Sensors Baix Cost per a l'Avaluació de la Qualitat de l'Aire i el Soroll.

El Departament de Territori i Sostenibilitat va organitzar aquesta Jornada, el 12 de juny, la inauguració de la qual va anar a càrrec de la directora general de Qualitat Ambiental i Canvi Climàtic, Mercè Rius.

• Eines per avaluar la qualitat de l’aire i el soroll. Isabel Hernández, subdirectora general de Prevenció i Control de la Contaminació Atmosfèrica. DTES
• Últimes novetats sobre els sensors de baix cost. Xavier Querol, professor d’investigació de l’Institut de Diagnosi Ambiental IDAEA-CSIC
• Usos i limitacions en l’aplicació de la sensorització en la mesura del soroll. Eduard Puig, Sub-direcció general de Prevenció i Control de la Contaminació Atmosfèrica. DTES
• Autores

Eines per avaluar la qualitat de l’aire i el soroll. Isabel Hernández, subdirectora general de Prevenció i Control de la Contaminació Atmosfèrica. DTES

L’avaluació de la qualitat de l’aire i soroll consisteix en comparar els valors obtinguts amb nivells de referència derivats de les recomanacions de l’OMS o bé de la normativa de la UE/Estatal o bé pròpia. L'objectiu central d’aquesta avaluació és preservar la salut de les persones. Les mesures poden ser de referència, indicatives o bé estimacions.

Les mesures de referència s’han d’utilitzar quan els nivells siguin elevats, quan es vulgui assegurar una dada o bé quan se’n derivin actuacions per reduir els nivells. Es fan en un nombre mínim de punts de mesura per a cada zona de qualitat de l’aire, d’acord amb la població.

Les mesures indicatives s’empren per fer avaluacions qualitatives o en llocs en què els nivells siguin baixos, no cal seguir el mètode de referència i no serveixen per mesurar si hi ha superació.

Pel que fa a les estimacions, s’empren models de simulació numèrica que estan formats pel mòdul d’emissions i el meteorològic i ens proporcionen el nivell de contaminació a cada punt del territori.

Els resultats s’han de divulgar i normalment es fa mitjançant una web de dades en temps real, webs de mapes de qualitat de l’aire i darrerament amb aplicatius preparats per a dispositius mòbils com ara l’app Aire.Cat.

En particular, pel que fa al soroll hi ha un Visor GIS dels mapes estratègics de soroll per donar compliment a les directives 2002/49/CE i 2003/4/CE sobre l’accés a la informació ambiental pel que fa a la ciutadania.

Quant a l’ús de sensors, actualment en l’àmbit de la recerca i el coneixement (per exemple estudis d’interferències per obtenir humitat, compostos, etc.) i el seu àmbit d’aplicació pot ser tant l’eina de gestió interna per avaluar l’eficàcia d’actuacions, així com complementària a les mesures de referència per detectar focus emissors.

 

Últimes novetats sobre els sensors de baix cost. Xavier Querol, professor d’investigació de l’Institut de Diagnosi Ambiental IDAEA-CSIC

L’informe de la l’Organització Meteorològica Mundial (OMM) sobre sensors de baix cost en mesures atmosfèriques es va fer a petició de la Comissió de Ciència Atmosfèriques (CCA) de l’OMM.

Què entenem per sensors de baix cost?

Els sensors poden ser electroquímics passius, d’òxids metàl·lics, òptics o bé dosímetres passius que poden variar des d’aquells que tant sols costen uns euros fins a d’altres micro-electromecànics més complexos que utilitzen els mateixos principis analítics que els instruments de referència, tot i que més petits i tenen menys despesa energètica.

En abastar una gamma tan àmplia de tecnologia, aquests sensors generen mesures molt diverses.

Aquest informe s’ha fet sobre sensors per a gasos reactius (CO, NO_x, O₃ , SO₂ ), PM en suspensió i els gasos CO₂ y CH₄. I descriu el seu estat en termes de precisió, fiabilitat i reproductibilitat. L’informe presenta indicacions especials per escollir estratègies de vigilància com ara sensors per a calibratge i control de qualitat de les dades. Així mateix, identifica suggeriments sobre les necessitats futures dels sensors adreçades a fabricants i usuaris, així com a la comunitat atmosfèrica en general.

Si englobem a grans trets les conclusions:

Conclusió 0:

Hi ha més variabilitat de sensors comercials de PM que de gasos, els predominants en aquest àmbit són els electroquímics i els òxids metàl·lics.

Conclusió 1:

Actualment, els sensors de baix cost no són substituts dels instruments de referència, tot i que poden ser una font complementària d’informació, sempre que s’empri el sensor adient, per la qual cosa és important determinar les necessitats específiques del projecte, per avaluar si la tecnologia escollida cobreix les necessitats.

Conclusió 2:

Quant a la qualitat de les dades obtingudes pels sensors de baix cost, no hi ha una resposta senzilla a la pregunta ¿Són fiables aquests sensors? ja que fins i tot quan s’empren els mateixos components bàsics d’un sensor, el rendiment real pot variar a causa de diferents criteris de calibratge o de correcció de les dades. I també depèn del proveïdor del dispositiu. Així mateix, s’ha d’avaluar també el temps al llarg del qual es manté la qualitat de dades requerida.

En concret hi ha molt pocs ‘elements sensors´ i molts fabricants empren els mateixos però amb diferents configuracions i processament de dades diferents.

Així doncs, els fabricants haurien de lliurar les condicions de calibratge juntament amb les especificacions.  Així mateix, és necessari avaluar el rendiment dels sensors en diverses condicions ambientals, per exemple hi ha un problema en mesurar PM en condicions d’elevada humitat.

