Ympäristön mittaus ja monitorointi -ohjelman (MMEA) loppuraportti

1

MITTAUS, MONITOROINTI JA YMPÄRISTÖTEHOKKUUDEN ARVIOINTI

2

SISÄLLYSLUETTELO

JOHDANTO

Ympäristötieto haltuun ja hyötykäyttöön ...................................................................... 6 Rahoitus ................................................................................................................................................ 7

OSALLISTUJIEN PUHEENVUORO

Merkittävää tutkimusta ajankohtaisella alalla ............................................................... 9 Laajat haasteet, laajat ratkaisut ............................................................................................... 10 Näkyvyyttä uusilla markkinoilla ............................................................................................ 10 Ohjelman vaikuttavuus................................................................................................................ 11

TULOKSIA

Ympäristötieto tuottajalta käyttäjälle sujuvasti ........................................................... 12 Case: Ympäristötietoa sähköverkon hallintaan ............................................................ 15 Luotettavia ennusteita suurkaupungin ilmanlaadusta, Case Kiina ................. 16 Sään ja ilmaston tutkiminen uudelle tasolle ................................................................. 18 Ainutlaatuista tietoa voimalaitoksen päästöistä ......................................................... 20 Laatua mittauksiin, tehoa energiantuotantoon........................................................... 22 Puhdasta vettä hallitusti ja energiatehokkaasti............................................................ 24 Apua kaivosvesien tarkkailuun ja hallintaan ................................................................. 26 Ajantasainen ympäristötieto tukee viljelijöitä .............................................................. 28

6

JOHDANTO

Ympäristötieto haltuun ja hyötykäyttöön Suomalaiset yritykset ja tutkimuslaitokset kehittivät ympäristötiedon hankkimista ja hyödyntämistä monialaisessa tutkimusohjelmassa Mittaus, monitorointi ja ympäristötehokkuuden arviointi vuosina 2010–2015.

Uskomme, että ympäristötiedon merkitys kasvaa lähivuosina koko yhteiskunnassa. Luotettavia mittaustuloksia yhdistetään ja analysoidaan käyttökohteen mukaan ja tarjotaan selkeässä muodossa niistä kiinnostuneille. Tulevaisuudessa suurkaupungin asukas saa yksityiskohtaisen ennusteen ilmanlaadusta, ja käyttöpäällikkö seuraa teollisuuslaitoksen päästöjä ajantasaisesti.

Tutkimusohjelman perimmäisenä tarkoituksena oli vahvistaa suomalaista osaamista ja kilpailukykyä ympäristömonitoroinnin kansainvälisessä kärjessä. Suomalaiset tutkimuslaitokset ja yritykset ovat menestyneet ennen kaikkea optisten mittausteknologioiden, säätutkien sekä mikroantureiden kehittäjinä. Tutkimusohjelma vahvisti näiden lisäksi erityisesti kaukokartoituksen osaamista.

Ympäristön tilaa mitataan runsaasti jo nyt, mutta mittausten laatu on vaihtelevaa ja mittaustuloksia hyödynnetään suppeasti. Tutkimusohjelman tavoitteena oli saattaa luotettava, ympäristön tilaa koskeva tieto entistä helpommin ja monipuolisemmin yhteiskunnan eri osapuolien käyttöön. Siksi ohjelma kattoi koko arvoketjun mittausteknologiasta ympäristötiedon hallintaan asti.

Tutkimusohjelma Mittaus, monitorointi ja ympäristötehokkuuden arviointi tunnetaan nimellä MMEA (Measurement, Monitoring and Environmental Efficiency Assessment). Sen kokonaisarvo oli 54,4 miljoonaa euroa, josta yritykset maksoivat 33 prosenttia, julkiset tutkimuslaitokset 13 prosenttia sekä Tekes 54 prosenttia. Ohjelma alkoi vuoden 2010 alussa ja päättyi syyskuussa 2015.

