Мрежа от евтини сензори PurpleAir подава данни към глобална карта

Мрежа от евтини датчици PurpleAir подава данни към световна карта на замърсяването на въздуха
(снимка: PurpleAir)

Зимата наближава и идва времето, когато още веднъж непроницаем смог ще обгърне стотици градове по света. Сред тях са и българските градове и села. Евтините датчици за въздух обаче могат да оказват помощ за преобръщането на нездравословната наклонност. Когато са доста и са на всички места, тези джаджи дават взор над казуса, който управляващите не могат да добият със своите малобройни и скъпи измервателни станции. А в случай че хората са единни, те могат да окажат напън върху виновните институции.

Стотици градове и села по света страдат от неприятното качество на въздуха. Китай и Индия са печално известни със смога си, България също постоянно се подрежда в челото на мрачните световни ранглисти на селищата с най-мръсен въздух. Не по-малко страшна е картината в страните от Западните Балкани, където десетки въглищни електроцентрали мощно бълват токсичен пушек. Проблем с въздуха имат и значително райони в Съединени американски щати – през лятото поради горски пожари, а през зимата поради отопление на твърдо гориво.

Евтините датчици за качество на въздуха, които мерят замърсяването с частици – в това число прахуляк, сажди и пушек, станаха налични за доста хора през последното десетилетие. „ Силата не е в един човек, който следи [въздуха при] къщата си, а в това, че обособеният човек способства за общата картина ”, споделя Нурия Кастел – старши академик, който изследва новите технологии за мониторинг на замърсяването в Норвежкия институт за въздушни проучвания (NILU). „ Събираме всички тези данни и по-късно имаме нещо съществено ”, добавя тя пред The Verge.

Получените карти за качество на въздуха, които се образуват посредством многочислените самостоятелни датчици, имат висока резолюция и в действителност могат да доведат до по-добро градско обмисляне и по-чист въздух.

От нищо нещо

През 2015 година Ейдриън Дибуад всеки ден следи по какъв начин прахуляк от мината за инертни материали край неговото село се носи във въздуха, а талазите „ полягат ” тъкмо край дома му близо до Солт Лейк Сити, Юта. Когато добивната компания афишира проектите си да разшири мината, Дибуад желае да разбере до каква степен прахът въздейства върху качеството на въздуха. Но наоколо няма датчици за замърсяване. Той не съумява и да откри сходно устройство на пазара, което да може да свърши работата и да не коства хиляди долари.

Така през 2015 година Дибуад, който има опит в електрониката за незадълбочено монтиране и компютърното програмиране и мрежи, се заема да сглоби собствен личен датчик. Това е началото на PurpleAir – мрежа от над 9 700 евтини датчика за качество на въздуха, които подават данни към световна карта на замърсяването на въздуха – съвсем в действително време. Изненадващо или не, тази година за първи път Американската организация за запазване на околната среда и Службата по горите на Съединени американски щати включиха данни от датчиците PurpleAir в своята карта за пожарите и дима AirNow.

По сходен метод се зараждат и датчиците, които през днешния ден образуват мрежата AIRBG.info. Те към този момент са известни в цяла Европа.

Подобни датчици костват малко – доста по-малко от един смарт телефон. Сумата е оскъдна на фона на на тежкото съоръжение, което откривателите нормално употребяват за премерване на качеството на въздуха. Техните станции могат да костват до 50 000 евро.

Разликите не се изчерпват единствено с цената. Този голям диапазон в разноските отразява разликите в метода на основаване и работа на всеки датчик за качество на въздуха. Скъпите датчици с висока акуратност нормално са деликатно калибрирани, по-големи и изразходват повече сила. Някои от тези датчици събират частици върху филтър и по-късно ги осветяват с бета-лъчи, с цел да мерят масата. Тези типове датчици може да изискват особено позволение за работа, защото бета-лъчите се излъчват от някакъв тип радиоактивен източник, съгласно Антъни Уекслър, който управлява Центъра за проучване на качеството на въздуха в Калифорнийския университет „ Дейвис ”.

Други датчици имат доста дребни фини стъклени нишки с филтри в края, които вибрират съвсем като камертон, споделя Уекслър. Вибрацията се трансформира съгласно масата на събраните частици. Има и различен, по-бавен и по-старомоден метод за наблюдаване на замърсяването с частици – посредством претегляне на частици, уловени във филтър, в лаборатория.

Малките датчици може да не са чак толкоз прецизни като огромните си „ събратя ”. Но тяхната цел не е в това да кажат какъв брой тъкмо са праховите частици в даден миг – силата им е в огромния им брой и разпространяването им.