Conclusió 3:

Actualment no hi ha estandardització industrial pel que fa al format de sortida de dades, processament o calibratge del processament de les funcions de resposta.

És necessari fomentar la col·laboració i l’intercanvi de coneixements entre les comunitats de científics de dades de l’atmosfera i altre personal tècnic per millorar els mètodes de processament i l’anàlisi de les dades. I per afavorir aquesta col·laboració és necessari adoptar polítiques d’accés lliure i formats oberts i evitar l’ús de caixes negres.

Costos:

Una gràfica actual dels costos ens il·lustra la realitat amb què s’haurà de treballar en l’àmbit de la qualitat de l’aire.

Usos i limitacions en l’aplicació de la sensorització en la mesura del soroll. Eduard Puig, Sub-direcció general de Prevenció i Control de la Contaminació Atmosfèrica. DTES

La instrumentació acústica ha evolucionat en el temps, a mesura que l’electrònica dels equips millorava, però sempre seguint tota una sèrie de normes internacionals, que estableixen els estàndards de precisió i de funcionament: normes CEI, i que a Espanya es transposen a les UNE.  En concret, el Decret 176/2009 en el seu annex 8 hi són les exigències dels mètodes de càlcul i dels equips de mesurament i s’estableix que

1. El mètode de càlcul han de ser els recomanats per la directiva de la UE, excepte el ferrocarril.
2. Els mètodes de mesurament han de seguir l’ISO 1996 (parts 1 i 2).
3. Els instruments de mesurament són sonòmetres i calibradors de classe 1 i els equips de vibració que han de complir amb la UNE-EN ISO 8041 i complementar-se amb un calibrador de vibracions. Amb una disposició transitòria que estableix que durant 5 anys es poden utilitzar els sonòmetres de tipus 2, excepte en aquells casos, en què l’avaluació serveixi de base per a la imposició de sancions administratives o en processos judicials.

A més, els equips de mesurament han de complir amb l’Ordre de 25 de setembre de 2007, pel qual es regula el control metrològic. (ORDEN ITC/2845/2007). Els instruments s’han de verificar anualment en un entitat reconeguda.

Les TIC, han permès desenvolupar i fer viables un tipus d’equips, basats en la mesura en temps real, la mesura massiva, i el creuament de dades amb l’objectiu de prendre decisions i actuar. De sensors en podem trobar de molts tipus i les noves empreses que han desenvolupat aquesta tecnologia no sempre són acústiques (més pensats per aplicacions en estalvi de llum, d’aigua o optimització de recorreguts i flotes de transport públic o gestió dels aparcaments), però que finalment també han acabat desenvolupant equips per mesurar la pressió acústica.

Pel que fa a les característiques que haurien de tenir aquests equips, l’Ajuntament de Barcelona, ha realitzat proves comparatives de diferents sensors acústics, de cara a homologar-los per la seva instal·lació en la xarxa de sensors SENTILO. D'acord amb aquestes proves, s’ha desenvolupat un document sobre els criteris que han de complir aquests sensors, en el camp acústic, de l'alimentació, de protocols de comunicació,... que entre altres requeriments està el temps d’integració d’1 minut i el rang de mesurament de 40 a 90 dB(A) amb una desviació màxima acceptada de LAeq de 2 dB(A) i que s’ha de poder fer la verificació del calibratge in situ.

Algunes de les diferències que es poden observar entre els sonòmetres (instrumentació tradicional) i els sensors acústics són les de la taula del costat.

Els usos d’aquests sensors acústics seran limitats i poden ser adequats per:

• Mesures de soroll ambiental per a la realització de mapes de soroll, mapes estratègics de soroll i informació de base per elaborar mapes de capacitat acústica.
• Valoració de mesures correctores. Per exemple, valorar la pacificació d’un carrer, la disminució de carrils d’una via o el canvi del tipus d’asfalt.
• Control d’activitats i obra pública.
• Informar a la ciutadania dels nivells de soroll ambiental existents, per donar compliment de les directives.

  Algunes de les aplicacions en què es poden trobar aquests equips funcionant és a Girona, on l’Ajuntament  disposa d’una petita xarxa de sensors en punts crítics o estratègics de la ciutat, a temps real es poden consultar els nivells -es pot veure al costat-. http://visoracustic.girona.cat/VisorAcustic/

Sentilo és plataforma oberta, amb uns protocols de comunicació coneguts amb la qual diferents fabricants de sensors de diferents tipologies poden connectar-se. Ajuntaments com Barcelona, Terrassa, Sant Feliu de Llobregat, Reus,...

http://www.sentilo.io/wordpress/

També són una bona eina per avaluar activitats industrials i fonts de soroll complexes, com a mecanisme per obtenir informació addicional. Per exemple, es poden detectar diferències de funcionament de la fàbrica, que poden explicar les queixes veïnals.

I en connexió amb el concepte de ciència ciutadana, també poden considerar sensors acústics, aquells equips en que la ciutadania hi té el control i l’accés, ja sigui com un equip independent o utilitzant l’ús d’aplicacions mòbils i el telèfon intel·ligent.

https://

fablabbcn.org/0000/01/06/smart-citizen.html

  Algunes d’aquestes aplicacions, a part de mesurar els nivells, permeten referenciar-les geogràficament, gravar àudio, afegir-hi comentaris sobre la percepció o la identificació de les fonts de soroll.

   

Quadre comparatiu amb algunes de les diferències en la precisió dels equips entre classe 1 i classe 2

Autores

Redactat per: Eva Pérez i Marga Torre

Per saber-ne més: Eva Pérez