Come misurare le emissioni di gas serra? Tecnologie e satelliti per la sostenibilità
La capacità di misurare le emissioni di gas serra (GHG) è prima di tutto una sfida scientifica ma, in questi ultimi anni, è diventata anche una sfida per l’innovazione tecnologica e una prospettiva molto interessante per diverse startup.
Per una misurazione precisa è comunque e sempre necessario adottare un approccio integrato, che sappia combinare rilevazioni a terra e rilevazioni dallo spazio. Il metodo tradizionale presenta sempre più tutti i suoi limiti. La valutazione delle emissioni basata ssugli inventari delle emissioni non può essere considerata come una vera e propria misurazione. Il calcolo ottenuto attraverso la moltiplicazione dei dati relativi ad attività che si riflettono indirettamente nella produzione di emissioni (come ad esempio i litri di carburante consumati, la produzione di energia attraverso combustibili fossili) per specifici coefficienti di emissione permette di ottenere delle stime indicative e non delle misurazioni reali. (Leggi a questo proposito anche l’articolo dedicato a Climate Trace n.d.r.).
La precisione arriva dalla misurazione diretta
In realtà, per ottenere una precisione reale e anche individuare le emissioni che sfuggono naturalmente a un calcolo teorico come ad esempio le “perdite fuggitive”, è necessario affidarsi alla misura diretta.
Torri di campionamento e droni a livello locale
A livello locale, si utilizzano sensori in situ e torri di campionamento che analizzano la composizione chimica dell’aria, appunto in tempo reale. Per le infrastrutture industriali, l’impiego di droni dotati di camere OGI (Optical Gas Imaging) permette ad esempio di visualizzare pennacchi di metano altrimenti invisibili.
Spettroscopia ad assorbimento: la lente per individuare le emissioni del detective dello spazio
Il passaggio chiave della misurazione diretta è rappresentato dalle space technology e in particolare dal monitoraggio satellitare, già preziosissimo in tanti settori come nel rapporto tra satelliti e agricoltura o nell’uso della tecnologia satellitare per le Nature Based solutions e per il Carbon Offsetting. Ed è qui che si colloca la scelta di abilitare i satelliti all’utilizzo della spettroscopia ad assorbimento, una tecnologia basata sul principio che ogni gas serra assorbe la luce solare a lunghezze d’onda specifiche e grazie all’analisi dello spettro della luce riflessa dalla Terra, questi strumenti sono in grado di calcolare con precisione la concentrazione di CO2 o CH4 nell’aria.
Alla base di questo approccio troviamo il LiDAR o Light Detection and Ranging (ovvero la tecnologia che abilita il rilevamento e la misurazione della distanza tramite luce) con i raggi laser utilizzati per mappare oggetti e superfici con una precisione millimetrica. Per comprendere questo approccio si può forse semplificare dicendo che se il Radar usa le onde radio e il Sonar usa il suono, il LiDAR usa la luce.
L’integrazione del LiDAR permette di effettuare misurazioni attive in tante e diverse circostanze, ad esempio anche di notte, superando alcuni dei limiti più evidenti dei sensori passivi. Questi dati vengono poi elaborati da algoritmi di inversione atmosferica, che incrociano le concentrazioni rilevate con i modelli meteorologici per risalire alla sorgente esatta e alla quantità emessa con precisione.
L’innovazione di AIRMO per misurare le emissioni
In questo contesto si colloca AIRMO, una startup tedesca che ha deciso di puntare sull’osservazione satellitare e tramite droni per offrire strumenti in grado di monitorare le emissioni direttamente dall’orbita terrestre o dall'”alto”. Attraverso una combinazione di tecnologie avanzate, AIRMO ha sviluppato dei servizi in grado di trasformare dati grezzi raccolti dallo spazio in informazioni fruibili per diversi settori produttivi, contribuendo così a migliorare la precisione nella misurazione delle emissioni, la trasparenza e l’efficacia delle politiche ambientali.
AIRMO: chi è la startup che monitora le emissioni dallo spazio
AIRMO nasce nel 2021 come spin-off di un gruppo di ricercatori con background in ingegneria aerospaziale e scienze ambientali, con l’obiettivo di fornire strumenti di monitoraggio delle emissioni atmosferiche ad alta risoluzione, sfruttando appunto i dati satellitari. Il team multidisciplinare è stato organizzato per integrare competenze in telerilevamento, modellistica atmosferica e data science, una combinazione che consente all’azienda di proporre soluzioni verticali sia per la compliance che per l’ottimizzazione operativa.
La società, basata Monaco, ha scelto di focalizzarsi sulla rilevazione remota di inquinanti come metano, ossidi di azoto e composti organici volatili. Di fatto attiva in una nicchia dove la domanda di dati affidabili e granulari è cresciuta in parallelo agli obblighi regolatori internazionali AIRMO ha voluto rispondere alla spinta verso la trasparenza delle imprese più esposte alle tematiche ESG.
La tecnologia satellitare utilizzata da AIRMO per l’analisi ambientale
Il fulcro dell’attività di AIRMO risiede nell’utilizzo combinato di sensori iperspettrali montati su piattaforme satellitari LEO (Low Earth Orbit) e algoritmi AI proprietari per l’estrazione dei segnali associati alle emissioni antropiche.
