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A poluição do ar é um grande problema de saúde pública: a Organização Mundial da Saúde estimou que leva a mais de 4 milhões de mortes prematuras em todo o mundo anualmente. Ainda assim, nem sempre é medido extensivamente. Mas agora uma equipe de pesquisa do MIT está lançando uma versão de código aberto de um detector de poluição móvel de baixo custo que pode permitir que as pessoas rastreiem a qualidade do ar de forma mais ampla.
O detector, chamado Flatburn, pode ser feito por impressão 3D ou encomendando peças baratas. Os pesquisadores agora o testaram e calibraram em relação às máquinas de última geração existentes e estão divulgando publicamente todas as informações sobre ele – como construí-lo, usá-lo e interpretar os dados.
“O objetivo é que grupos comunitários ou cidadãos individuais em qualquer lugar possam medir a poluição do ar local, identificar suas fontes e, idealmente, criar ciclos de feedback com autoridades e partes interessadas para criar condições mais limpas”, diz Carlo Ratti, diretor do Senseable City do MIT. Laboratório.
“Temos feito vários pilotos ao redor do mundo e refinamos um conjunto de protótipos, com hardware, software e protocolos, para garantir que os dados que coletamos sejam robustos do ponto de vista da ciência ambiental”, diz Simone Mora , cientista pesquisador do Senseable City Lab e co-autor de um artigo recém-publicado detalhando o processo de teste do scanner. O dispositivo Flatburn faz parte de um projeto maior, conhecido como City Scanner, que usa dispositivos móveis para entender melhor a vida urbana.
“Esperamos que com o lançamento do Flatburn de código aberto possamos fazer com que grupos de base, bem como comunidades em países menos desenvolvidos, sigam nossa abordagem e construam e compartilhem conhecimento”, disse An Wang, pesquisador do Senseable City Lab e outro dos os co-autores do artigo.
O artigo “Leveraging Machine Learning Algorithms to Advance Low-Cost Air Sensor Calibration in Stationary and Mobile Settings” aparece na revista Ambiente Atmosférico.
Além de Wang, Mora e Ratti, os autores do estudo são: Yuki Machida, ex-pesquisador do Senseable City Lab; Priyanka deSouza, professora assistente de planejamento urbano e regional da Universidade do Colorado em Denver; Tiffany Duhl, pesquisadora do Departamento de Proteção Ambiental de Massachusetts e pesquisadora associada da Tufts University na época do projeto; Neelakshi Hudda, professor assistente de pesquisa da Tufts University; John L. Durant, professor de engenharia civil e ambiental da Tufts University; e Fabio Duarte, principal pesquisador do Senseable City Lab.
O conceito Flatburn no Senseable City Lab remonta a cerca de 2017, quando os pesquisadores do MIT começaram a prototipar um detector de poluição móvel, originalmente para ser implantado em caminhões de lixo em Cambridge, Massachusetts. Os detectores são alimentados por bateria e recarregáveis, seja por fonte de energia ou painel solar, com dados armazenados em um cartão no dispositivo que pode ser acessado remotamente.
A extensão atual desse projeto envolveu testar os dispositivos na cidade de Nova York e na área de Boston, observando como eles funcionavam em comparação com os sistemas de detecção de poluição já em funcionamento. Em Nova York, os pesquisadores usaram 5 detectores para coletar 1,6 milhão de pontos de dados durante quatro semanas em 2021, trabalhando com autoridades estaduais para comparar os resultados. Em Boston, a equipe usou sensores móveis, avaliando os dispositivos Flatburn em relação a um sistema de última geração implantado pela Tufts University junto com uma agência estadual.
Em ambos os casos, os detectores foram montados para medir as concentrações de partículas finas e dióxido de nitrogênio, em uma área de cerca de 10 metros. A matéria particular fina refere-se a pequenas partículas frequentemente associadas à matéria em combustão, de usinas de energia, motores de combustão interna em automóveis e incêndios e muito mais.
A equipe de pesquisa descobriu que os detectores móveis estimaram concentrações um pouco menores de material particulado fino do que os dispositivos já em uso, mas com uma correlação forte o suficiente para que, com ajustes para condições climáticas e outros fatores, os dispositivos Flatburn possam produzir resultados confiáveis.
“Depois de acompanhar sua implantação por alguns meses, podemos dizer com confiança que nossos monitores de baixo custo devem se comportar da mesma maneira [as standard detectors]”, diz Wang. “Temos uma visão ampla, mas ainda precisamos garantir que os dados que coletamos sejam válidos e possam ser usados para fins regulatórios e políticos”,
Duarte acrescenta: “Se você seguir esses procedimentos com sensores de baixo custo, ainda poderá adquirir dados bons o suficiente para voltar ao [environmental] agências com ele e dizer: ‘Vamos conversar.’”
Os pesquisadores descobriram que usar as unidades em um ambiente móvel – em cima de automóveis – significa que elas terão uma vida operacional de seis meses. Eles também identificaram uma série de possíveis problemas com os quais as pessoas terão que lidar ao usar os detectores Flatburn em geral. Isso inclui o que a equipe de pesquisa chama de “desvio”, a mudança gradual das leituras do detector ao longo do tempo, bem como “envelhecimento”, a deterioração mais fundamental da condição física de uma unidade.
Ainda assim, os pesquisadores acreditam que as unidades funcionarão bem e estão fornecendo instruções completas no lançamento do Flatburn como uma ferramenta de código aberto. Isso inclui até orientação para trabalhar com funcionários, comunidades e partes interessadas para processar os resultados e tentar moldar a ação.
“É muito importante envolver as comunidades, para permitir que elas reflitam sobre as fontes de poluição”, diz Mora.
“A ideia original do projeto era democratizar os dados ambientais, e esse ainda é o objetivo”, acrescenta Duarte. “Queremos que as pessoas tenham as habilidades para analisar os dados e se envolver com as comunidades e autoridades”.
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