Cinci inovaţii care vor schimba lumea de mâine: Detectarea poluării cu viteza luminii

În anul 1609 Galileo a inventat telescopul şi a văzut pentru prima oară cosmosul într-un mod cu totul nou. Această descoperire a infirmat teoria că Pământul se află în centrul Universului şi a demonstrat că planeta noastră, la fel ca şi celelalte, se roteşte în jurul Soarelui, realitate care până atunci a fost imposibil de observat direct.

IBM Research are ambiţia de a se plasa în această tradiţie a inovaţiilor, fie că este vorba de noi dispozitive tehnologice sau de noi instrumente software, pentru a descoperi realitatea înconjurătoare, de la nivelul nanoscopic la cel macroscopic.

IBM identifică cinci inovaţii care au potenţialul de a ne schimba viaţa în următorii cinci ani:

Detectarea poluării cu viteza luminii

În cinci ani, tehnologii noi şi accesibile din punct de vedere al costurilor vor fi amplasate în apropierea locurilor de extracţie a gazelor naturale, a facilităţilor de stocare a hidrocarburilor şi de-a lungul conductelor de distribuţie, permiţând identificarea în timp real a unor fisuri invizibile cu ochiul liber.

În prezent, majoritatea poluanţilor trec neobservaţi, până când efectele lor îi fac imposibil de ignorat. Metanul, spre exemplu, este principalul component al gazului natural, considerat în mod comun drept o sursă relativ curată de energie (în orice caz mai curată decât cărbunele). Dacă metanul ajunge însă în atmosferă, el are un extraordinar de puternic efect de seră. După dioxidul de carbon, metanul are cea mai mare contribuţie la încălzirea planetei.

În Statele Unite, emisiile din sistemele de stocare, prelucrare şi transport al petrolului şi gazelor naturale reprezintă cele mai importante surse de metan din atmosferă. Agenţia americană pentru Protecţia Mediului (EPA) estimează că peste 9 milioane tone de metan au ajuns în atmosferă în 2014 din sistemele de extracţie, transport, prelucrare şi stocare a gazelor naturale.

Această poluare este mai puternică decât cea cu dioxid de carbon generată de toate facilităţile americane din industria metalurgică, a cimentului şi a aluminiului la un loc, în interval de timp de 100 de ani.

Peste cinci ani, reţele de senzori interconectaţi wireless la internetul lucrurilor (IoT) vor transmite în cloud în mod permanent datele obţinute din monitorizarea infrastructurii vaste a industriei gazelor naturale, permiţând identificarea unor eventuale scurgeri în intervale de timp de ordinul minutelor, şi nu al săptămânilor, ca în prezent, reducând considerabil poluarea şi riscul de producere a unor accidente cu efecte devastatoare pentru mediu.

Cercetători de la IBM colaborează cu companii din domeniul gazelor naturale, aşa cum este compania texană Southwestern Energy, pentru a dezvolta sisteme inteligente de monitorizare a metanului în cadrul ARPA-E Methane Observation Networks.

În centrul acestui proiect derulat de IBM se află aă cu siliciu, o tehnologie revoluţionară care transferă date prin intermediul luminii şi, implicit, la viteza luminii. Aceste cipuri vor fi incluse în reţele de senzori la sol sau în cadrul infrastructurii. De asemenea, sunt avute în vedere şi sisteme de senzori amplasaţi pe drone, care vor survola anumite locaţii.

Aceşti senzori vor genera informaţii care, combinate cu alte date obţinute în timp real cu privire la dinamica maselor de aer, cu datele obţinute din satelit, dar şi din alte surse, pot fi folosite pentru a construi modele complexe ce pot identifica sursa şi cantitatea substanţelor poluante imediat ce acestea îşi fac apariţia.

Peste cinci ani, tehnologii ieftine de detectare a poluării, amplasate în apropierea zonelor de extragere, prelucrare, stocare şi transport a gazelor naturale, vor identifica în timp real eventualele scurgeri sau fisuri apărute şi le vor interpreta automat cu ajutorul sistemelor de inteligenţă artificială (AI).

Aceste tehnologii au potenţialul de a schimba lumea pentru că astfel de sisteme de detecţie cu senzori care pot „vedea” şi da alarma în timp real pot fi folosite şi pentru detectarea altor agenţi poluanţi, în afară de metan. Ele vor putea fi folosite pentru a detecta până şi cele mai mici scurgeri de petrol în apă, pentru a identifica poluarea aerului produsă de automobile etc.

Astfel de sisteme de detectare a poluării cu viteza luminii, bazate pe tehnologia de fotonică cu siliciu, vor face posibilă includerea unor micro-spectrometre în reţelele de senzori de la sol sau din infrastructură pentru a obţine date care, combinate cu informaţii obţinute în timp real din alte surse, pot detecta locul producerii poluării, tipul şi cantitatea de substanţe poluante imediat ce apar în mediul înconjurător. (Text: Agerpres, Foto: reference.com , Video: youtube.com)