Dai satelliti ai big data dalle apps alla citizen science. Sono solo alcuni degli strumenti messi in campo da ricercatori, università, aziende e comunità per aumentare la qualità e l’accuratezza dei dati ambientali e controllare la loro ricaduta sulle nostre vite. Secondo l’ultimo rapporto dell’Organizzazione mondiale della sanità, “Preventing disease through healthy environments: a global assessment of the burden of disease from environmental risks”, si stima che circa 12,6 milioni di persone muoiano ogni anno a causa dell’esposizione dell’inquinamento ambientale. L’analisi mostra che il 23% dei decessi a livello mondiale (e il 26% dei decessi tra i bambini sotto i cinque anni) sono dovute a fattori ambientali sulla quale si può intervenire. E in Europa sono ben 3,8 milioni di morti ogni anno, secondo l’Oms.

“C’è un urgente bisogno di investimenti in strategie per ridurre i rischi ambientali nelle nostre città, case e luoghi di lavoro – ha detto Maria Neira, direttore del Department of Public Health, Environmental and Social Determinants of Health dell’Oms – Investimenti che possono ridurre in modo significativo il crescente onere a livello mondiale di malattie cardiovascolari e respiratorie, lesioni e tumori, e portare a risparmi immediati in costi sanitari.”

Un esempio di come l’innovazione possa sposare il monitoraggio ambientale e le ricadute in ambito epidemiologico, unendo dati sull’inquinamento, provenienti dai satelliti, sulla colonna atmosferica, ai rilevamenti a terra e al biomonitoraggio, arriva da un’eccellenza italiana: il Dipartimento di Epidemiologia della Regione Lazio, che sta lavorando a un’evoluzione del progetto Viias (Valutazione integrata dell’impatto ambientale e sanitario dell’inquinamento atmosferico) che aveva già realizzato delle mappe di concentrazione dei maggiori inquinanti, dal particolato all’ossido di azoto e le proiezioni della loro ricaduta sulla mortalità della popolazione italiana.

“A breve avremmo a disposizione dei dati ambientali giornalieri su ogni chilometro quadrato della superficie italiana, dal 2006 al 2012. Stiamo lavorando anche sui dati 2013 e 2014 – anticipa Francesco Forastiere a capo del progetto con Massimo Stafoggia. L’evoluzione di Viias è sviluppata, sempre in Italia, con la collaborazione oltre che di Ispra, della Harvard University di Boston e la Faculty of Health Sciences della Ben-Gurion University, in Israele.

La parola d’ordine è “data fusion” termine coniato da Forastiere per descrivere in modo semplice la complessità della “fusione” di modelli di calcolo come quelli prodotti da Minni, il sistema modellistico dell’Enea, che simula il comportamento in atmosfera dei principali inquinanti ogni quattro chilometri quadrati, i land-use regression model (Lur), i modelli satellitari e il bio-monitoraggio. Il tutto unito ai big data provenienti, ad esempio, dalle reti della telefonia cellulare, in grado di svelare gli spostamenti giornalieri dei cittadini nelle aree urbane e suburbane e quindi la loro esposizione alle diverse concentrazioni di inquinanti.  “Prendendo le mosse dai colleghi di Harvard,  l’idea è stata quella di sfruttare le informazioni che vengono dai satelliti che passano ogni giorno sopra i nostri territori, ed hanno una risoluzione spaziale molto elevata, in assenza di turbolenze atmosferiche”. Satelliti dotati di sensori che permettono di quantificare la presenza di particolato nella colonna atmosferica. “Abbiamo elaborato questi dati con i valori di Pm10, Pm2.5 verificati al suolo, uniti ad una serie di altre variabili come l’utilizzo del territorio, la rete stradale, le emissioni industriali. Attraverso tecniche statistiche avanzate abbiamo sviluppato un modello che ci permette di predire per ogni chilometro quadrato del territorio italiano le concentrazioni attese delle polveri ultrafini”.

Un sistema ingegnoso che permetterebbe di colmare le lacune delle reti di monitoraggio classiche delle Arpa che poi confluiscono nella raccolta dati di Ispra: “Reti che non sono esaustive di tutto il territorio, tendono a concentrarsi nelle zone urbane, in alcune aree industriali, ma trascurano le aree rurali, i piccoli centri. E anche all’interno delle aree metropolitane, le stazioni di rilevamento non permettono un’analisi nel dettaglio e mancano spesso di aggiornamenti giornalieri”. Una risposta al bisogno di monitoraggio ambientale accurato e globale, quindi. “Anche se il nostro scopo ultimo, come dipartimento epidemiologico, rimane quello di mettere in relazione i dati ambientali predetti a quelli sanitari, correlandoli ai ricoveri ospedalieri e alla mortalità”.

