CO2 bajo vigilancia: Informe EmpaQuarterly

Con el Acuerdo de París en 2015, la comunidad internacional se comprometió a reducir las emisiones globales de gases de efecto invernadero. 
y más de 190 naciones han ratificado el acuerdo (a pesar de la retirada de Estados Unidos). 

Muchas ciudades, a titulo individual, han establecido objetivos aún más ambiciosos. Sin embargo, lo que falta actualmente son las herramientas adecuadas para medir el progreso, como una que permita mediciones de niveles de CO2 en tiempo real.

El proyecto Carbosense está creando nuevas posibilidades al respecto. En poco tiempo se utilizarán 300 sensores de CO2 repartidos por toda Suiza para transmitir sus datos en tiempo real a través de la red Internet of Things. Hasta ahora, solo había un puñado de lugares en todo el país para medir el CO2. Esta nueva red de sensores única y densa a nivel mundial registra cambios espaciales y temporales en los niveles de CO2 en la atmósfera. Como líder del proyecto, Lukas Emmenegger, jefe del Laboratorio de EMPA para la Contaminación del Aire / Tecnología Ambiental, explica: “La red de sensores de CO2 será un valioso trampolín que nos permitirá comprender mejor las fuentes naturales y artificiales y los drenajes de CO2 en Suiza.”

La distribución de la concentración de CO2 en la Ciudad de Zurich.
Gracias a las lecturas de la red de sensores, este tipo de cálculo de modelo será más preciso en el futuro.

En la ciudad de Zurich, que cuenta con una red de sensores particularmente sólida, EMPA desarrolló un modelo que simula la concentración de CO2 de diez fuentes diferentes (ver el diagrama). Estas fuentes de emisión incluyen varios tipos de sistemas de tráfico, industria o calefacción en edificios residenciales, por ejemplo. Al combinar estos cálculos con los datos del sensor, EMPA podrá mostrar las emisiones actuales de CO2 de la ciudad prácticamente en tiempo real. “Ésto nos dará lecturas con una densidad suficiente para seguir las emisiones de CO2 en Zurich prácticamente en vivo"
 

DECENTLAB, el spin-off de EMPA

300 dispositivos de medición repartidos por Suiza forman la columna vertebral de una red de sensores de CO2. 

Esta nueva red de sensores, única y densa a nivel mundial, registra cambios espaciales y temporales en los niveles de CO2 en la atmósfera, así como de la humedad y la temperatura. Todos los datos son accesibles desde una plataforma web.

DECENTLAB, el spin-off de EMPA integró sensores de CO2, temperatura y humedad, junto con un módulo de comunicación para LoRaWAN (Red de área amplia de gran alcance) en un dispositivo que atiende la medición inalámbrica de baja energía de los datos de la siguiente puerta de enlace (gateway). Estas puertas de enlace están conectadas a través de Internet a la nube y a la infraestructura de visualización de DECENTLAB  Los científicos de EMPA pueden acceder a los datos directamente y actualmente los están evaluando: dependiendo de la hora del día, los valores de CO2 medidos pueden ser distorsionados por la temperatura y la humedad. Sin embargo, gracias a los nuevos modelos de sensores matemáticos, estas desviaciones se pueden corregir y las pérdidas de paquetes de datos individuales se pueden “salvar”, nos comenta Emmenegger. "Además, las mediciones proporcionarán información valiosa sobre la propagación de otros contaminantes del aire”.

Las aplicaciones científicas y técnicas basadas en estos datos de sensores registrados en toda Suiza, brindarán valiosos consejos para la planificación del tráfico, las medidas de atención de salud, los desarrollos relacionados con las “Ciudades inteligentes”, e incluso para una mejor comprensión del intercambio de CO2 entre la atmósfera y la vegetación.

Swisscom está instalando los sensores de CO2 en los emplazamientos de las antenas. Los 300 sensores que funcionan con pilas transmiten sus lecturas a los centros de computación en el Swiss Data Science Center (SDSC) del dominio ETH a través de la red de baja potencia de Swisscom, que ofrece un ancho de banda reducido pero tiene un largo alcance y transmite de forma que ahorra energía y reduce los costos de red. Ésto lo convierte en la mejor opción para conectar sensores ambientales, de estacionamientos, contenedores o cualquier otra infraestructura comunitaria.

La ciencia no solo se beneficia de la red de sensores, sino también de la red de baja potencia: los sensores repartidos por todo el país son una buena manera de evaluar continuamente la calidad de la red. Carbosense, una colaboración entre EMPA, SDSC, DECENTLAB, el spin-off de EMPA y Swisscom, fue iniciada por EMPA y Swisscom y está cofinanciada por www.nano-tera.ch