Plataforma de Qualidade do Ar Urbano

Descrição

Ao longo da última década, as Plataformas de Qualidade do Ar Urbano (UAQPs) têm sido uma ferramenta importante para a recolha, o tratamento e a visualização de dados hiperlocais sobre as emissões urbanas. Da mesma forma, as UAQPs estão, em geral, abertas ao público, proporcionando transparência e sensibilização para a poluição atmosférica. Os dados podem ser fornecidos quer por sensores dispersos pela cidade, quer através de imagens de satélite. Os sensores que recolhem os dados podem ser instalados por um operador (por exemplo, o município) ou em propriedade privada.

Problemas a resolver:

Estrutura de Custos

Requisitos Legais

A política da União Europeia em matéria de qualidade do ar visa desenvolver e implementar instrumentos adequados para melhorar a qualidade do ar. Por conseguinte, os Estados-Membros têm de dividir o seu território em várias zonas e aglomerações. Nessas zonas e aglomerações, os Estados-Membros devem realizar avaliações dos níveis de poluição atmosférica recorrendo a medições, modelação e outras técnicas empíricas — e comunicar os dados relativos à qualidade do ar à Comissão Europeia em conformidade.

A CE estabeleceu limites de concentração de poluentes atmosféricos, obrigando os Estados-Membros a abordar as fontes de forma responsável. Além disso, a informação sobre a qualidade do ar deve ser divulgada ao público. (Comissão Europeia, 2018)

• Diretiva 2008/50/CE relativa à qualidade do ar ambiente: A diretiva estabelece o quadro atual para o controlo das concentrações ambientais de poluição atmosférica na UE. O controlo das emissões provenientes de fontes móveis, a melhoria da qualidade dos combustíveis e a promoção e integração de requisitos de proteção ambiental nos setores dos transportes e da energia fazem parte destes objetivos.
• Diretiva 2015/1480/CE : Estabelece as regras relativas aos métodos de referência, à validação de dados e à localização dos pontos de amostragem para a avaliação da qualidade do ar ambiente
• Diretiva 2010/75/UE : relativa às emissões industriais
• Diretiva 2284/UE: relativa à redução das emissões nacionais de determinados poluentes atmosféricos. Esta diretiva impõe a redução de poluentes atmosféricos, tais como SOx, NOx e COV.
• Lei Federal Alemã de Controlo de Emissões – 39.ª BImSchV : O procedimento para a determinação das fontes de emissões urbanas na Alemanha está definido na 39.ª Portaria da Lei Federal de Controlo de Emissões (39.ª BImSchV). Esta lei federal baseia-se na Diretiva 2008/50/CE da UE.

Modelos de Funcionamento

Modelo Operacional para uma Plataforma de Dados sobre a Qualidade do Ar (BABLE, 2021)

Potencial de Mercado

Dados relativos à implementação

Tempo médio de implementação: 0,1 a 1 ano

Montante do investimento inicial: menos de 50 000 € para um bairro urbano

Panorâmica do mercado

De acordo com uma análise da Business Wire, no contexto da crise da COVID-19, o mercado global de sistemas de monitorização da qualidade do ar está estimado em 3,47 mil milhões de euros. Da mesma forma, prevê-se que atinja um valor revisto de 4,63 mil milhões de euros até 2027, crescendo a uma taxa composta de crescimento anual (CAGR) de 4,4%.

O mercado global de monitorização da qualidade do ar divide-se em monitorização interior e exterior. Os sistemas de qualidade do ar urbano são classificados como sistemas de monitorização exterior. Estes podem ser ainda categorizados em monitores fixos, portáteis, de poeira e de partículas, bem como em estações de monitorização da qualidade do ar.

Custos

Os atuais avanços tecnológicos nos sensores de qualidade do ar reduziram significativamente tanto os custos fixos como os variáveis das plataformas de qualidade do ar urbano (UAQP). Os custos fixos incluem o software, composto pela sua API de comunicação e pela interface gráfica de utilizador na web. Os custos variáveis incluem a calibração e a manutenção, entre outros.

As novas tecnologias eliminam em grande parte a necessidade de manutenção e calibração locais, transferindo estas funções para um serviço na nuvem. Por conseguinte, os custos operacionais deste tipo de plataformas incluem sistemas informatizados de gestão da manutenção baseados na nuvem.

É necessário sensibilizar os cidadãos e promover a sua compreensão dos sistemas de qualidade do ar urbano para qualquer implementação de uma UAQP. Por conseguinte, os custos fixos devem incluir portais para os cidadãos e campanhas de participação cidadã.

Impactos da poluição atmosférica:

1) Aquecimento global

2) De acordo com uma investigação da qual a UCL é coautora, estima-se que 1 em cada 5 mortes por ano possa ser atribuída à poluição causada por combustíveis fósseis e, em 2018, cerca de 8,7 milhões de pessoas morreram apenas devido às emissões de combustíveis fósseis. Deste número, 21,5 % são atribuídos às partículas em suspensão. A Figura 1 ilustra a distribuição das mortes causadas pela poluição atmosférica.

Figura: Poluição média exterior por PM2,5 e total de mortes por poluição atmosférica por região em 2013 (Banco Mundial, 2013)

3) Em 2016, a OMS declarou que 92 por cento da população mundial vivia em áreas onde a poluição excedia as diretrizes de qualidade do ar da Organização Mundial de Saúde.

