În orașe, nivelul poluării aerului poate varia foarte mult de la o stradă la alta. Noxele pot persista între clădirile înalte, se pot acumula în intersecțiile aglomerate sau pot fi purtate de vânt către poarta unei școli. Cu toate acestea, deseori orașele nu dispun de prognozele detaliate de care au nevoie pentru a interveni înainte ca nivelurile să devină periculoase.
Pentru Soledad Le Clainche, profesoară specializată în matematică aplicată la Universitatea Tehnică din Madrid și lider al grupului de cercetare ModelFLOWs, o mai bună înțelegere a modului în care circulă aerul prin orașe ar putea ajuta la abordarea uneia dintre cele mai mari provocări în materie de sănătate a mediului înconjurător din Europa.
În cadrul unui proiect de cercetare finanțat de UE, numit MODELAIR, Le Clainche colaborează cu cercetători din Belgia, Țările de Jos, Suedia și Regatul Unit pentru a simplifica pentru orașe înțelegerea modelelor invizibile, dar cu caracter local puternic, ale poluării urbane.
„Mulți oameni dezvoltă instrumente pentru poluarea aerului, dar noi suntem primii care calculăm, în timp real, mediul de poluare 3D al zonelor urbane pe care le studiem”, a spus ea.
Orașe virtuale bazate pe inteligență artificială
Cercetătorii din proiectul MODELAIR dezvoltă „gemeni digitali” 3D ai orașelor, bazați pe inteligență artificială. Combinând simulări pe calculator, date de la senzori și modele 3D, ei oferă o imagine în timp real a calității aerului urban la nivelul străzii.
Scopul este de a ajuta autoritățile locale să ia decizii mai bine fundamentate privind planificarea traficului, monitorizarea locală și locurile în care să aplice măsuri de control al poluării. Cercetarea completează Misiunea UE pentru orașe inteligente și neutre din punctul de vedere al impactului asupra climei, care ajută orașele europene să reducă emisiile și să îmbunătățească viața urbană.
Instrumentele sunt testate la Bruxelles, Madrid și Bristol. Fiecare oraș analizează o utilizare diferită, de la înțelegerea efectelor proiectării urbane până la îmbunătățirea monitorizării locale și testarea unor răspunsuri practice.
Majoritatea persoanelor din orașele europene este expusă unor niveluri de poluare a aerului peste cele pe care Organizația Mondială a Sănătății (OMS) le consideră sigure. Poluarea aerului mărește riscul de boli de inimă, accident vascular cerebral și diverse tipuri de cancer și agravează astmul și infecțiile respiratorii. Deși adesea invizibilă, problema este departe de a fi minoră.
Agenția Europeană de Mediu a estimat că, în 2023, reducerea poluării aerului la nivelurile recomandate de OMS ar fi putut preveni 182.000 de decese cauzate de particulele fine, 63.000 cauzate de expunerea la poluarea cu ozon și 34.000 cauzate de gazul dioxid de azot în cele 27 de state membre ale UE.
OMS a declarat că noi dovezi indică, de asemenea, poluarea aerului ca posibilă cauză a demenței, iar țările din estul și sud-estul Europei au suferit cel mai mult din punct de vedere al impactului poluării asupra sănătății.
Deși poluarea aerului s-a redus, în general, în Europa, continuă să apară noi descoperiri surprinzătoare despre efectele sale dăunătoare.
Un studiu din 2025 a constatat că expunerea, în primii 18 ani de viață, la particulele mici obișnuite și la oxizii de azot din aer este asociată cu o sănătate cardiovasculară mai șubredă și în special cu o tensiune arterială mai mare la adulții tineri.
La nivelul străzii
Le Clainche și colegii săi își propun să depășească perspectiva obișnuită, de ansamblu, asupra nivelurilor generale de poluare dintr-un oraș.
Echipa folosește „agenți” de inteligență artificială, asistenți software care centralizează constant informații de la senzori, din prognoze meteo și din modele pe calculator pentru a elabora prognoze locale.
Unele dintre metodele proiectului sunt deja disponibile prin versiunea cu sursă deschisă ModelFLOWs-App.
Modelele disponibile în prezent ne pot oferi informații utile, dar ele nu oferă întotdeauna orașelor imaginea detaliată de care au nevoie pentru a acționa.
Provocarea constă în a reuni toate tipurile diferite de informații pe care le avem – de la stațiile de monitorizare a calității aerului și alte surse limitate de date – cu simulări foarte detaliate ale modului în care circulă aerul într-un oraș.
„Acesta este rolul proiectului MODELAIR: ne permite să facem previziuni mult mai precise despre cum se deplasează poluanții prin zonele urbane”, a declarat Alessandro Parente, expert în curenți de aer și inteligență artificială pentru gemeni digitali la Université Libre de Bruxelles din Belgia și membru al echipei MODELAIR.
„Orașele se confruntă cu dificultăți când trebuie să ia decizii privind poluarea aerului”, a adăugat el.
