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Sulle tracce della CO2 nell’aria

Sensori di CO2

Piccoli sensori di grande efficacia


La Svizzera possiede un fitto sistema di rilevamento di CO2 unico al mondo. 300 sensori raccolgono ininterrottamente valori correnti misurati a fini scientifici. Essi costituiscono la base per i modelli di dispersione in atmosfera dell’Empa.


Testo: Michael Lieberherr, immagini: Swisscom,




Con l’Accordo di Parigi, la Comunità internazionale degli Stati si è impegnata nel 2015 a ridurre le emissioni globali di gas serra. Nel frattempo l’accordo è stato ratificato da più di 190 Stati. Alcune città si sono imposte, di loro iniziativa, obiettivi ancora più ambiziosi. Ciò che manca attualmente, tuttavia, sono gli strumenti adeguati per misurare i rispettivi progressi – ad esempio, quelli che si basano su misurazioni correnti della concentrazione di CO2.


Il progetto Carbosense crea nuove opportunità a questo proposito. Presto saranno 300 i sensori di CO2, distribuiti in tutto il Paese, che, avvalendosi dell’internet delle cose, trasmetteranno in tempo reale i loro dati. Finora, per la misurazione di CO2 erano poche le basi dislocate in Svizzera. Questa fitta rete di sensori unica al mondo registra le variazioni spaziali e temporali della concentrazione di CO2 nell’atmosfera. Lukas Emmenegger, responsabile di progetto presso Empa afferma: “La rete di sensori di CO2 offrirà una base preziosa per comprendere meglio le fonti naturali e quelle riconducibili all’intervento umano, nonché gli abbassamenti di CO2 in Svizzera”.


Lo strumento a raggi X per CO2

Per la città di Zurigo, dove è prevista una rete particolarmente fitta di sensori, Empa ha sviluppato un modello che simula la concentrazione di CO2 a partire da dieci fonti differenti (vedi figura). Rientrano in queste fonti di emissione, ad esempio, diverse tipologie di traffico, l’industria o i riscaldamenti di edifici residenziali. Empa collegherà i dati dei sensori alle rispettive simulazioni di modelli, con l’intento di consentire innanzitutto una stima delle emissioni. Lukas Emmenegger precisa: “In questo modo ci saranno misurazioni in densità sufficiente a monitorare praticamente in tempo reale l’emissione di CO2 della città di Zurigo. Le misurazioni forniranno inoltre informazioni preziose sulla diffusione di altre sostanze inquinanti nell’aria”. Le applicazioni scientifiche e tecniche fondate sui dati raccolti da questi sensori in tutta la Svizzera offrono d’altra parte i punti di riferimento per la pianificazione del traffico, per la prevenzione sanitaria, per lo sviluppo connesso alle Smart Cities, ma anche per una migliore comprensione dello scambio di CO2 tra l’atmosfera e la vegetazione.


Swisscom monta i sensori di CO2 su siti di antenne. I 300 sensori a batteria inviano tramite la Low Power Network di Swisscom i valori misurati ai centri di calcolo dello Swiss Data Science Center del dipartimento ETH. La Low Power Network offre solamente una velocità di trasmissione limitata. È comunque di gran lunga sufficiente, trasmette a basso consumo energetico e riduce i costi di connessione. Si presta pertanto per l’interconnessione di sensori ambientali, parcheggi, container o infrastrutture comunali di altro tipo.


La rete di sensori non è utile soltanto per la scienza, bensì rappresenta un vantaggio anche per la Low Power Network stessa. I sensori distribuiti in tutta la Svizzera sono infatti un ottimo strumento per controllare costantemente la qualità della rete.



Distribuzione della concentrazione di CO2 (con deduzione di ca. 400 ppm di fondo) nella città di Zurigo, calcolata negli anni 2013-2014.


La figura mostra la simulazione di un modello di dispersione in atmosfera, fondata sul catasto di emissioni della città di Zurigo. In futuro, tali modelli di calcolo saranno connessi ai rilevamenti della rete di sensori, per ricavarne una stima migliore delle emissioni urbane.







Il progetto Carbosense


Carbosense nasce dalla collaborazione tra l’Empa, lo Swiss Data Science Center (SDSC), Decentlab e Swisscom. Il progetto è stato promosso congiuntamente dall’Empa e da Swisscom. Viene finanziato anche da nano-tera.ch.

A gennaio 2017, Swisscom ha inaugurato a Zurigo un LPN Experience Center. Le persone interessate possono farsi un’idea delle possibilità e dei tipi di applicazione della Low Power Network.


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