Ohjelmassa rakennettiin tieteellistä ja teknologista perustaa ympäristötiedon hallintajärjestelmille, joita voidaan soveltaa eri toimintaympäristöissä ja kokoluokissa.

Samalla luotiin liiketoimintamalleja hallintajärjestelmiä hyödyntäville palveluille.

Tutkimusohjelmaa johti CLEEN Oy (Cluster for Energy and Environment), joka oli strategisen huippuosaamisen keskittymä (SHOK) energia- ja ympäristöalan yrityksille ja tutkimusyhteisöille vuosina 2008–2015. Syyskuussa 2015 CLEEN ja FIBIC (Finnish Bioeconomy Cluster) yhdistyivät CLIC Innovation Oy:ksi.

Laaja-alaisen tutkimuksen mahdollisti se, että tutkimusohjelma yhdisti 41 yrityksen ja 13 tutkimuslaitoksen voimat. Tutkijat hyödynsivät ja vahvistivat lisäksi omia kansainvälisiä verkostojaan.

TERO EKLIN

PETRI KOPONEN

JATTA JUSSILA-SUOKAS

HEIKKI TURTIAINEN

/ Ohjelmapäällikkö

MMEA (1/2010-4/2015)

MMEA (4/2015-9/2015)

/ Teknologiajohtaja CLIC Innovation Oy

/ Ohjausryhmän pj MMEA

/Ohjelmapäällikkö

RAHOITUS

OSAPUOLET

YRITYKSET Anturikeskus Oy DA-Design Oy Dekati Oy DigiEcoCity Oy Eigenor Oy Fatman Oy Gasmet Technology Oy Gasum Oy Green Net Finland ry Harp Technologies Oy Helsingin Energia / Helen Oy Helsinki Aerosol Consulting Oy HIQ Finland Oy HSY Helsingin seudun ympäristöpalvelut Jyväskylän Energia Oy Kemira Oyj Lentokuva Vallas Oy Luode Consulting Oy Measurepolis Development Oy Valmet Oy Metso Automation Oy Modulight Oy Numerola Oy Cubio Communications Oy Outokumpu Stainless Oy Outotec Oyj Oy Indmeas Ab PIEneering Oy Pegasor Oy Profium Oy Proventia Emission Control Oy Sensire Oy (ex Controlmatic Oy) Space Systems Finland Oy Stora Enso Oyj Vaisala Oyj Wärtsilä Oyj

TUTKIMUSLAITOKSET Aalto -korkeakoulusäätiö Geodeettinen laitos / MML Paikkatietokeskus Ilmatieteen laitos Helsingin yliopisto Jyväskylän yliopisto MTT /Luonnonvarakeskus Luke Metropolia Ammattikorkeakoulu Mittatekniikan keskus/VTT MIKES Metrologia Suomen ympäristökeskus (SYKE) Tampereen teknillinen yliopisto Itä-Suomen yliopisto Oulun yliopisto Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy

7

8

RAHOITUS

YKSITYINEN RAHOITUS 33% TEKESIN KOKONAISRAHOITUS 54% TEKESIN RAHOITUS YRITYKSILLE 22% TEKESIN RAHOITUS TUTKIMUSLAITOKSILLE 32% MUU JULKINEN RAHOITUS 13%

13%

33%

54%

22%

32%

Tutkimusohjelma Mittaus, monitorointi ja ympäristötehokkuuden arviointi tunnetaan nimellä MMEA (Measurement, Monitoring and Environmental Efficiency Assessment). Sen kokonaisarvo oli 54,4 miljoonaa euroa, josta yritykset maksoivat 33 prosenttia, julkiset tutkimuslaitokset 13 prosentia sekä Tekes 54 prosenttia. Ohjelma alkoi vuoden 2010 alussa ja päättyi syyskuussa 2015.

