

Area di Innovazione:

Ambiente e Rischi Naturali