Гражданска просвета

Около 2015 година жителите в Щутгарт, Германия също измислят способи да вземат мониторинга на качеството на въздуха в свои ръце. След среща „ в мазето ” на една градска библиотека група запалянковци създава управление за DIY датчици. Проектът, наименуван Luftdaten („ въздушни данни ”), бързо се популяризира в цяла Европа и се разпръсва в страни в други елементи на света.
още по тематиката
В Китай недоволството на хората от замърсяването на въздуха също стимулира създаването на самоделни датчици, които всеки може да купи и конфигурира, споделят Уекслър и Кастел.

По-скъпите датчици са по-точни от всичко, което някой може елементарно да купи от онлайн магазин. Но датчиците, които професионалните откриватели употребяват, са прекомерно скъпи, с цел да се употребяват всеобщо. „ Има компромис сред високата акуратност на стеснен брой места и по-ниската акуратност на доста места ”, споделя Уекслър. Наличието на евтини датчици, където другояче не би имало никакви датчици, споделя Уекслър, е „ доста по-добре ”.

В продължение на десетилетия хората, живеещи до източници на замърсяване, страдат от неналичието на доказателства, които биха могли да убедят регулаторите, че има нещо нездравословно за хората. Сега това се трансформира. „ Тези евтини датчици са страхотни, тъй като дават опция на общностите [живеещи в нечиста среда] да могат да преценяват какво се случва и да кажат на своите регулаторни органи: „ Хей, стегнете се, някой ни трови ”, споделя Уекслър.

Хей, убиват ни

Елън Гола си купува датчик за качество на въздуха от PurpleAir през 2016 година за дома си в селския окръг Хумболт, Калифорния. По това време тя се тормози от замърсяването от печките за отопление в селото. За тях най-близката публична държавна станция за мониторинг на въздуха е ситуирана на 45 км от селото. „ Дишах явно нечист въздух, само че съгласно чиновниците на окръга въздухът беше идеално чист. Исках данни за дима тук ”, споделя Гола, която е помогнала да се сътвори организация за повишение на осведомеността по отношение на замърсяването с пушек в окръга.

Месец откакто Гола конфигурира датчика си, наоколо избухва пожар. „ Качеството на въздуха беше необикновено неприятно в нашия регион в продължение на няколко дни. Но районната администрация по ръководство на качеството на въздуха не издаде рекомендация по отношение на задушаващото замърсяване в северната част на окръга. Официално, съгласно тях, имахме положително качество на въздуха, тъй като това демонстрира станцията им на 45 км отсам ”, спомня си Гола.

Тя стартира да разгласява свои лични предизвестия във Фейсбук и да изпраща имейли на другари, с цел да бъдат внимателни. „ Мисля, че тогава започнах в действителност да разбирам силата на гражданската просвета за въздуха ”, споделя дамата.

Предлаганите в комерсиалната мрежа евтини датчици евентуално към момента не са задоволително точни, с цел да се разчита единствено на тях при вземането на политически или регулаторни решения, съгласно Уекслър и Кастел. Те могат да пропуснат доста дребни частици или да объркат капчиците вода с прахови частици, когато има висока мокрота. Но при интензивно замърсяване това действително няма огромно значение – в случай че нормите са превишени 5 или 10 пъти, една или няколко „ сбъркани ” частици не са от огромно значение.

По-важно е това, че дружно, посредством мрежите за издание на данни, датчиците могат да оказват помощ да се увеличи осведомеността по отношение на замърсяването на въздуха. Така хората могат да подбуден своите локални управляващи да подхващат някакво деяние. Когато качеството на въздуха е в действителност неприятно, показанията не е нужно да са съвършени, с цел да могат хората да знаят, че би трябвало да се пазят от мръсния въздух.

Чака ни софтуерен прогрес

Кастел също е убеден, че евтините датчици ще станат по-точни – без значение дали заради промени в самото съоръжение или логаритми, които могат да поправят изкривяванията на датчиците. Например, AirNow ползва уравнения за промяна към данни от датчици PurpleAir, които употребява за попълване на картата си.

Местната организация по околната среда споделя, че се е обърнала към PurpleAir, заради размера на мрежата, която се състои от хиляди датчици. Освен това организацията е тествала по-евтините датчици спрямо „ формалните ” монитори, с цел да оцени тяхното показване. Комбинираната карта е пилотна и основателите ѝ към момента мислят по какъв начин да подобрят инструмента.

„ Евтините сензорни технологии в действителност могат да играят огромна роля, в случай че се погрижим за коригирането на минусите им ”, споделя Кастел. „ Сигурен съм, че софтуерно ще напредваме ”.

За Дибуад, който към момента живее в същия дом, където е направил първия си датчик, е „ необичайно чувство ” да вижда стотици други хора да купуват датчиците му всеки ден. Веднъж или два пъти дневно той ревизира групата във Фейсбук, отдадена на притежателите на датчици, и продължава да дава отговор на въпросите на потребителите. „ Трагедия е това, което се случва ”, споделя индивидът.