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Mapping air quality with high accuracy and high-spatial resolution

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Genaue Daten zur Luftqualität für die Bevölkerung

EU-finanzierte Forschende haben kosteneffiziente Sensorik mit einer barrierefreien digitalen Plattform kombiniert. Dadurch erhalten die Bürgerinnen und Bürger Zugang zu genauen, hilfreichen Daten über die Luftqualität.

Klimawandel und Umwelt icon Klimawandel und Umwelt

Eine unmittelbare Folge des Bevölkerungswachstums ist die Zunahme der Emissionen von Kraftfahrzeugen, Industrietätigkeiten und Energieerzeugung. Diese Faktoren führen zu einem Anstieg von Luftschadstoffen wie Feinstaub, Stickstoffdioxid und Ozon. „Diese Schadstoffe werden mit Gesundheitsproblemen der Atemwege und des Herz-Kreislauf-Systems sowie mit Schäden an Kulturen und Wäldern in Verbindung gebracht“, erklärt Leonardo Santiago, Projektkoordinator von MappingAir, der bei Bettair Cities in Spanien tätig ist. „Wenn mehr Menschen in ein Gebiet ziehen, werden Grünflächen und Parks womöglich durch Gebäude und Straßen ersetzt, womit eine Verringerung der natürlichen Filterung von Schadstoffen und eine Zunahme des Oberflächenabflusses einhergeht.“ Lösungen zur Verringerung der Luftverschmutzung sind manchmal schwer umsetzbar. Herkömmliche Überwachungsstationen zur Luftqualität sind in der Regel teuer und erfordern eine laufende Kalibrierung. „Das bedeutet, dass nur große Städte dazu neigen, diese Art von Stationen zu installieren“, sagt Santiago. „Wir sagen immer, dass man ein Problem nicht lösen kann, wenn man es nicht kennt.“

Kostengünstiger Ansatz zur Luftqualitätsüberwachung

Das spanische KMU Bettair Cities strebte an, dieses Problem durch die Entwicklung einer flexibleren und kostengünstigeren Lösung zu beheben. Zu den Hauptzielen gehörte es, den Gemeinden unterschiedlicher Größe den Zugang zur Luftüberwachung zu erleichtern und diese Daten der Bevölkerung in der Praxis zur Verfügung zu stellen. Dies wurde durch die Entwicklung einer Vorrichtung mit einer neuartigen Sensorkassette erreicht, die keine Kalibrierung erfordert. Nach ihrer Nutzungsdauer von zwei Jahren kann die Sensorkassette einfach ausgetauscht werden. Der größte Teil der alten Kassette kann dann recycelt werden, wodurch eine Kreislaufwirtschaft und ein minimales Abfallaufkommen gewährleistet sind. „Die Kassette enthält eine Reihe von kostengünstigen Sensoren, deren Daten mithilfe von maschinellen Lernverfahren verarbeitet werden“, erklärt Santiago. „Daraus entstehen dann genaue Luftqualitätsdaten, die zu einem Bruchteil der üblichen Kosten an eine digitale Plattform übermittelt werden.“

Barrierefreie Daten zur Luftverschmutzung

Das EU-finanzierte Projekt MappingAir besaß einen entscheidenden Anteil daran, dass das KMU die Marktreife erreichte. Im Bereich Sensorik wurden elektrische und mechanische Komponenten, einschließlich der neuartigen Sensorkassette, in den industriellen Maßstab überführt. Die Vorrichtungen wurden getestet, um sicherzustellen, dass sie extremen Wetterbedingungen standhalten und alle erforderlichen Zertifizierungen erfüllen. Auch die Interoperabilität der digitalen Plattform selbst wurde nachgewiesen und neue Funktionen eingeführt. „Dazu gehören Karten und Visualisierungsebenen sowie automatische Berichte und Warnmeldungen“, erläutert Santiago. „Außerdem wurde speziell für die Bürgerinnen und Bürger eine App erstellt, um ihnen den einfachen Zugang zu den Daten zu gestatten. So können sie zum Beispiel weniger belastete Strecken zum Gehen, Laufen und Radfahren ermitteln.“ Pilotversuche wurden in Barcelona, Paris und Rom durchgeführt, um die Genauigkeit und Anwendbarkeit der Technologie zu demonstrieren. Die erhobenen Daten wurden von mehreren unabhängigen Dritten überprüft.

Umweltverschmutzung in städtischen Gebieten bekämpfen

Bettair Cities ist es gelungen, auf dem Markt Fuß zu fassen. Immer mehr Städte bekunden ihr Interesse daran, solche Vorrichtungen einzusetzen. In größeren Städten wurde festgestellt, dass sie die Technologie nutzen können, um die Zahl der Messstellen zu relativ geringen Kosten zu erhöhen, während kleinere Städte jetzt Luftqualitätsüberwachungstechnik ohne erhebliche Vorlaufkosten oder die Notwendigkeit einer kontinuierlichen Kalibrierung erwerben können. Das Team arbeitet stetig an der Verbesserung der Technologie, indem es weitere Sensoren in die Kassette integriert. „Was die Plattform betrifft, so werden wir weiterhin Funktionen entwickeln, die die Datenanalyse erleichtern, und prüfen, wie die Daten den Endnutzenden aufbereitet werden“, fügt er hinzu. „Letztendlich profitieren die Bürgerinnen und Bürger davon. Wir sind stolz darauf, dass unsere Technologie dazu beitragen kann, das Bewusstsein für dieses Problem zu schärfen und hoffentlich zu Maßnahmen gegen die zunehmende Umweltverschmutzung in städtischen Gebieten anregen wird.“

Schlüsselbegriffe

MappingAir, Sensor, Luft, digital, Verschmutzung, Wetter, Städte, städtisch, urban

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