COMBATE À POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA MORTAL COM SENSORES E SATÉLITES

A poluição atmosférica é uma grande ameaça para a saúde humana. Novos sensores e técnicas de recolha de dados irão ajudar a melhorar a qualidade do ar.

Todos os dias, respiramos cerca de 20 mil vezes por dia. O oxigénio no ar nutre as células do nosso corpo, mas quando o ar que respiramos contém partículas e produtos químicos nocivos, esses contaminantes podem também entrar no nosso corpo.

A poluição atmosférica é uma das maiores ameaças à saúde humana e mata milhões de pessoas em todo o mundo todos os anos. De acordo com estimativas da Organização Mundial de Saúde (OMS), em 2019, 99% da população mundial vivia em locais onde a qualidade do ar não cumpria as diretrizes da OMS.

Na União Europeia, no mesmo ano, 307 mil pessoas morreram prematuramente em resultado da exposição crónica a pequenas partículas de poluição, segundo o relatório da Agência Europeia do Ambiente sobre a qualidade do ar na Europa.

Medição mínima

Para reduzir a poluição atmosférica, as cidades e municípios precisam primeiro de a medir. Mas o equipamento tradicional é caro e volumoso.

"São grandes contentores, de três por quatro metros, com o seu próprio ar condicionado e eletricidade 24 horas por dia, 7 dias por semana", revela Leonardo Santiago, da empresa de Barcelona Bettair Cities, coordenador de um projeto financiado pelo programa Horizonte Europa que pretende impulsionar uma tecnologia de medição mais ágil. "E depois têm de ter pessoas especializadas para fazer a manutenção".

É urgente a criação de melhores métodos para medir e mapear a poluição atmosférica.

Custo-benefício

As regras europeias exigem que as cidades da UE com mais de 100 mil habitantes controlem a qualidade do ar. Isso liberta cidades menores desta obrigação de controlo, das despesas e dos incómodos das estações de controlo tradicionais, e levam cidades maiores a usarem o mínimo de equipamento exigido, de acordo com Santiago.

"O número de estações que uma cidade normalmente tem, não é suficiente para criar um mapa real", disse. "Normalmente utilizam modelos matemáticos para estimar o que está a acontecer, mas não veem a realidade". Chamado MappingAir, o projeto integrado no programa Horizonte Europa criou uma plataforma que se baseia em dados de uma rede de sensores menos dispendiosos desenvolvidos pela Bettair Cities. Os sensores tipo capacete, criados por esta empresa, são colocados debaixo das lâmpadas dos candeeiros de rua inteligentes, para analisar o ar à procura de poluentes.

As estações de monitorização tradicionais custam mais de 200 mil euros, enquanto os sensores mais pequenos têm um preço de cerca de quatro mil euros e não requerem manutenção frequente e especializada. Para além de criar a plataforma de monitorização, o projeto, que terminou no mês passado após três anos de desenvolvimento, permitiu à Bettair Cities transformar o seu protótipo do seu sensor, num produto pronto a ser utilizado.

Sensores ágeis

O aparelho é atualmente utilizado em ruas e semáforos de várias cidades europeias e sul-americanas, com o maior teste a ser levado a cabo em Roma. Alguns destes sensores fazem parte de testes para mostrar a sua eficácia, enquanto outros são instalações comerciais. Mais metrópoles têm demonstrado interesse, disse Santiago.

Dentro da sua proteção plástica, o sensor contém células eletroquímicas que detetam a presença de poluentes. No entanto, estas células também reagem à humidade e à temperatura, o que pode distorcer as suas leituras.

"O que fizemos foi utilizar a inteligência artificial para analisar como todas estas variáveis afetam o sensor", disse Santiago. Os algoritmos de IA retiram com eficácia o ruído causado aos dados por outras variáveis, incluindo a humidade e a temperatura.

"Quando os dados dos sensores são introduzidos na "caixa negra da inteligência artificial" da empresa, o resultado é informação sobre poluição que cerca de 94% das vezes coincide com a que é produzida pelas estações tradicionais do tamanho de contentores", acrescenta.

