Ministerul mediului are 120 de stații pe teritoriul României care au probleme în funcționare și nu pot acoperi necesarul țării. În zona Cluj-Napoca sunt patru stații, dintre care doar două monitorizează pulberea în suspensie PM10. Doresc implementarea unui proiect care să monitorizeze la nivel de cartier sau de stradă particulele în suspensie PM2.5 și PM10.
Ideea acestui proiect s-a născut din pasiunea comună pentru electronică și proiecte IoT, a unor tineri ce frecventau același club de hobby. Principalul factor care face că aerul să fie nociv pentru organismul uman sunt microparticulele PM2.5 și PM10, așa că am decis să ne axăm pe monitorizarea acestora.
Am început prin a pune laolaltă mai mulți senzori (sds011- senzor ce măsoară particulele în suspensie PM2.5 și PM10, BME680-senzor ce măsoară presiunea, umiditatea și temperatura aerului și un senzor ce măsoară zgomotul sau disconfortul auditiv). Toate aceste componente electronice sunt interconectate cu un procesor care validează și trimite datele în cloud prin intermediul rețelei wireless la care este conectat.
Schema de bază a proiectului inițial a fost relativ simplă. Am utilizat o variantă de software opensource și am căutat să trimitem datele pe platforme dedicate proiectelor de genul acesta: https://pulse.eco/ sau de tip opendata.
Prima rețea ce monitorizează calitatea aerului folosind senzori DIY sau opensource din România, a fost cea din Cluj-Napoca, rețea condusă de Andrei Cătălin. Apoi am preluat inițiativa și am dezvoltat următoarele rețele în Târgu-Mureș, Codlea sau București.
Acest tip de platformă (pulse.eco) oferă o vedere generală, afișând valorile măsurate de către senzori ( în ug/m3), un minus pentru utilizatorii care nu știu care sunt pragurile admise de lege (25 ug/m3 la 24 h pentru PM2.5 la 24h si 50 ug/m3 la 24 h pentru PM10).
Pulse.eco nu pune la dispoziție o versiune în limba română și utilizatorul nu poate avea acces facil la informațiile din trecut.
Prima versiunea a senzorului nu necesita lipirea componentelor electronice cu fludor și sacâz, componentele fiind interconectate prin fire sau jumperi :
Ulterior, am decis să trecem la următorul nivel și să amplasăm componentele pe o placă de test, pentru a avea un senzor mai robust și mai fiabil în timp:
Versiunea ulterioară a fost testată cu succes și la intemperii (cutie IP66), așa că am decis să multiplicăm acest sistem.
Locuitorii din orașele pentru care am deschis platforme pulse.eco Cluj-Napoca, Târgu - Mureș, Codlea sau București au început să fie interesați de calitatea aerului pe care îl respiră și să dorească o implicare activă în proiect, montând chiar în proximitatea casei lor câte un senzor ce măsoară aceste particule în suspensie (responsabile pentru moartea a 24 000 de români anual).
Împreună cu elevii de clubul de electronică de la Palatul Copiilor din Târgu Mureș am realizat și configurat mai mulți senzori, care ulterior au fost montați și amplasați în oraș. În acest fel am implicat direct comunitatea locală.
Ulterior mi-am propus să fac un proiect național, să configurez senzorii la fel, să îi confecționez la fel și, mai apoi, să fie montați după un STAS pentru a avea același tip de măsurători. Am optat să aleg un nume cu rezonanță Strop de aer, care să reprezinte rețeaua cetățenilor pentru cetățeni.
Au urmat teste cu toți senzorii low cost de pe piață, pentru a vedea care este cea mai bună soluție pentru un proiect național, cu potențial de mii de senzori montați. Am testat, de asemenea, mai multe cutii care să fie rezistente la intemperii (IP66) și la soare.
În urma testelor, senzorul SDS011 de la NovaFitness s-a apropiat cel mai mult de cerințele proiectului. Acest senzor măsoară cantitatea de particule PM2.5 și PM10 din aer, utilizând un sistem emițător/receptor de tip LASER. Principiul de funcționare este descris prin imagini după cum urmează:
În interiorul carcasei, fluxul de aer testat este redirecționat pentru o eficiență mai bună și o mentenanță mai ușoară a acestora. Astfel, în final, senzorii au primit filtre împotriva insectelor la intrare fluxului de aer pentru test, cât și la ieșire și presetupe la cablul de alimentare pentru o izolare mai bună.