A differenza delle metodologie convenzionali basate su stazioni terrestri o droni, il sistema AIRMO garantisce una copertura geografica più ampia e soprattutto ripetibile, un requisito essenziale per il monitoraggio continuo su scala nazionale o continentale. L’infrastruttura tecnologica sfrutta flussi di dati provenienti sia da satelliti commerciali sia da missioni open data come Sentinel-5P. Questo approccio multistrato permette di calibrare i modelli sulle peculiarità locali del territorio, riducendo l’incertezza associata alle misurazioni e migliorando la detection selettiva dei diversi gas serra.
Come funziona il rilevamento delle emissioni: dai dati grezzi alle informazioni utili
Il processo avviato da AIRMO inizia con la raccolta di dati satellitari che vengono preprocessati per correggere distorsioni atmosferiche ed altri effetti che possono generare errori. Il software implementa tecniche di inversione radiativa o inversione termica da irraggiamento, con soluzioni di machine learning supervisionato e metodi bayesiani per discriminare le caratteristiche spettrali dei vari inquinanti. Una volta isolate le anomalie emissive, i dati vengono validati tramite incrocio con misure ground-truth disponibili o mediante modelli meteorologici regionali per stimare il trasporto degli inquinanti. Il prodotto finale mette a disposizione delle mappe statiche arricchite da report dinamici che segnalano trend temporali, anomalie puntuali e aggregazioni a livello di asset industriale o area urbana. Tutte queste informazioni vengono poi rese accessibili tramite API o dashboard personalizzate, in modo che possano essere integrate nei sistemi decisionali di imprese e organizzazioni clienti (vedi ESG platform e vedi quali tecnologie servono alla sostenibilità e Innovazione digitale per la sostenibilità e
Applicazioni pratiche: i principali settori serviti da AIRMO
L’offerta AIRMO si rivolge oggi soprattutto al mondo oil&gas, alla gestione dei rifiuti, alle utilities energetiche e alle amministrazioni pubbliche impegnate nel controllo della qualità dell’aria. Le compagnie energetiche utilizzano questa piattaforma per verificare la conformità alle soglie emissive imposte dalla normativa europea sulle emissioni di metano, mentre realtà del waste management traggono vantaggio dal monitoraggio remoto delle discariche. L’ambito urbano rappresenta un ulteriore ambito applicativo: alcune città pilota hanno attivato progetti sperimentali per correlare i flussi emissivi con i piani di mobilità sostenibile e con le strategie antismog. In tutti questi casi, la granularità spaziale e temporale dei dati prodotti consente interventi mirati che sarebbero difficili da pianificare con strumenti tradizionali.
Le sfide della misurazione delle emissioni dall’orbita e come vengono affrontate
La misurazione delle emissioni atmosferiche dallo spazio pone diversi problemi tecnici: dalla necessità di distinguere le sorgenti puntiformi da quelle diffuse alla gestione delle interferenze causate da condizioni meteorologiche variabili o dalla presenza di superfici riflettenti come acqua e neve.
AIRMO affronta queste criticità investendo in R&D sulla correzione degli artefatti spettrali e affinando la modellistica radiativa per minimizzare i falsi positivi. Un ulteriore nodo riguarda la validazione incrociata delle osservazioni satellitari con dati in-situ; su questo ambito la startup collabora con enti accademici per lo sviluppo di reti sensoristiche temporanee e campagne di verifica sul campo. Infine, la scalabilità del sistema è basata su continui aggiornamenti infrastrutturali per gestire il volume crescente dei dati acquisiti, garantendo al tempo stesso tempi rapidi di elaborazione.
Prospettive future e impatto nella lotta al cambiamento climatico
AIRMO punta a rafforzare il ruolo del monitoraggio dallo spazio come leva strategica nelle politiche climatiche europee ed extra-europee. La società sta ampliando il portafoglio servizi verso la quantificazione automatizzata dell’impronta carbonica a livello aziendale e territoriale, elemento chiave nei meccanismi EU ETS Emissions Trading System e nei framework volontari ESG.
In prospettiva, l’integrazione tra telerilevamento satellitare ed edge computing permetterà una maggiore tempestività nell’individuare eventi anomali come fughe improvvise o incendi industriali. L’approccio data-driven promosso dalla società contribuisce inoltre all’affinamento degli inventari nazionali sulle emissioni – passaggio cruciale per verificare gli impegni assunti dagli Stati negli accordi multilaterali sul clima – favorendo una transizione più informata verso modelli produttivi a basso impatto ambientale.
Tecnologie satellitari e sorveglianza ambientale
Nel panorama della sorveglianza ambientale, le soluzioni di AIRMO rappresentano un esempio di come le tecnologie satellitari possano tradursi in strumenti operativi a supporto di imprese, istituzioni e decisori pubblici. L’approccio sviluppato suggerisce che la qualità e la tempestività dei dati possono incidere sia sulla conformità normativa, sia sull’efficacia delle strategie di mitigazione.
