Ο Περιβαλλοντικός Σταθμός Επιτήρησης είναι μία κατασκευή που δημιουργήθηκε στον Σύλλογο Τεχνολογίας Θράκης και σκοπό έχει την καταγραφή και την παρουσίαση περιεκτικότητας διάφορων επικίνδυνων η βλαβερών αερίων στον αέρα που αναπνέουμε όπως είναι το μονοξείδιο του άνθρακα (CO), το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) καθώς και των αιωρουμένων μικροσωματιδίων με μεγέθη PM10, PM2,5 που είναι και επικίνδυνα για τον άνθρωπο σε μεγάλες περιεκτικότητες. Οι μετρήσεις γίνονται σε πραγματικό χρόνο και καταγράφονται σε έναν σέρβερ από όπου παρουσιάζονται με γραφική παράσταση σε συνάρτηση με τον χρόνο. Υπάρχει επίσης η δυνατότητα από τον χρήστη να επιλέξει το χρονικό διάστημα με τις μετρήσεις καθώς υπάρχει είδη καταγραμμένο ιστορικό από προηγούμενες χρονιές από τους αισθητήρες του σταθμού έως και σήμερα.
Επιπλέον ο σταθμός καταγράφει την θερμοκρασία, την υγρασία και την ατμοσφαιρική πίεση που επηρεάζουν όσο την υγεία τόσο και την διάθεση του ανθρώπου σε μικρότερο βέβαια βαθμό απ’ ότι τα βλαβερά αέρια και μικροσωματίδα που αναφέρθηκαν παραπάνω.
Η ευρωπαϊκή επιτροπή έχει δημοσιεύσει αναλυτικά τα επιτρεπτά όρια σχετικά με την ατμοσφαιρική ρύπανση (EU Air Quality Standards). Παρακάτω παρουσιάζεται η φύση των αερίων και άλλων μετρούμενων μεγεθών καθώς και τα επιτρεπτά για τον άθρωπινο οργανισμό.
Αιωρούμενα σωματίδια PM2,5 & PM10
Τα αιωρούμενα σωματίδια αποτελούν έναν σημαντικό ρύπο της εποχής μας και επηρεάζουν μεγαλύτερο μέρος του πληθυσμού από οποιονδήποτε άλλο ρύπο. Προκαλούνται από διάφορες κατηγορίες πηγών και διαθέτουν μεγάλο εύρος μορφολογικών, χημικών και φυσικών χαρακτηριστικών. Συνήθως η ταξινόμηση τους γίνεται ανάλογα με την αεροδυναμική διάμετρο, σε PM10 (αεροδυναμική διάμετρος μικρότερη των 10 μm) και PM2.5 (αεροδυναμική διάμετρος μικρότερη των 2,5 μm). Τα PΜ10 σωματίδια μπορούν να προσκολληθούν βαθειά μέσα στους πνεύμονες ενώ τα ακόμα μικρότερα και πιο επιβλαβή σωματίδια PM2.5 μπορούν να διαπεράσουν τους πνεύμονες και να εισχωρήσουν στην κυκλοφορία του αίματος. Χρόνια έκθεση σε σωματιδιακή ρύπανση συμβάλλει στην αύξηση του κινδύνου για ανάπτυξη καρδιαγγειακών και αναπνευστικών νοσημάτων καθώς και καρκίνου του πνεύμονα.
Ο παρακάτω πίνακας δίνει τα επιτρεπτά η αποδεκτά όρια για τα μικροσωματίδα PM2,5 και PM10 (EU Air Quality Standards)
Μονοξείδιο του άνθρακα (CO)
Το μονοξείδιο του άνθρακα (CO) είναι προϊόν ατελούς καύσης. Πρόκειται για ένα άχρωμο, άοσμο και άγευστο αέριο που είναι εξαιρετικά τοξικό. Οποιαδήποτε εστία καύσης εντός της οικίας είναι πιθανόν να παράγει CO, επί παραδείγματι τζάκι , ξυλόσομπα, σόμπα υγραερίου κτλ. Όταν εισέρχεται στο σώμα, εμποδίζει την κυκλοφορία του οξυγόνου στο αίμα με τελικό αποτέλεσμα τον θάνατο. Είναι δε δυνητικά θανατηφόρο, ακόμη και σε σχετικά χαμηλές συγκεντρώσεις.