Pentru a evita procesul de condensare ( atunci când un senzor laser supraestimează numărul particulelor în suspensie dacă umiditatea depășește pragul de 70-80%), instalăm o rezistență ceramică, pentru a preîncălzi aerul testat, reducând umiditatea acestuia la valori care să nu perturbe măsurătoarea.
Plăcile de test au fost înlocuite de plăci profesionale:
Procesorul folosit ESP8266 sau WEMOS are rolul de a procesa și interpreta datele citite de către senzori, dar și de a trimite în cloud informațiile citite periodic (din 2 în 2 minute) după cum reiese din arhitectura IoT a proiectului:
În urma feedbackurilor am decis utilizarea altei platforme pentru vizualizarea datelor pentru a veni în ajutorul utilizatorilor. Datele sunt trimise concomitent pe trei platforme:
Astfel, datele sunt vizibile și accesibile în format grafic, tabelar, CSV sau JSON în același timp.
Site-ul proiectului are ca scop informarea și conștientizarea cetățenilor care doresc să știe Ce este poluarea? și Cum putem măsura poluarea aerului?
Prin articolele săptămânale scrise pe blog, încerc să aduc un strop de conștientizare în rândul populației direct sau indirect afectată de poluarea aerului.
Accesând adresa https://stropdeaer.aqi.eco/ro, avem acces la harta națională a proiectului Strop de aer
Pentru aproape fiecare oraș în parte, există o platformă care aduce oricărui cetățean informații vitale despre calitatea aerului, precum: harta senzorilor, calitatea aerului tradusă în limba română, indicații în funcție de pragurile atinse, istoricul măsurătorilor până la 1 an de zile, indicații ale pragurilor de particule în suspensie:
Proiectului «Strop de aer - Cluj-Napoca» este parte a proiectului civic național «Strop de aer» care are ca scop, creșterea gradului de conștientizare, la nivelul comunității locale, cu privire la existența aerului poluat în România, ca o problemă reală care trebuie abordată.
Locuitorii care doresc să aibă sub observație calitatea aerului din orașul în care locuiesc sau, în special, informațiile oferite de un senzor aflat în apropierea casei acestora, pot îngloba un WIDGET în website-ul favorit sau în blogul lor :
<!-- aqi.eco widget BEGIN -->
<script>
(function() {
var eventMethod =
window.addEventListener ?
„addEventListener” :
„attachEvent”;
var eventer = window[eventMethod];
var messageEvent= eventMethod === „attachEvent” ?
„onmessage” : „message”;
eventer(messageEvent, function(e) {
if (e.data.hasOwnProperty(„aqi-widget”)
&& e.data[‚aqi-widget’] == 167) {
var iframe =
document.getElementById(„aqi-widget-167”);
if (iframe) {
iframe.style.height = e.data.frameHeight
+ „px”;
}
}
});
})();
</script>
<iframe id=”aqi-widget-167”
style=”width: 300px; height: 620px; border: 0;”
src=”https://cluj-napoca.aqi.eco/widget/167”>
</iframe>
<!-- aqi.eco widget END -->Sau pentru un senzor individual:
<iframe style=”width: 250px;
height: 420px; border: 0;”
src=”https://cluj-napoca.aqi.eco/cluj-napoca-1/widget”>
</iframe>
Am început să studiez corelații între schimbări de vreme și măsurători, și corelarea vizuală cu cea digitală (pentru Cluj-Napoca):
De asemenea, am studiat să corelația între senzorii montați în cadrul proiectului Strop de aer și stațiile naționale de la ministerul mediului. Studiul a fost foarte satisfăcător, rezultând o corelare foarte bună :
Am pornit de la o hartă goală și doresc să umplem România de senzori, pentru a avea o viziune clară asupra celor care poluează voit sau nu aerul pe care îl respirăm.
Ce doresc eu prin dezvoltarea acestui proiect cu implicare civică?
Doresc o informare și o conștientizare a populației referitoare la un factor poluant, cu efecte pe termen lung, prin implicarea lor direct în proiect, în calitate de gazdă pentru senzorii ce măsoară particulele în suspensie.
Astfel, într-un viitor apropiat vom putea vorbi despre o monitorizare a calității aerului la nivel de cartier sau stradă, identificarea posibilelor surse de poluare precum incineratoare ilegale sau clandestine, dar și o schimbare de mentalitate și comportament civic pentru un mediu mai curat, pentru un mâine mai bun.
de Ovidiu Mățan
de George Popa
de Vasile Boris
