Plataforma para a Qualidade do Ar Urbano

Descrição

Na última década, as plataformas de qualidade do ar urbano (UAQP) têm sido uma ferramenta importante para a recolha, tratamento e visualização de dados hiperlocais sobre as emissões urbanas. Do mesmo modo, as UAQP estão geralmente abertas ao acesso, proporcionando transparência e sensibilização para a poluição atmosférica. Os dados podem ser fornecidos por sensores dispersos pela cidade ou 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 tem por objetivo desenvolver e aplicar instrumentos adequados para melhorar a qualidade do ar. Por conseguinte, os Estados europeus têm de dividir o seu território em várias zonas e aglomerações. Nestas zonas e aglomerações, os Estados-Membros têm de efetuar avaliações dos níveis de poluição atmosférica utilizando medições, modelização 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 que obrigam os Estados-Membros a tratar as fontes de forma responsável. Além disso, as informações sobre a qualidade do ar devem ser divulgadas ao público.(Comissão Europeia, 2018)

• Diretiva 2008/50/CE relativa à qualidade do ar ambiente: A diretiva fornece o quadro atual para o controlo das concentrações ambientais de poluição atmosférica na UE. O controlo das emissões de fontes móveis, a melhoria da qualidade dos combustíveis e a promoção e integração dos requisitos de proteção ambiental no sector dos transportes e da energia fazem parte destes objectivos.
• 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 como SOx, NOx e COVs.
• Lei Federal Alemã de Controlo de Emissões - BImSchV 39ª : O procedimento para determinar as fontes de emissões urbanas na Alemanha está definido na 39ª Portaria da Lei Federal de Controlo de Emissões (39ª BImSchV). Esta lei federal baseia-se na Diretiva 2008/50/CE da UE.

Modelos de Funcionamento

Modelo de funcionamento de uma plataforma de dados sobre a qualidade do ar (BABLE,2021)

Potencial de Mercado

Factos sobre a implementação

Tempo médio de implementação: 0,1 - 1 ano

Montante do investimento inicial: menos de 50 000 euros para uma zona urbana

Panorama do mercado

De acordo com uma análise da Business Wire, no meio 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, projeta-se que atinja um tamanho revisado de 4,63 bilhões de euros até 2027, crescendo a um 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 ainda ser categorizados em monitores fixos, portáteis, de poeiras e partículas e estações de monitorização da qualidade do ar.

Custos

Os actuais avanços tecnológicos nos sensores de qualidade do ar reduziram significativamente os custos fixos e variáveis das plataformas de qualidade do ar urbano UAQPs. Os custos fixos incluem o software, que consiste na sua API de comunicação e na interface gráfica do utilizador na Web. Os custos variáveis incluem a calibração e a manutenção, entre outros.

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

A sensibilização e a compreensão dos cidadãos para os sistemas de qualidade do ar urbano são necessárias para qualquer implementação do Programa de Qualidade do Ar Urbano. Por conseguinte, os custos fixos devem incluir portais para os cidadãos e campanhas de participação dos cidadãos.

Impactos da poluição atmosférica:

1) Aquecimento global

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

Figura: Média de mortes por poluição PM2.5 no exterior e total de mortes por poluição atmosférica por região em 2013(Banco Mundial, 2013)

3) Em 2016, a OMS declarou que 92% da população mundial vivia em áreas onde a poluição excedia as directrizes de qualidade do ar da organização mundial de saúde.

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

Causas da poluição do ar em recintos fechados:

Como mencionado, as fontes antropogénicas são os principais contribuintes para os poluentes atmosféricos. No entanto, a poluição atmosférica também pode ser causada por fontes naturais, como a atividade vulcânica (que liberta principalmente SO2, CO2 e HF), tempestades de areia como a poeira do Sara e o ozono produzido pela reação da luz solar com o oxigénio. No entanto, as fontes antropogénicas são emitidas a uma taxa e densidade muito mais elevadas.

As fontes antropogénicas podem ser classificadas em fontes móveis, estacionárias e locais. 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 estacionárias são as centrais eléctricas, a atividade industrial e as refinarias de petróleo. O seu efeito é maior quando localizadas na zona urbana de uma cidade. As fontes de energia com o fator de emissão mais elevado são a hulha de lenhite, razão pela qual existe um esforço global para eliminar gradualmente o carvão como fonte de energia.

Por último, as fontes locais podem ser atribuídas à atividade agrícola e humana. As emissões da agricultura são normalmente subestimadas; no entanto, como 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 de Ar Limpo do Reino Unido: Esta estratégia define a ação abrangente que é necessária de todas as partes do governo e da sociedade do Reino Unido para atingir os objectivos ambientais. A legislação de 2019 define um quadro de ação forte e coerente para combater a poluição atmosférica.
• Pacto EcológicoEuropeu: O Pacto Ecológico da UE, no âmbito do seu domínio de intervenção "Eliminar a Poluição", reforçou, entre outros, o seu apoio às autoridades locais para conseguirem um ar mais limpo para os seus cidadãos. Irá também propor o reforço das disposições em matéria de monitorização, modelização e planos de qualidade do ar para ajudar as autoridades locais a obter um ar mais limpo. A Comissão proporá, nomeadamente, a revisão das normas de qualidade do ar para as alinhar 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 introduzidos em avaliações para ajudar os decisores de 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 pacífica do espaço em benefício da humanidade. A ESA utiliza satélites de observação da Terra para monitorizar o estado ambiental da Terra. Através da utilização de dados de satélite, a ESA pode traçar um quadro mais alargado 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.
• CCIda UE: O Centro Comum de Investigação da Comissão Europeia está a trabalhar no sentido de harmonizar as metodologias de monitorização e modelização do ar e do clima. Para tal, o CCI desenvolve inventários e projecções coerentes das emissões de gases com efeito de estufa (GEE) e de poluentes atmosféricos e efectua análises econométricas de tendências e estimativas de custos das opções de controlo das emissões. Está atualmente a desenvolver novas normas para os sensores de qualidade do ar, que irão impulsionar a inovação nos UAQDP.

Factores de Suporte

1. Instalação de sensores em toda a cidade para uma amostragem representativa da qualidade do ar
2. Atribuição de prioridade aos sensores nos locais com maior concentração de poluentes
3. Conectividade forte e ininterrupta entre activos 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 objeto com uma interface neutra em termos de rede para ligar processadores a redes de comunicação, sensores e actuadores
• ISO 37120: Cidades e comunidades sustentáveis - Indicadores para serviços urbanos e qualidade de vida: Define e estabelece metodologias para um conjunto de indicadores destinados a orientar e medir o desempenho dos serviços urbanos e da qualidade de vida
• ISO/DIS 37156: Orientações sobre o intercâmbio e a partilha de dados para infra-estruturas 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 respectivos métodos de controlo. É aplicável a uma série de poluentes provenientes de uma série de fontes fixas.