As células só têm de ser substituídas de dois em dois anos, muito menos do que a manutenção regular das estações tradicionais. Uma vantagem adicional dos sensores é que também contêm monitores de poluição sonora.

Bem alto no céu

Os investigadores também estão a recorrer aos céus para combater a poluição atmosférica urbana.

Um projeto de investigação separado, que recorre a satélites em conjunto com estações de monitorização, gerou mapas da qualidade do ar para várias cidades de todo o mundo.

"Quando combinamos dados de observação da Terra com dados socioeconómicos, incluindo dados de saúde, aproximamo-nos muito mais dos problemas reais, ou das verdadeiras razões desses problemas", disse Evangelos Gerasopoulos, líder do projeto piloto de Vigilância Sanitária da Qualidade do Ar. "Estamos então também um passo mais perto da tomada de decisão". O seu trabalho faz parte da e-shape, um projeto integrado no programa Horizonte Europa que aproveita a imensidão de dados da infraestrutura europeia de observação da Terra em benefício das pessoas, em áreas que vão desde a agricultura e energia à saúde e à água.

"A e-shape foi construída com e para os utilizadores", disse Thierry Ranchin, diretor do Centro de Observação, Impactos e Energia da MINES ParisTech em França, e coordenador científico da e-shape. A plataforma piloto de qualidade do ar Teaser dá aos utilizadores, municípios, empresas e indivíduos, por exemplo, uma amostra do que é possível através da combinação de dados de observação da Terra, dados sanitários e socioeconómicos reconhecidos de 2018 a 2020.

Para dezenas de cidades de todo o mundo, a plataforma baseada na nuvem oferece um índice de risco agregado, utilizado para avaliar o impacto da qualidade do ar na saúde.

Por exemplo, durante os meses de Inverno, as principais estradas de Atenas são uma fonte de poluição atmosférica, mas são também áreas densamente povoadas. O mapa mostra não só a extensão da poluição mas também a exposição das pessoas em risco.

"Oferecemos um balcão único", disse Gerasopoulos, que trabalha no Observatório Nacional de Atenas, na Grécia.

Dados à medida

Em algumas cidades, o projeto juntou utilizadores locais para adaptar os dados às suas necessidades. Eleni Athanasopoulou, também a trabalhar no Observatório Nacional de Atenas, forneceu os seguintes exemplos dessas experiências de conceção conjunta:

Em Atenas, a equipa piloto da Vigilância Sanitária da Qualidade do Ar trabalhou com as autoridades da cidade e outros intervenientes para mapear, ao nível da rua, a exposição das pessoas aos produtos químicos mais comuns libertados pelos veículos. Em resposta às conclusões do projeto piloto, o Ministério da Saúde grego, confrontado com dados que ilustram a extensão do risco de poluição atmosférica, reforçou a sua monitorização ambiental.

Em Helsínquia, o projeto-piloto trabalhou com o governo finlandês e o sector privado para determinar como as indústrias em torno da cidade afetavam a qualidade do ar para os residentes. Em Munique, o foco foi a distribuição espacial da poluição atmosférica, permitindo aos utilizadores uma maior atenção a zonas específicas. E em Bari, Itália, os dados sobre a poluição atmosférica foram combinados com a densidade populacional e ligados a objetivos de desenvolvimento sustentável.

"Estes exemplos mostram as múltiplas maneiras como a informação da observação da Terra pode ser aplicada, e o poder da combinação de dados", disse Gerasopoulos.

"Diferentes comunidades, como a comunidade da saúde, podem não fazer ideia onde encontrar o tipo de dados que recolhemos da observação da Terra e nós não sabemos como obter os dados que essas comunidades produzem", afirmou. "O projeto demonstra a capacidade, perspetivas e potencial de os agregar".

A investigação neste artigo foi financiada pela UE. Este artigo foi originalmente publicado na Horizon, a Revista de Investigação e Inovação da UE.