4) Estima-se que, em 2013, os efeitos da qualidade do ar nas pessoas tenham custado à economia global aproximadamente 190 mil milhões de euros ( Banco Mundial, 2013).

Causas da poluição do ar em ambientes fechados:

Conforme referido, as fontes antropogénicas são as principais responsáveis pelos poluentes atmosféricos. No entanto, a poluição atmosférica também pode ser causada por fontes naturais, tais como a atividade vulcânica (que liberta principalmente SO₂, CO₂ e HF), tempestades de areia como o pó do Saara e o ozono produzido pela reação da luz solar com o oxigénio. No entanto, as fontes antropogénicas emitem poluentes a uma taxa e densidade muito superiores.

As fontes antropogénicas podem ser classificadas em fontes móveis, fixas e de área. As fontes móveis envolvem emissões produzidas pelos transportes, tais como veículos, embarcações marítimas e comboios. Os poluentes atmosféricos presentes nos gases de escape são gerados pela combustão incompleta do combustível. O monóxido de carbono e o combustível não queimado são os principais gases de escape produzidos pelos motores a gasolina.

As fontes fixas são centrais elétricas, atividades industriais e refinarias de petróleo. O seu impacto é maior quando se situam na área urbana de uma cidade. As fontes de energia com o maior fator de emissão são o lignite e o carvão duro, razão pela qual existe um esforço global para eliminar gradualmente o carvão como fonte de energia.

Por último, as fontes difusas podem ser associadas à atividade agrícola e humana. As emissões agrícolas são frequentemente subestimadas; no entanto, uma vez que o amoníaco (NH₃) e o metano (CH₄) são os principais poluentes atmosféricos, o seu impacto é grave. O metano, por exemplo, tem um potencial de aquecimento global 28 vezes superior ao do dióxido de carbono.

Mapeamento de Stakeholders

Mapa das partes interessadas para uma plataforma de dados sobre a qualidade do ar (BABLE, 2021)

Iniciativas do Governo

• Estratégia do Reino Unido para o Ar Limpo: Esta estratégia define o conjunto abrangente de medidas que se exige de todos os setores do Governo e da sociedade do Reino Unido para cumprir os objetivos ambientais. A legislação de 2019 estabelece um quadro de ação sólido e coerente para combater a poluição atmosférica.
• Pacto Verde Europeu: O Pacto Verde da UE, no âmbito da sua área política «Eliminação da Poluição», reforçou, entre outros aspetos, o seu apoio às autoridades locais para que estas consigam garantir um ar mais limpo aos seus cidadãos. Proporá ainda o reforço das disposições relativas à monitorização, à modelização e aos planos de qualidade do ar, a fim de ajudar as autoridades locais a alcançar um ar mais limpo. A Comissão irá, nomeadamente, propor a revisão das normas de qualidade do ar, de modo a alinhá-las mais estreitamente com as recomendações da Organização Mundial de Saúde

Organizações de apoio

• Agência Europeia do Ambiente: Os peritos da AEA analisam os dados relativos à qualidade do ar monitorizados em toda a Europa. Os dados processados são utilizados em avaliações para ajudar os decisores políticos em toda a Europa a formular melhores políticas e regras para lidar com os problemas de poluição atmosférica.
• Agência Espacial Europeia: A ESA dedica-se à exploração e utilização pacíficas do espaço em benefício da humanidade. A ESA utiliza satélites de observação da Terra para monitorizar o estado ambiental do planeta. Através da utilização de dados de satélite, a ESA consegue obter uma visão mais abrangente das alterações globais. Os cientistas e os governos podem utilizar estes dados para compreender, proteger e gerir o nosso ambiente, salvaguardando a Terra para as gerações futuras.
• JRC da UE: O Centro Comum de Investigação da Comissão Europeia está a trabalhar para harmonizar as metodologias de monitorização e modelação do ar e do clima. Para o efeito, o JRC elabora inventários e projeções coerentes de emissões de gases com efeito de estufa (GEE) e de poluentes atmosféricos e realiza análises econométricas de tendências e estimativas de custos das opções de controlo das emissões. Atualmente, está a desenvolver novas normas relativas aos sensores de qualidade do ar, o que impulsionará uma maior inovação nos UAQDPs.

Factores de Suporte

1. Implantação de sensores em toda a cidade para uma amostragem representativa da qualidade do ar
2. Priorização da instalação de sensores em locais com a maior concentração de poluentes
3. Conectividade robusta e ininterrupta entre os ativos físicos e digitais
4. Aprovação dos cidadãos para a instalação de sensores em toda a cidade

Dados e Normas

• IEEE/ISO/IEC 21451: define um modelo de objetos com uma interface neutra em termos de rede para ligar processadores a redes de comunicação, sensores e atuadores
• ISO 37120: Cidades e comunidadessustentáveis — Indicadores para os serviços urbanos e a qualidade de vida: define e estabelece metodologias para um conjunto de indicadores destinados a orientar e medir o desempenho dos serviços urbanos e a qualidade de vida
• ISO/DIS 37156: Orientações sobre a troca e partilha de dados para infraestruturas de comunidades inteligentes
• TA Luft – Instruções Técnicas Alemãs sobre o Controlo da Qualidade do Ar: regulamenta os requisitos de qualidade do ar, incluindo emissões, exposições ambientais e os respetivos métodos de controlo. É aplicável a vários poluentes provenientes de diversas fontes fixas.