Έργα Climate Detectives 2019-2020

Τίτλος του έργου: Ο αέρας που αναπνέουμε

Ομάδα: ΔΙΑΣΤΗΜΙΚΉ ΟΜΆΔΑ ΤΗΣ RAFINA

2019-2020   3ο Εργαστηριακό Κέντρο Ανατολικής Αττικής (Ραφήνα)   RAFINA   Ελλάδα   10 Ηλικία του μαθητή: 8-9, 10-11, 12-13, 14-15

Στην περιοχή που ζούμε έχουμε να αντιμετωπίσουμε δύο σημαντικούς ρύπους. Το μεγαλύτερο και πιο πολυσύχναστο αεροδρόμιο της Ελλάδας και το λιμάνι της Ραφήνας που είναι το δεύτερο πιο πολυσύχναστο λιμάνι της Αθήνας. Για να μετρήσουμε την ποιότητα του αέρα που αναπνέουμε ερευνήσαμε τη συγκέντρωση του διοξειδίου του αζώτου το οποίο προκαλεί σημαντικά προβλήματα υγείας. Επίσης, κάναμε μετρήσεις των αιωρούμενων σωματιδίων, του μονοξειδίου του άνθρακα, του διοξειδίου του άνθρακα (CO2), της θερμοκρασίας και της υγρασίας. Δημιουργήσαμε το σταθμό παρακολούθησης της ποιότητας του αέρα χρησιμοποιώντας Arduino και ειδικούς αισθητήρες χαμηλού κόστους που μετράει τα αιωρούμενα σωματίδια, το μονοξείδιο του άνθρακα (CO), το διοξείδιο του αζώτου (NO2), το διοξείδιο του άνθρακα (CO2), την αμμωνία NH3, τη θερμοκρασία και την υγρασία. Λόγω του περιορισμένου προϋπολογισμού δημιουργήσαμε τέσσερις σταθμούς παρακολούθησης της ποιότητας του αέρα με βάση αποκλειστικά το Arduino UNO WiFi Rev2. Οι σταθμοί αυτοί τοποθετήθηκαν σε κρίσιμα σημεία: κοντά στο λιμάνι της Ραφήνας, κοντά στον κεντρικό αυτοκινητόδρομο και κοντά στο αεροδρόμιο. Οι μετρήσεις αποστέλλονται σε πραγματικό χρόνο, μέσω WiFi, στον Server robotics-edu.gr χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο HTTP. Χρησιμοποιώντας την ιστοσελίδα http://robotics-edu.gr/meteo/air-pollution-station.php, που δημιουργήσαμε για το έργο μας, μπορείτε να δείτε τις τελευταίες μετρήσεις και τα βασικά στατιστικά δεδομένα (min, max, average). Ο χρήστης μπορεί να επιλέξει τον αριθμό των τελευταίων μετρήσεων που επιθυμεί να δει και να αντιγράψει ολόκληρο το σύνολο των δεδομένων από το κάτω μέρος της σελίδας, που εμφανίζεται σε πίνακα, για να κάνει ερευνητική εργασία. Επίσης, αναπτύξαμε μια απλή εφαρμογή Android, χρησιμοποιώντας το εκπαιδευτικό προγραμματιστικό περιβάλλον App Inventor που διδάσκονται οι μαθητές στο σχολείο, η οποία εμφανίζει τις τελευταίες μετρήσεις κάθε τόπου. Το CO2 είναι ο κορυφαίος παράγοντας που συμβάλλει στην υπερθέρμανση του πλανήτη. Οι εκπομπές του CO, των οξειδίων του αζώτου, των αερολυμάτων, των πτητικών οργανικών ενώσεων μη μεθανίου (NMVOCs) και της NH3 επηρεάζουν τη χημεία του τροποσφαιρικού όζοντος και του μεθανίου. Οι αναλυτικές οδηγίες για την ανάπτυξη του χαμηλού κόστους σταθμού μας με βάση το Arduino θα αναρτηθούν στον ιστότοπό μας, ώστε να μπορούν και άλλα σχολεία να τον συναρμολογήσουν και να τον διαμορφώσουν.