I Giovani e l’ambiente

C’è chi invece integra il monitoraggio ambientale alla partecipazione civica e all’innovazione sociale per prevenire e sollecitare le istituzioni ad intervenire. L’esempio arriva dal Cnr di Pisa con l’Unità di ricerca in Epidemiologia ambientale e Registri di Patologia guidata da Fabrizio Bianchi: “I sistemi satellitari permettono una certa risoluzione ma questo non vuol dire che dobbiamo abbandonare la rete di monitoraggio attraverso le centraline al suolo, oggi sempre più raffinate. Ogni sistema ha una finalità e uno scopo ben precisi ed è importante coinvolgere i giovani cittadini in questo processo”. Coinvolgimento che attraverso il progetto Gioconda (i GIOvani COntano Nelle Decisioni su Ambiente e salute) ha assoldato intere classi di ragazzi delle scuole superiori di Taranto, Ravenna e Napoli nelle misurazioni degli inquinanti indoor e outdoor. “Dati che sono stati confrontati anche con la percezione individuale del rischio sviluppata dai ragazzi e sovrapposti alla mappa di Minni che ha un passo di quattro km per quattro”. A oggi sono state realizzate tre campagne stagionali di monitoraggio che hanno rilevato i valori di Pm10, Pm2,5, ossido di azoto, benzene e toluene. Dati elaborati che vengono presentati insieme ad una serie di raccomandazioni ai sindaci e agli assessorati all’ambiente. Un esperimento di successo tanto che da ottobre 2016 la piattaforma di Gioconda sarà disponibile per le scuole e gli amministratori di tutta Italia.

Open data e citizen science

Ci pensa invece la Commissione Europea con il progetto My Geoss a favorire lo sviluppo di applicazioni innovative partendo dagli open data ambientali e promuovere la citizen science. Finanziando con un bando ad hoc, giunto alla terza edizione (la prossima scadenza è l’8 aprile 2016) la realizzazione per la prima public release dell’applicazione (codice e dati open) “e poi lasciare che, chi ha interesse, le sviluppi ulteriormente per portarle a maggiore fruizione” racconta Massimo Craglia, responsabile del progetto, della Digital Earth and Reference Data Unit dell’ European Joint Research Centre di Ispra: “Ogni app deve essere basata su software open source (con EU Public License) e open data, dunque riutilizzabile da chiunque sia per scopi commerciali che non” precisa Graglia. Intanto la prima call nel 2015 ha accolto 58 applicazioni. Difficile dire quale di queste sia più innovativa.  Tra le prime 10 app vincenti, prodotte sia da startup come da università, ci sono quelle che hanno sviluppato sistemi per monitorare qualità dell’aria, (come Caliope del Barcelona Super Computing Center) e dell’acqua, (vedi ScoobaSat dell’italiana Proambiente), indicatori urbani, specie invasive ed allergeni, inquinamento luminoso.

Mentre utilizza e riversa i propri dati nella piattaforma europea Geoss, che contiene più di cinque milioni di data set aperti, anche il progetto Citizen Sense, realizzato dall’Università di  Cambridge e  Barcellona,  già operativo in alcuni paesi europei, che indaga il rapporto tra tecnologie e pratiche di rilevamento ambientale e l’impegno dei cittadini. “Le piattaforme e i sistemi di rilevamento si stanno moltiplicando- conferma Anna Gerometta di Cittadini per l’aria, associazione che sta facendo una decisa azione di lobby proprio presso la Ue rispetto ai temi ambientali- le stiamo studiando con l’obiettivo di poterle usare e valutare”.   Come “Plume Air Port” che ora è un app per misurare la qualità dell’aria, i cui risultati vanno direttamente su mappa globale, e nel 2017 partirà monitoraggio sotto supervisione del Cnr francese. Così come Smart Citizen Kit: Urban monitoring and Environmental Data, da Arduino allo Smarthphone.  “Dobbiamo fare in modo che le persone sperimentino di persona- conclude Gerometta – capire  quando e perché sei esposto può aiutare ognuno di noi a cambiare stile di vita e, soprattutto, con uguale forza premere insieme per chiedere provvedimenti. Solo allora chi governa, si muoverà davvero”.

E l’esempio dal basso arriva da Mantova. Grazie all’impegno delle Mantua Mothers e il loro braccio operativo Informamy, sei scuole mantovane hanno avuto in dotazione apparecchi portatili, grandi come uno smartphone, per la misurazione del Pm2,5 e Pm10. Una collaborazione tra mamme, ragazzi, scuole e un’impresa (la B2F di Mantova) nel segno dell’innovazione sociale e ambientale, nella città capitale di cultura ma anche sito di interesse nazionale. Secondo i dati anticipati nel 2013 dallo Studio Epidemiologico sui Siti Contaminati, Sentieri KIDS dell’Iss (che è attualmente fermo in attesa di finanziamenti da parte del ministero della Salute) ha visto salire in dieci anni di osservazione (dal 1995 al 2005) l’incidenza di mortalità dei bambini nel primo anno di vita del 64% e del 23% in età pediatrica fino ai 14 anni.