OSALLISTUJIEN PUHEENVUORO

9

Merkittävää tutkimusta ajankohtaisella alalla Tutkimusohjelma Mittaus, monitorointi ja ympäristötehokkuuden arviointi kohdistui alueeseen, joka kehittyy voimakkaasti juuri nyt ja lähivuosina. Mittaamme yhä enemmän ympäristöämme, ja syitä siihen on monia ilmastonmuutoksesta ja ilman saastumisesta alkaen.

Huomionarvoista nykytilanteessa on se, että ilmiöitä mitataan ja käsitellään pitkälti erillisinä, vaikka ihmiset altistuvat väistämättä lukuisten ilmiöiden yhteisvaiku­ tukselle.

Tämä tutkimusohjelma oli yksi ensimmäisistä yrityksistä yhdistää erilaisia mittauksia ja havaintoja ja tuottaa niistä hyödyllistä tietoa. Mielestäni se onnistui tehtävässä erittäin hyvin. Ohjelmassa oli kriittinen massa tietoa ja taitoa, ja sen ajoitus oli oivallinen. Se edisti niin tiedon tuottamista, jalostamista kuin jakamistakin. Ohjelmassa kehitetty ympäristötiedon alusta on ainutlaatuinen väline, joka voisi toimia perustana ympäristötiedon avoimelle ja kansainväliselle kehittämiselle.

aivan luontaista. Oli kuitenkin ilo huomata, että yhteistyö sujui lupaavasti, erityisesti kiinalaisten kanssa. Näkisin mielelläni yhteistyön leviävän yhtä vahvasti moniin muihin maihin. Uskon, että kansainvälistymistä voisi edistää myös panostamalla ulkomaisiin opiskelijoihin, jotka perehtyvät ympäristömonitoroinnin eri alueisiin. Heistähän kehittyy muutamassa vuodessa alojensa kansainvälisiä edustajia.

Ohjelman päättyessä on tärkeää, että ainakin osa kumppaneista jatkaa hyvin lämmitettyä yhteistyötä uusissa hankkeissa. Siten isosta ja hyödyllisestä sijoituksesta tulee vielä hyödyllisempi. Suomalaisilla on syytä olla iloisia ja ylpeitä tällaisesta tutkimusyhteistyöstä.

Tutkimusohjelma oli myös suuri haaste, ei pelkästään tieteellisten ja teknologisten tavoitteiden suhteen, vaan kulttuurisena ja henkisenä harppauksena. Ensinnäkin, tutkimustyön perustaksi oli luotava yritysten ja tutkimuslaitosten ekosysteemi. On selvää, että yhteistyöhön ryhtyvien yritysten on aina hankalaa hellittää otetta henkisestä pääomastaan ja oppia jakamaan. Ohjelmaa koordinoiva CLEEN näki kuitenkin paljon vaivaa tasoittaakseen kumppaneiden tietä, ja nämä onnistuivatkin yhteistyössä hyvin.

Ekosysteemin ohella oli kehitettävä keinoja, joilla osallistujat voivat kurotella oman yhteisönsä ulkopuolelle ja ulkomaille asti, mikä ei ole suomalaisille välttämättä

Kostas Karatzas

/Professori

Tietojärjestelmät ja -sovellukset Ympäristöinformatiikan tutkimusryhmä Aristotle University of Thessaloniki KREIKKA

Kostas Karatzas osallistui Mittaus, monitorointi ja ympäristötehokkuuden arviointi -tutkimusohjelman arviointiin ja kehittämiseen ohjelman tieteellisen johtoryhmän (scientific advisory board) jäsenenä.

Ryhmässä toimivat lisäksi:

Michel Matti Maricq

Professori V. Chandrasekar

Professori Herman Russchenberg

/ Research and Advanced Engineering Ford Motor Company YHDYSVALLAT

/ Colorado State University YHDYSVALLAT

Andreas Ciroth / GreenDeltaTC GmbH SAKSA

Professori Hongjung Mao /Nankai University KIINA

/ TU Delft Electrical Engineering, Mathematics and Computer Science, Telecommunications ALANKOMAAT

10

OSALLISTUJIEN PUHEENVUOROT

Laajat haasteet, laajat ratkaisut ”Meidän on ymmärrettävä yhä paremmin oma roolimme ympäristöön liittyvissä, kokonaisvaltaisissa haasteissa.