Ο παρακάτω πίνακας δίνει τα επιτρεπτά η αποδεκτά όρια για το μονοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα για τον άνθρωπο (EU Air Quality Standards)
Το διοξείδιο του άνθρακα (CO2)
Η ποιότητα αέρα σε εσωτερικούς χώρους που ζούμε είναι εξαιρετικά σημαντική για την υγεία μας. Κάθε ένας από εμάς εργάζεται,διασκεδάζει, κυκλοφορεί, κοιμάται σε χώρους που η ανάγκη για ευχάριστες και άνετες συνθήκες διαβίωσης επιβάλλει κλειστούς και ελεγχόμενους, κυρίως όσον αφορά στην θερμοκρασία, χώρους.
Όμως για την επίτευξη της «σωστής» θερμοκρασίας χρησιμοποιούμε ενεργοβόρες συσκευές θέρμανσης-ψύξης και γιαυτό προσέχουμε πολύ τυχόν απώλειες που μπορεί να έχουμε. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα να μην έχουμε σωστή ανανέωση του αέρα και έτσι στον αέρα που αναπνέουμε η συγκέντρωση CO2 αυξάνει συνεχώς απειλητικά για την υγεία μας αφού αυτό παράγεται από την ίδια την ύπαρξη μας και ενδεχομένως από «εξωγενείς» παράγοντες πχ καπνό-καυσαέρια κλπ.
Σύμφωνα με διεθνείς οργανισμούς η συγκέντρωση του CO2 σε εσωτερικούς χώρους δεν θα πρέπει να υπερβαίνει τα 1000ppm (η συγκέντρωση CO2 στην ύπαιθρο είναι περίπου 400ppm).
Πάνω από τα 1000ppm έχει παρατηρηθεί ότι δημιουργούνται προβλήματα πονοκεφάλων-υπνηλίας-απώλειας συγκέντρωσης κλπ. ενώ πάνω από το μέγιστο επιτρεπτό όριο που είναι τα 5.000ppm παρατηρείται επίσης και αύξηση του ρυθμού της καρδιοαναπνευστικής λειτουργίας.
Ο παρακάτω πίνακας δίνει τα επιτρεπτά η αποδεκτά όρια για το διοξειδίο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα για τον άνθρωπο:
Θερμοκρασία περιβάλλοντος (C0)
Η θερμοκρασία περιβάλλοντος έχει μεγάλη σημασία για την ψυχική αλλά και σωματική μας υγεία. Είναι αυτή που συμβάλει στη διάθεση που έχουμε για εργασία, για δραστηριότητες καθώς και για να διατηρήσουμε το σώμα μας σε κατάλληλη θερμοκρασία ώστε να αποφύγουμε το κρυολόγημα η την θερμοπληξία.
Συνεπώς είναι καλό να γνωρίζουμε την θερμοκρασία σε πραγματικό χρόνο στη δεδομένη χρονική στιγμή όπως μπορούμε να δούμε αναλυτικά από τον σταθμό. Είναι γνωστό ότι η θερμοκρασία μεταβάλλεται από εποχή σε εποχή καθώς και σε ένα 24-ωρο. Η διαφορά στη μεταβολή μπορεί να είναι αρκετά μεγάλη ώστε να μας ξεγελάσει ο καιρός (πχ το μεσημέρι σε σχέση με τις βραδινές ώρες).
Βλέποντας όμως την γραφική σε συνάρτηση με τον χρόνο έχουμε καλύτερη εικόνα για να πάρουμε τα μέτρα προφύλαξης (να φορέσουμε κατάλληλα ρούχα, παπούτσια κτλ)
Οι ιδανικές θερμοκρασίες βρίσκεται στη περιοχή 21-23 βαθμών Κελσίου.
Ατμοσφαιρική πίεση (kPa)
Η ατμοσφαιρική πίεση είναι η πίεση που ασκείται πάνω στην επιφάνεια της γης από την ατμόσφαιρα. Η πίεση αυτή δεν είναι σταθερή αλλά μεταβάλλεται ανάλογα με τις συνθήκες του περιβάλλοντος. Συμφώνα με τις έρευνες που έχουν γίνει η απότομη πτώση της ατμοσφαιρικής πίεσης επηρεάζουν την ψυχική και σωματική υγεία. Είναι επίσης σημάδι αλλαγής καιρού μιας και οι προβλέψεις καιρού βασίζονται στη παρατήρηση μεταβολής της ατμοσφαιρικής πίεσης.
Ο αισθητήρας του περιβαλλοντικού σταθμού μπορεί να αντιλαμβάνεται αυτή την ατμοσφαιρική πίεση και να μας την παρουσιάζει γραφικά σε συνάρτηση με τον χρόνο. Έτσι παίρνοντας τις πληροφορίες στη πορεία η ομάδα του σταθμού μελλοντικά έχει σκοπό να κάνει δικές της τοπικές προβλέψεις για τον καιρό.
