Problem czystego powietrza jest niewątpliwie ważnym czynnikiem naszego zdrowia i dobrego samopoczucia. Coraz częściej słyszymy o badaniu czystości powietrza na zawartość pyłków zawieszonych, czyli potocznie smogu. Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa im. Witelona w Legnicy również włączyła się w grono organizacji, które uważają, iż warto przynajmniej być świadomym w jakich warunkach czystości powietrza pracują oraz studiują osoby na terenie kampusu.
W ramach realizacji programu badawczego „Inicjatywa doskonalenia jakości dydaktyki” od sierpnia 2019 roku podłączono naszą uczelnie do ogólnopolskiej sieci czujników jakości powietrza LookO2. Wyniki pomiarów są na bieżąco eksponowane na stronie https://looko2.com/heatmap.php, które każdy może obejrzeć nawet ze swojego telefonu komórkowego.

Miernik czystości powietrza został podłączony dzięki wysiłkom Koła Naukowego Informatyki Współczesnej z Wydziału Nauk Technicznych i Ekonomicznych pod opieką dr Aleksandra Klosowa. Odpowiedzialnym za projekt był Adam Lemiszka, student z kierunku Informatyka.
Celem pomiarów na terenie kampusu PWSZ im. Witelona w Legnicy są pyłki zawieszone w formatach PM1, PM2.5 oraz PM10, czyli najbardziej krytyczne dla naszego zdrowia. Pył zawieszony PM10 jest zlepkiem różnych substancji występujących w powietrzu. Szczególne niebezpieczeństwo tego pyłku leży w tym, że może zawierać substancje toksyczne, m.in. benzopiren (rakotwórczy i mutagenny związek chemiczny o przewlekłej toksyczności), czy metale ciężkie oraz dioksyny i furany. Ten typ pyłu może osiągać rozmiary ⅕ grubości ludzkiego włosa (do 10 µm), które docierają do górnych dróg oddechowych i płuc. Poziom dopuszczalny występowania PM10 pokazano na schemacie. Pył PM2.5 to drobniutkie cząsteczki, czterokrotnie mniejsze od PM10. Ich wielkość jest szczególnie niebezpieczna ponieważ ułatwia tym cząsteczkom przenikanie do krwi. Poziom dopuszczalny występowania tego pyłu w powietrzu to 36 µg/m3. Pył PM1 jest fakcją zawierającą cząstki o średnicy do 1 µm. Z tego też powodu jest to najbardziej niebezpieczny rodzaj pyłu zawieszonego. Osadza się on łatwo w płucach. Wszystkie te pyły powodują pylicę, czyli chorobę układu oddechowego polegającą na utrudnionej lub ograniczonej wymianie gazowej w płucach pacjenta wynikającej z nagromadzenia pyłu i powikłaniami w związku z tym spowodowanymi. Pylica może powodować gruźlicę, ponieważ pyłki te powodują włóknienie tkanki płucnej.

W celu ujęcia pomiarów wyżej wymienionych pyłków wykorzystany został popularny miernik LookO2 Evazor V3, oparty na laserowym czujniku pyłu PMS5003 firmy LOGOELE Electronic Technology Co., który działa w oparciu o obserwację rozproszenia światła laserowego na cząstkach pyłu zawieszonego w powietrzu. Dodatkowo cały miernik jest wyposażony w moduł WiFi, co umożliwia podłączenie w łatwy sposób do Internetu.

Miernik czystości powietrza LookO2

Czujnik laserowy PM5003

Obecnie grupa studentów z koła Informatyki Współczesnej z 2 roku kierunku Informatyka, Rafał Krawętek, Paweł Romaniec, Bartosz Skrabka, Małgorzata Skucha, Jakub Malinowski, Aleksandra Mikołajek, Mateusz Leśniara, opracowują własne mierniki pyłków w oparciu o nowoczesne czujniki, w tym najnowszy PMS7003, a także pracują nad możliwością pomiarów innych parametrów jakości powietrza oraz szeroko rozumianej aury pogodowej. W tym zakresie mierzone są wilgotność i temperatura powietrza, natężenie światła, poziom szkodliwego promieniowania UV, spektrum światła, poziom hałasów. Wszystkie pomiary są na bieżąco archiwizowane w zaprojektowanej przez studentów bazie danych i mogą być w każdej chwili użyte to przeprowadzenia odpowiedniej analizy, lub wyświetlone na stronie internetowej. Do realizacji urządzeń pomiarowych studenci Koła Informatyki korzystają z popularnej platformy Arduino oraz programowalnego modułu Wifi ESP8266 do łączenia z internetem:

Arduino UNO R3, Wifi ESP8266

Zaprojektowanie własnego miernika wymaga dużej wiedzy informatycznej, którą studenci uzyskują na studiach w ramach kierunku Informatyka, w tym wiedzy o architekturze komputerów, zasadach działania procesorów oraz umiejętności programowania w języku C/C++. Poza tą wiedzą do projektów wykorzystywany jest druk 3D, a więc przydaje się również umiejętność modelowania grafiki trójwymiarowej.
Od niedawna Wydział Nauk Technicznych i Ekonomicznych dysponuje nowoczesną drukarkę 3D modelu Prusa i3 MK3S, która wykorzystywana jest również w pracach dyplomowych na kierunku Informatyka, jak i przy realizacji projektów Koła.

O dalszych postępach w projektach dotyczących pomiarów czystości powietrza oraz innych warunków pogodowych będziemy informować na stronach internetowych PWSZ im. Witelona.

Studenci Koła Informatyki Współczesnej WNTE w swojej pracowni

Drukarka 3D Prusa i3 MK3S na Wydziale Nauk Technicznych i Ekonomicznych

Źródło (tekst, zdjęcia): PWSZ im. WITELONA w Legnicy