Lansată în 2023, inițiativa combină replici computerizate 3D ale orașelor cu experimente în tunel aerodinamic pentru a testa și perfecționa previziunile.
Reacție în timp real
Înțelegerea modului în care se comportă particulele și poluarea gazoasă este îngreunată de mediul 3D complex al orașelor, unde variabile precum presiunea, vântul și căldura se pot schimba de la o oră la alta și pot afecta nivelurile de poluare.
Parente a spus că echipa își dorește o colaborare între oamenii de știință și agenții de inteligență artificială pentru a completa lacunele și a anticipa ce se întâmplă într-o anumită intersecție sau într-un anumit colț de stradă.
„Agenții de inteligență artificială reunesc date experimentale, rulează previziuni și sugerează reacții posibile”, a spus Parente. „Dar este important să fie clar că inteligența artificială poate doar să facă sugestii. În continuare, oamenii de știință trebuie să evalueze aceste sugestii, iar, în cele din urmă, factorii de decizie hotărăsc dacă și cum să acționeze pe baza lor.”
Informațiile în timp real ar putea ajuta planificatorii urbani să cântărească opțiuni precum schimbarea fluxurilor de trafic sau decizia privind amplasarea zonelor industriale la nivel local.
„Se poate redirecționa traficul pentru a evita ambuteiajele sau se pot controla efectele insulelor de căldură urbană prin modul în care se construiesc noile zone ale unui oraș”, a spus Le Clainche.
Insulele de căldură urbană apar deoarece asfaltul, betonul și clădirile rețin căldura, favorizează formarea ozonului și blochează poluanții pe anumite străzi.
Planificarea orașului, redirecționarea traficului
Agenții de inteligență artificială ar putea sugera, de exemplu, plantarea de copaci în anumite locuri pentru a reduce temperaturile, a absorbi o parte din poluanți și a crea zone de umbră. În cele din urmă, oamenii de știință și factorii de decizie ar urma să folosească informațiile detaliate de la nivelul străzii oferite de geamănul digital pentru a decide exact unde să intervină.
„Geamănul digital este un instrument care imită o zonă mică a unui oraș și ne oferă informații despre modul în care un tipar al curenților de aer este legat de niveluri mari de poluare”, a spus Le Clainche. „Creăm instrumente care pot fi cu adevărat valoroase pentru autoritățile locale. Madridul este deja foarte interesat să le folosească.”
După ce au combinat simulări de înaltă fidelitate cu date din lumea reală, cercetătorii se pregătesc acum să testeze un instrument de luare a deciziilor în timp real în cartierul Ixelles din Bruxelles. La Madrid, ei vor folosi modelele pentru a evalua opțiunile de direcționare a traficului.
Unul dintre partenerii din cadrul proiectului, compania belgiană de inginerie BuildWind, dezvoltă modele digitale ale orașelor pentru a analiza curenții de aer la nivelul străzii, microclimatele și calitatea aerului. Platforma sa existentă BrusAir cartografiază poluarea aerului peste tot în Bruxelles, inclusiv în apropierea unor locuri sensibile, cum ar fi școlile.
„Aceste informații au rolul de a ajuta urbaniștii și administrația orașului să înțeleagă exact unde se concentrează poluanții”, a declarat Alessandro Gambale, directorul general al BuildWind.
BuildWind a colaborat cu oameni de știință precum Parente în ceea ce privește abordarea unor provocări reale legate de poluarea aerului și speră că noile cercetări vor consolida și mai mult platforma BrusAir. Rezultatele cercetării MODELAIR vor fi puse la dispoziția unui public mai larg spre sfârșitul acestui an.
Dacă funcționează conform planului, abordarea ar putea oferi orașelor o imagine mai detaliată a aerului pe care oamenii îl respiră chiar pe străzile lor, simplificând decizia privind momentul și locul în care este nevoie să se intervină înainte ca poluarea să se acumuleze.
Articol scris de Anthony King
Acest articol a fost publicat inițial în Horizon, revista UE pentru cercetare și inovare.
Cercetarea prezentată în acest articol a fost finanțată parțial prin programul acțiunilor Marie Skłodowska-Curie (MSCA).
Mai multe informații
- MODELAIR (CORDIS)
- Site-ul proiectului MODELAIR
- Misiunea UE: orașe inteligente și neutre din punctul de vedere al impactului asupra climei
- Raport privind situația calității aerului 2025
- Grupul de cercetare ModelFLOWs
Trump zice că are o decizie importantă de luat, în războiul din Iran: Vreau să intervin și să-i distrug sau nu?
Surpriză majoră: Meci din Superliga, televizat în Germania, Elveția și Austria
Arabia Saudită oprește livrările de petrol către Europa. Rafinăriile caută în grabă alte surse
Cum vrea Siegfried Mureșan să ajungă la cele 233 de voturi: Va veni momentul adevărului pentru PSD