Keskitymme Vaisalassa sääilmiöiden havainnointiin, mutta meidän on myös tärkeää tietää, miten sääilmiöt vaikuttavat ilman ja veden laatuun tai vaikkapa energiantuotantoon.

Tutkimusohjelma Mittaus, monitorointi ja ympäristötehokkuuden arviointi toi yhteen poikkeuksellisen laajan joukon tutkimuslaitoksia ja yrityksiä koko ympäristötiedon arvoketjusta. Monipuolisen yhteistyön avulla pystyimme kehittämään osaamistamme säänmittausjär-

Ilkka Mannonen /Sääliiketoiminnan tuotekehitysjohtaja Vaisala Oyj

jestelmien toimittajana ja saimme lisää valmiuksia edetä arvoketjussa kohti mittauksiin liittyviä päätöksentekojärjestelmiä. Pääsimme myös kokeilemaan asioita, joihin meillä olisi korkea kynnys ilman yhteistyökumppaneita ja ulkopuolista rahoitusta.

Yhdessä saimme kasvatettua alan osaamista Suomessa.

Vaisalahan tekee pääosan tutkimus- ja kehitystyöstään Suomessa, vaikka valtaosa asiakkaistamme on ulkomailla.

Teemme toki yhteistyötä myös ulkomaisten tutkimuslaitosten kanssa ja hyödynsimme kontaktejamme myös tässä tutkimusohjelmassa. ” Illka Mannonen

Juha Kaartinen /Toimitusjohtaja Pegasor Oy

Näkyvyyttä uusilla markkinoilla ”Tutkimusohjelma Mittaus, monitorointi ja ympäristötehokkuuden arviointi tarjosi hallinnollisesti helpon tavan yhdistää monen tutkimuslaitoksen ja yrityksen voimat.

Pystyimme Pegasorissa kartuttamaan omaa osaamistamme ja saimme näkyvyyttä, johon meillä ei olisi ollut mahdollisuutta ilman kumppaneiden kanssa toteutettuja pilotteja ja CLEENin järjestämiä tapahtumia.

Tutkimusohjelman myötä päädyimme siirtämään painopistettämme autoteollisuuden päästömittauksista ilmanlaadun seurantaan kaupungeissa. Mittalaitteiden

ohella tarjoamme nyt laajoja järjestelmiä, jotka sisältävät myös kumppaneiden kehittämiä osia. Tiivis tutkimusyhteistyö on siis johtanut tiiviiseen kaupalliseen yhteistyöhön.

Tämän siirron seurauksena meille on auennut uusi markkina-alue, Kiina, josta odotamme lähivuosina muutaman kymmenen miljoonan euron liikevaihtoa.

Nyt liikevaihtomme on parin miljoonan luokkaa. Tutkimusohjelman jälkeen on helppo todeta, että yhteistyö tuotti enemmän kuin osiensa summan.” Juha Kaartinen

OHJELMAN AVAINLUVUT

Ohjelman vaikuttavuus YHTEISKUNNALLISESTI VAIKUTTAVA

27 36 11

OPINNÄYTETYÖTÄ JATKOOPISKELIJAA

ULKOMAISTA TUTKIJAA

TIETEELLISESTI KORKEATASOINEN

17 118 195

VÄITÖSKIRJAA

VERTAISARVIOITUA TIETEELLISTÄ ARTIKKELIA KONFERENSSIJULKAISUA

TEOLLISESTI MERKITTÄVÄ

10 228

TUTKIMUSPILOTTIA

TEKNISTÄ RAPORTTIA TEOLLISUUDEN KÄYTTÖÖN

11

12

TULOKSIA

+8%

Ympäristötieto tuottajalta käyttäjälle sujuvasti Ympäristötietoa tuotetaan yhä enemmän, mutta sitä hyödynnetään edelleen melko vaatimattomasti. Ympäristötiedon alusta edistää tiedon hyödyntämistä helpottamalla sen keräämistä, jalostamista ja jakelua.

