For nylig konkluderede en rapport fra Det Økologiske Råd, at borgere langs Søerne i København gør klogt i at holde vinduerne lukket, hvis de vil undgå forhøjet blodtryk og dødbringende luftvejssygdomme. Årsag: partikelforurening. Rapporten konkluderede, at indholdet af den farlige, ultrafine partikelforurening stiger næsten seks gange, når man åbner vinduet. På en legeplads i nærheden af Søerne målte man også en høj koncentration af partikelforurening – så høj, at Det Økologiske Råd med civilingeniør Kåre Press-Kristensen i spidsen anbefaler, at man laver en specifik sundhedsvurdering af legepladsen.
For at ændre på koncentrationen af partikelforureningen omkring Søerne kræver Borgergruppen ’Red Søerne’, at Københavns Kommune forbyder lastbiler og anden tung trafik at køre i indre by. Men måske er der en anden og endda bedre løsning på det problem. Middel: sensornetværk.
En rapport fra Det Økologiske Råd har just konkluderet, at borgere langs Søerne i København gør klogt i at holde vinduerne hermetisk lukket for at undgå sundhedsskadelig partikelforurening fra den tunge trafik. Nu vil et projekt undersøge, om man kan flytte forureningen. (Foto: Jens Rosenfeldt)
Det intelligente måleinstrument
DTU Informatik samarbejder netop nu med GTS-instituttet DELTA om at optimere et såkaldt sensornetværk – blandt feinschmeckere kaldes det også ’Cyber-Physical System’ – et net af såkaldte sensorknuder, der opsamler informationer fra den fysiske omgivelse, de er placeret i, og sender mængden af data videre til en computer, som til sidst bearbejder informationerne.
En af de case stories, DELTA arbejder med, er netop opsamling af viden om partikelforurening, fortæller Thomas Sørensen, der er seniorspecialist og projektleder hos DELTA:
„Går man rundt mellem boligblokkene ved Søerne, kan det føles, som om der er modvind fra tre retninger. Men selvom vindforholdene er komplekse, så kan man, ved hjælp af sensornetværket, måle vindforholdene og partikelforureningen og dermed få en statistisk kortlægning af forholdene. Med denne viden kan man regne ud, hvordan man kan få koncentrationen af partikler til at drive hen over en parkeringsplads i stedet for en park, hvor der er mennesker,“ fortæller Thomas Sørensen og forklarer videre:
„Man ved, at en bil udleder flere partikler, når den kører i myldretrafikken, hvor man kører få meter ad gangen – derfor kan det have en stor effekt for koncentrationen af partikelforureningen at flytte et trafiklys eller busstoppested bare 25 meter og med hjælp fra vinden få partiklerne ledt væk fra eksempelvis en legeplads,“ siger Thomas, der oprindeligt er uddannet ingeniør fra DTU.
Ved hjælp af sensornetværket kan det altså måske blive muligt at omdirigere luftforureningen og fordele partikelforureningen, så beboerne ved Søerne på sigt kan sove med vinduerne åbne. Men inden vi når dertil, skal professor på DTU Informatik Jan Madsen og hans forskerteam arbejde med matematikken bag sensornetværket.
Høst energien
Hvis man skal monitorere, altså overvåge og forsøge at forstå partikelforurening, eksempelvis ved Søerne i København, er det nødvendigt at gøre brug af mange hundrede sensorknuder.
I sig selv et logistisk problem med en enkel løsning: Køb dem. Men de mange sensorer skal bruge store mængder energi for at kunne indsamle de vigtige data. Et stort batteri kunne være en løsning på den udfordring – men en for nem en af slagsen, mener professor Jan Madsen:
„Når man laver miljøovervågninger, skal det naturligvis gøres bæredygtigt og uden brug af batterier, som jo ikke holder evigt.“
Jan Madsen og hans forskerteam sidder derfor med hovederne begravet i matematiske modeller for at forsøge at udregne, hvordan man først og fremmest laver et system, der er så energiøkonomisk som muligt, og samtidig laver et system, der holder sensornetværket i live – ved hjælp af energi, sensorknuden selv høster:
„Man kan udstyre en sensorknude med solceller og få sensorerne til at arbejde, når der er sol eller tilstrækkeligt lys, men det kan give problemer, når det er vintertid og sparsomt med lys. En anden mulighed er at få sensoren til at høste energi fra de vibrationer, der er på en glasfacade, når det blæser, eller fra rystelserne på en vej, når en bil passerer. Men man kan også hive energi ud af radiobølger i atmosfæren fra mobiltelefonerne. Vores arbejde de næste år frem består i at finde frem til den bedste løsning – som sandsynligvis bliver en kombination af flere energihøstere,“ fortæller Jan Madsen.
Et af de første konkrete resultater, som DTU Informatik har kunnet præsentere for DELTA, er en såkaldt ’distribueret rutningsalgoritme’, fortæller Mikkel Koefoed Jakobsen, der er ph.d.-studerende på DTU Informatik og en del af Jan Madsens team:
„Når man arbejder med et sensornetværk, som skal høste energi fra sine omgivelser, er en af udfordringerne, at sensorknuderne kan være så flade på energi, at de hverken er i stand til at modtage elle sende informationer. Men vi har formået at designe systemet således, at sensorknuder, der har for lidt energi, ikke benyttes, før de har høstet tilstrækkeligt med energi.“
Når Jan Madsen og hans forskerspirer har masseret de matematiske modeller på plads, vil man ikke bare sidde med et redskab, som vil kunne omdirigere partikelforurening – et sensornetværk vil kunne blotlægge mange af de ting, vi i dag ikke kan se med det blotte øje:
„Ved at etablere et sensornetværk i kloakledningerne vil man nemt kunne afsløre utætheder og skader på kloakledninger, uden man behøver at grave hele villavejen op, og hvis man installerer et net af sensorer i et nybygget hus, vil man meget nemt kunne følge med i, hvordan ens vandrør, fundament eller murværk har det – og på den måde kunne forebygge eksempelvis skimmelsvamp,“ slutter Thomas Sørensen fra DELTA.
- Marie Vendelbo Fridorf