Υγρασία περιβάλλοντος (%)
Η υγρασία είναι η παρουσία νερού υπό μορφή υδρατμού στον αέρα του περιβάλλοντος και αποτελεί αναπόφευκτο συστατικό του.
Είναι ένας πολύ σημαντικός παράγοντας για την υγεία που πρέπει να πηγαίνει σε συνάρτηση με την θερμοκρασία διότι για να υπάρχει καλός συνδυασμός με ιδανικές συνθήκες περιβάλλοντος πρέπει όσο η θερμοκρασία τόσο και η υγρασία να βρίσκονται σε φυσιολογικά επίπεδα. Σε κανονικά επίπεδα η υγρασία κυμαίνεται στο 40% – 50% και είναι απαραίτητη για την σωστή λειτουργία του ανθρωπίνου σώματος.
Η ομάδα έρευνας και ανάπτυξης του Περιβαλλοντικού Σταθμού Επιτήρησης
Η ιδέα της ανάπτυξης του περιβαλλοντικού σταθμού προέκυψε από ένα μέλος του ΣΤΕΘ τον Γιάννη Μπουρκέλη οποίος πήρε την πρωτοβουλία να κάνει μία δοκιμή – ένα πείραμα με έναν μικροελεγκτή οποίος να συλλέγει και να στέλνει κάποια δεδομένα στον σερβερ για περαιτέρω αξιοποίηση. Σύντομα συγκροτήθηκε η ομάδα που ανέλαβε την κατασκευή ενός έργου που θα καταγράφει την ποιότητα του αέρα που αναπνέουμε καταγράφοντας δηλαδή την ατμοσφαιρική ρύπανση της πόλης. Ένα έργο μοναδικό για τα Ελληνικά δεδομένα και σκοπό έχει την διάδοση της γνώσης αυτής για την δημιουργία κ άλλων περιβαλλοντικών σταθμών στην Ελλάδα για μία βέλτιστη απεικόνιση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης σε κάθε σημείο της.
Είναι κάτι που αφορά όλους μας διότι πάνω απ’ όλα είναι πάντα η υγεία μας που εξαρτάται από το περιβάλλον που ζούμε κ αναπνέουμε.
Η ομάδα αποτελείτε από τον Γιάννη Μπουρκέλη – Προγραμματιστή , Κώσταντίνο Λαφτσί – Προγραμματιστή, Γιάννη Γρηγοριάδη – Ηλετρολόγο Μηχανικό ΤΕ που ανέλαβαν την σχεδίαση, την κατασκευή και γράψανε των κώδικα, προγραμματίζοντας τον σταθμό για να μπορεί να βλέπει ο απλός χρήστης μέσω μίας ιστοσελίδας τα μετρούμενα μεγέθη καθώς και το ιστορικό τους.
Θα πρέπει να πούμε ένα μεγάλο ευχαριστώ στην ομάδα των Greek Inventors στο εργαστήριο των οποίων έγινε η εκτύπωση της πλακέτας. Η ομάδα των Greek Inventors είναι μέλη Συλλόγου Τεχνολογίας Θράκης και ασχολούνται με πρωτότυπες ηλεκτρονικές κατασκευές.
Είναι ο Γεώργιος Κουρτίδης και ο Θοδωρής Κωσμίδης. Μπορείτε να δείτε τις κατασκευές που έχουν κάνει στη σελίδα https://greekinventors.gr
Ο Περιβαλλοντικός Σταθμός Επιτήρησης είναι ένα έργο που κράτησε 7 μήνες και συνεχίζει να βελτιώνεται από τους λάτρεις της τεχνολογίας Συλλόγου Τεχνολογίας Θράκης. Είναι ένα πολύ μεγάλο ταξίδι στη γνώση στην ανάπτυξη της δημιουργικότητας καθώς και της έρευνας που αποτελεί βάση για τις επόμενες χρήσιμες και ενδιαφέρουσες κατασκευές που μας περιμένουν. Είναι ένα δείγμα μίας καλής συνεργασία, συλλογικότητας με αμφίδρομη διάδοση της γνώσης προς όλους.
Το link του Περιβαλλοντικού Σταθμού Επιτήρησης techthrace.com/env
Ο κώδικας, το σχέδιο αλλά και το PCB του σταθμού είναι διαθέσιμα στο github για όποιον θα ήθελε να συμβάλει στη προσπάθεια αυτή.
https://github.com/TechnologyClubOfThrace/Environmental-Monitoring-Station