Yksi havainnoi säätä, toinen mittaa vedenlaatua ja kolmas tarkkailee tehtaan päästöjä. Mitä mittaustuloksista saisi irti yhdessä? Ketä tieto voisi kiinnostaa ja millaisessa muodossa? Tällaisia kysymyksiä punnittiin tutkimusohjelmassa Mittaus, monitorointi ja ympäristötehokkuuden arviointi. ”Ilmatieteen laitos on erittäin pitkällä tiedon jakamisessa, mutta jos halutaan vaikkapa tietoa ilmanlaadusta Euroopassa, se on hajallaan monissa eri lähteissä ja eri muodoissa. Jos mennään vedenlaatuun, tilanne on vielä hankalampi”, kertoo erikoistutkija Ville Kotovirta VTT:ltä.

Hän uskoo, että tiedon jakamista voi edistää tekemällä se nykyistä helpommaksi. Tutkimusohjelman ytimeksi rakennettiin ympäristötiedon alusta, joka kokoaa hajallaan olevan tiedon, varmistaa sen laadun, jalostaa sitä ja jakelee sen käyttäjille.

Teknisesti ympäristötiedon alusta sisältää rajapinnat tietolähteiden ja alustan välillä sekä alustan ja käyttäjän välillä. Tämän lisäksi alustan tehtävänä on tarvittaessa yhdistää ja jalostaa raakatietoa analyyseiksi ja ennusteiksi. ”Tehtävä ei ollut haastava niinkään teknisesti vaan kaupallisesti”, Kotovirta huomauttaa. Siksi kaupallinen näkökulma oli alusta asti mukana myös tutkimusohjelmassa.

Ohjelmassa kehitettiin liiketoimintamallia, joka sopisi ympäristötiedon alustaa hallitsevalle dataoperaattorille.

Mallin mukaan dataoperaattori laatii sopimukset tiedon tuottajien ja käyttäjien kanssa ja toimittaa tiedot käyttäjille näiden toivomassa muodossa. ”Lisäarvo tulee palvelusta, joka voi edellyttää esimerkiksi erityisalojen tuntemusta”, Kotovirta sanoo.

Alustaa rakensi IT-konsultointiyritys HiQ Finland Oy. ”Meille on tuttua avoimen datan ja massiivisten tietomäärien ajantasainen käsittely, ja sitä osaamista toimme myös ympäristötiedon alustaan”, kertoo tutkimus- ja kehitysjohtaja Atso Haapaniemi HiQ:sta. Hän arvioi, että tutkimukseen osallistuminen on kasvattanut HiQ:n osaamista ja laajentanut sitä uudelle alueelle, siis ympäristötietoon ja sen lähteisiin.

Ympäristötiedon alustalle löytyi hyödyntäjiä jo tutkimusohjelman aikana. Esimerkiksi Vaisala kehitti yhdessä tutkimuslaitosten kanssa ohjelmiston, joka kokoaa ja käsittelee eri lähteistä tulevat tutkahavainnot jatkokäsittelyä varten.

Ohjelmisto sovitettiin osaksi ympäristötiedon alustaa, ja Vaisala jatkoi lisäksi omin voimin ohjelmiston kehittämistä tuotteeksi.

VilleKotovirta /VTT

TULOKSIA

DATA

ALLITSE 3. H

A ST

1. TUN NI

DATAN KÄSITTELY 2.