Με τα δεδομένα που έχουμε συγκεντρώσει μέχρι στιγμής, τα πράγματα δεν είναι τόσο ανησυχητικά όσο φαίνονται. Οι μετρήσεις μας δεν δείχνουν υψηλές συγκεντρώσεις, πάνω από τα επιτρεπτά όρια, για τους αέριους ρύπους που μετρήσαμε. Όσον αφορά τη συγκέντρωση του διοξειδίου του αζώτου, το οποίο είναι πολύ επικίνδυνο για την υγεία μας, τα ευρήματά μας επιβεβαιώνονται από δορυφορικές εικόνες του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA) που μελετήσαμε χρησιμοποιώντας το εργαλείο EO Browser (https: //apps.sentinel -hub.com/eo-browser/). Πιστεύουμε ότι για να βγάλουμε ασφαλή συμπεράσματα, θα πρέπει να καταγράψουμε στοιχεία για ένα ολόκληρο έτος, γιατί για παράδειγμα η κίνηση στο λιμάνι της Ραφήνας αυτή την περίοδο δεν είναι αυξημένη. Επίσης, πρέπει να συνεργαστούμε με επίσημους φορείς, όπως το Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών (https://www.meteo.noa.gr/GR/), το οποίο διαθέτει αξιόπιστα όργανα μέτρησης, ώστε να αξιολογήσουμε την αξιοπιστία των μετρήσεων του σταθμού μας. Βρισκόμαστε σε συνεχή επικοινωνία με το Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών για το θέμα αυτό.

Περιορισμός των επιπτώσεων στους αυτοκινητοδρόμους: Χρησιμοποιήστε το όχημά σας πολύ λιγότερο συχνά 3) Αγοράστε ενεργειακά αποδοτικά οχήματα 4) Γίνετε μέλος μιας περιβαλλοντικής ομάδας. Περιορισμός των επιπτώσεων στα λιμάνια: 1) Η μετάβαση σε καύσιμα χαμηλής περιεκτικότητας σε θείο είναι ένα από τα ευκολότερα μέτρα για τη μείωση της ρύπανσης από τα πλοία. 2) Η χρήση καθαριστών μπορεί να μειώσει τις εκπομπές SO2 κατά 99% και να μειώσει σημαντικά τις εκπομπές άλλων ρυπογόνων σωματιδίων. 3) Οι τροποποιήσεις των εσωτερικών μηχανών αποσκοπούν στη μείωση της παραγωγής NOx κατά τη διαδικασία καύσης. 4) Το SCR είναι ένα ενεργό σύστημα διαχείρισης εκπομπών που χρησιμοποιείται για την επεξεργασία των καυσαερίων μετά το σχηματισμό τους αλλά πριν από την απόρριψή τους στην ατμόσφαιρα. 5)Χρήση εναλλακτικών καυσίμων με χαμηλότερο θείο στις βοηθητικές μηχανές, εξηλεκτρισμός με χρήση τροφοδοσίας από την ξηρά και επεξεργασία εκπομπών από την ξηρά 6)Η τροφοδοσία από την ξηρά (γνωστή ως ψυχρό σιδέρωμα) παρέχεται με τη σύνδεση του πλοίου σε μια ηλεκτρική παροχή από την ξηρά. Περιορισμός των επιπτώσεων στα αεροδρόμια: 1)Οι εκπομπές των αεροσκαφών μειώνονται περαιτέρω όταν τα αεροδρόμια παρέχουν σταθερή ηλεκτρική επίγεια τροφοδοσία και προ-κλιματιζόμενες παροχές αέρα στις πύλες του τερματικού σταθμού 2) Άλλες πηγές εκπομπών που επηρεάζουν την τοπική ποιότητα του αέρα γύρω από τα αεροδρόμια είναι οι σταθμοί παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, ο εξοπλισμός επίγειας εξυπηρέτησης και τα οχήματα. Τα μέτρα μετριασμού που θα πρέπει να ληφθούν από τα αεροδρόμια και τους εταίρους τους περιλαμβάνουν τον εκσυγχρονισμό των σταθμών παραγωγής ενέργειας, του εξοπλισμού εδάφους και του στόλου οχημάτων. Τα πετρελαιοκίνητα και βενζινοκίνητα οχήματα θα πρέπει να αντικατασταθούν σε πολλά αεροδρόμια με εκείνα που χρησιμοποιούν εναλλακτικά καύσιμα, όπως υγρό αέριο πετρελαίου, συμπιεσμένο φυσικό αέριο, υδρογόνο, ηλεκτρική ενέργεια, ακόμη και πεπιεσμένο αέρα! Τα αεροδρόμια θα πρέπει να συνεργαστούν με τις τοπικές αρχές οδοποιίας και διαμετακόμισης για να βοηθήσουν στην ανάπτυξη των δρόμων και των δημόσιων μεταφορών, συμπεριλαμβανομένων των σιδηροδρόμων, του τραμ και των λεωφορείων. 3) Οι κατασκευαστές αεροσκαφών και κινητήρων θα πρέπει να θεσπίσουν περαιτέρω στόχους για τη μείωση των εκπομπών των αεροσκαφών.

http://robotics-edu.gr/meteo/air-pollution-station.php