Monitoraggio Ambientale, cos'è uno Smart Environment

Il monitoraggio ambientale, il cui obiettivo è aumentare la vivibilità e la sostenibilità dell’ambiente, rappresenta un ambito sempre più fondamentale all’interno del nostro ecosistema. Secondo l’Organizzazione Mondiale della Sanità, ogni anno oltre 5,5 milioni di persone nel mondo muoiono a causa dell’inquinamento, soprattutto nelle grandi città. Monitorare la qualità dell’aria, dell’acqua, del suolo, ma anche rilevare il livello dei fiumi oppure i rischi di franamenti sono solo alcuni esempi applicativi del monitoraggio ambientale. Grazie alle nuove tecnologie, oggi è possibile ottenere panoramiche dettagliate sullo stato ambientale, al fine di migliorare le strategie di intervento e contribuire a ottimizzarne la gestione.

In questo articolo, a cura dell’Osservatorio Smart City della POLIMI School of Management, esploreremo il mondo del monitoraggio ambientale, dal suo significato alle sue funzioni, dalle tecnologie impiegate ai principali casi di successo.

Cosa si intende per monitoraggio ambientale?

Di seguito la definizione di monitoraggio ambientale e i principali aspetti che caratterizzano il paradigma:

il monitoraggio ambientale, conosciuto anche con il nome di Smart Environment, consiste nella raccolta sistematica, nell’analisi e nell’interpretazione di dati relativi a vari parametri ambientali.

Tutti i processi volti al monitoraggio ambientale includono l'uso di strumenti e tecniche per misurare le concentrazioni di fattori inquinanti, il livello di rumore, la composizione chimica delle acque e altri indicatori ambientali.

A cosa serve il monitoraggio ambientale?

L'obiettivo principale del monitoraggio ambientale è quello di valutare lo stato di salute dell'ambiente, individuare tendenze a lungo termine, rilevare eventuali anomalie o superamenti di soglie critiche, e fornire dati utili per guidare le politiche di tutela ambientale e gli interventi correttivi.

Attraverso il monitoraggio ambientale è possibile individuare, raccogliere e analizzare un gran numero di dati riguardanti diversi parametri. Tra i principali possiamo trovare:

• monitoraggio della qualità dell’aria, ad esempio analizzando la concentrazione di fattori inquinanti come CO₂ o PM10 nell’atmosfera;
• monitoraggio della qualità dell’acqua, individuando la presenza di metalli pesanti o altre sostanze inquinanti, ma anche di batteri o di livelli di salinità;
• monitoraggio del suolo e del sottosuolo, anche in questo caso per metalli pesanti e sostanze chimiche, e altresì per caratteristiche e specificità della terra;
• monitoraggio della biodiversità di flora e fauna in un determinato territorio, in particolare se si tratta di specie protette o delicati ecosistemi naturali;
• monitoraggio delle condizioni climatiche, dalla temperatura, alla velocità del vento, all’umidità umidità, fino agli impatti delle precipitazioni;
• monitoraggio del territorio, come il livello dei fiumi e dei laghi;
• controllo dell’inquinamento acustico, mediante la misurazione dei rumori dei centri urbani (e in generale dell’ambiente) in decibel e delle vibrazioni;
• rilevazione di radiazioni ionizzanti e non ionizzanti, soprattutto in prossimità di centrali nucleari o di centri industriali;
• controllo della viabilità e dei luoghi all’interno della città, anche al fine di individuare eventuali situazioni di pericolo;
• gestione dei rifiuti e controllo degli agenti inquinanti nelle aree presenti nei pressi delle discariche.

Come si fa il monitoraggio ambientale?

Il monitoraggio ambientale avviene prima di tutto attraverso le stazioni di rilevamento dell’ente pubblico regionale ARPA (acronimo di Agenzia Regionale per la Protezione dell’Ambiente). Questo ente ha il compito di monitorare e tutelare l'ambiente, aiutando le istituzioni in diverse attività, “dalla lotta all’inquinamento atmosferico e acustico agli interventi per la tutela delle acque superficiali e sotterranee, dal monitoraggio dei campi elettromagnetici alle indagini sulla contaminazione del suolo e sui processi di bonifica”.

Oltre alle tradizionali stazioni di rilevamento dell’ARPA, al fine di monitorare l’ambiente vengono adottate anche diverse altre tecnologie, come dimostrato da alcune località italiane:

• sensori IoT (acronimo di Internet of Things), ossia sensori connessi che possono essere installati dalle municipalità nelle varie zone d’interesse; i diversi sensori possono misurare le sostanze inquinanti (come il pm10), il livello di riempimento dei bacini idrici, il rumore e tanti altri parametri;
• sorgenti dinamiche, come veicoli in movimento, impiegate ad esempio all’interno del progetto Mense Torino, una rete ibrida multisorgente che ha applicato dei sensori su una flotta di veicoli, capaci di mappare le strade in maniera dinamica al passaggio dei mezzi;
• coinvolgimento dei cittadini, che diventano dei misuratori attivi, grazie a piattaforme che consentono di mettere in comune dati provenienti da centraline, sensori e smartphone privati; è il caso di iniziative come la campagna “NO2 NO Grazie: Salviamo l’aria”, patrocinata dal Comune di Milano e avente l’obiettivo di monitorare le concentrazioni di biossido di azoto nelle città di Milano e Roma, l’iniziativa “Che Aria Tira?”, volta alla costruzione di una rete indipendente di automonitoraggio della qualità dell’aria, e il progetto “Apollon” in Puglia, che prevede di utilizzare dati rilevati dasensori portatili collegati agli smartphone dei cittadini.

Dopo aver raccolto i dati, però, le municipalità devono essere in grado di leggerli e ricavare degli insight utili per la realizzazione di azioni concrete di gestione del territorio e migliorare il proprio impatto sull’ambiente. Questi stessi dati e le relative analisi possono anche essere trasferiti ai cittadini, al fine di informarli e renderli così più consapevoli delle condizioni dell’ambiente che li circonda.

Monitoraggio ambientale, alcuni esempi dal mondo

Per mappare la qualità dell'aria, molte città stanno sfruttando sensori posizionati su infrastrutture esistenti (come lampioni o panchine), equipaggiandole con appositi sensori. Tra le principali possiamo trovare:

• Chicago, dove sono stati installati sensori sui lampioni per rilevare la presenza di inquinanti atmosferici (come monossido di carbonio, biossido di azoto e anche composti organici volatili), prevedendo incidenti e informando i cittadini sulle condizioni ambientali;
• Barcellona, in cui, in linea con il “Barcelona Masterplan”, sono stati integrati sensori nei lampioni intelligenti
• Boston, Los Angeles e Miami, le quali hanno installato panchine intelligenti (Soofa) con sensori che misurano la qualità dell'aria, il traffico, la temperatura e persino le radiazioni;
• Londra, dove i dati sull'inquinamento vengono monitorati per zone, grazie al progetto “Air Aware”, consentendo ai cittadini di fare scelte più consapevoli per ridurre l'esposizione agli agenti inquinanti; tra le iniziative si segnala anche il progetto “Pigeon Air Patrol”, in cui sono stati collegati a dieci piccioni dei sensori per monitorare la qualità dell’aria in diverse zone della città;
• New York, dove i dati dei sensori vengono combinati con i dati anonimi dei telefoni cellulari per conoscere i livelli di inquinamento delle aree con una bassa qualità dell’aria.

In tutti questi casi, l'uso di tecnologie per il monitoraggio ambientale sta dunque aiutando le città a diventare più sostenibili e a migliorare la qualità della vita dei cittadini.