I

NÄ EN LM

YHTEISÖT

TU

DA TA

YRITYKSET

VIS

U

IS AL

O

I

KULUTTAJAT

13

14

TULOKSIA

PÄÄTTÄJÄT KANSALAISET

DATAOPERAATTORI LAADUNHALLINTA

TIEDON SUODATUS JA REITITYS

SATELLIITTIHAVAINNOT

MALLI JA SIMULOINTI

HAVAINTOTIETOKANNAT, KARTAT MITTAUKSET

TIEDON SYNKRONISOINTI JA PROSESSOINTI TIEDON TALLENNUS

JALOSTETTUA TIETOA YMPÄRISTÖSTÄ

KONSULTIT KEHITTÄJÄT TUTKIJAT

KANSALAISHAVAINNOT

TULOKSIA

15

Case: Ympäristötietoa sähköverkon hallintaan Säähavainnot ja -ennusteet auttavat sähköverkkoyhtiöitä ennakoimaan ja ehkäisemään vikoja sähköverkoissa. Sopivat säätiedot voi tarjota dataoperaattori.

Myrsky kaataa puita ja puut kaatavat sähköverkkoja.

Onneksi riskeihin voi kuitenkin varautua. Älykäs sähköverkko paikallistaa sähkönjakelun häiriöt ja tallentaa olosuhteisiin liittyviä tietoja verkon kuormituksesta ja laitteiden kunnosta alkaen. Kun näitä tietoja analysoidaan yhdessä tarkkojen säähavaintojen ja -ennusteiden kanssa, sähköverkkoyhtiö voi ennustaa ja ehkäistä vikatilanteita entistä paremmin. Tällaisen analyysipalvelun peruslinjoja selvitettiin CLEENin koordinoimassa tutkimusohjelmassa Älykkäät sähköverkot ja energiamarkkinat, joka päättyi helmikuussa 2015.

Jotta palvelu sopisi sähköverkkoyhtiöille sijainnista riippumatta, sen olisi saatava parhaat säätiedot kustakin maasta sopivasti muokattuina. ”Se ei ole kuitenkaan mielekäs ydintehtävä palvelun tuottajalle”, toteaa ohjelmapäällikkönä toiminut ABB:n tutkimuspäällikkö Jani Valtari. Hänen mukaansa säätietojen toimittamisesta suoriutuisi paremmin ja kannattavammin ympäristötietoihin erikoistunut dataoperaattori.

Sellaisen toiminta oli suunnitteilla tutkimusohjelmassa Mittaus, monitorointi ja ympäristötehokkuuden arviointi. ”He rakensivat meille rajapinnan, jonka avulla kytkimme ympäristötiedon alustan omaan sähköverkkoanalyysiimme”, Valtari kertoo. Hänen mukaansa palvelu on

edelleen tutkimuksen tasolla mutta sellaisen tarjoaminen kiinnostaa erityisesti ABB:tä, jonka verkkolaitteet suojaavat sähköverkkoja ja keräävät ajantasaista tietoa sähköverkkojen toiminnasta. ”Tämä case osoitti, että dataoperaattorin toiminnalle on todellakin tarvetta, jos se osataan oikein organisoida”, sanoo erikoistutkija Ville Kotovirta VTT:ltä.

Jani Valtari /ABB Oy

VAROITUS

16

TULOKSIA

Luotettavia ennusteita suurkaupungin ilmanlaadusta Case Kiina Sisä- ja ulkoilman laatua ennustamalla voidaan vaikuttaa merkittävästi elämänlaatuun suurkaupungeissa. Tilannetta parantavat entistä tarkemmat mittaus- ja ennustemenetelmät.

Pienhiukkaspäästöt heikentävät merkittävästi ilmanlaatua suurkaupungeissa eri puolilla maailmaa, mikä vaarantaa miljoonien ihmisten terveyden. Tutkimusohjelmassa Mittaus, monitorointi ja ympäristötehokkuuden arviointi selvitettiin, miten kaupunkilaisille voidaan tarjota ajantasaista tietoa ja luotettavia ennusteita lähialueen ilmanlaadusta.

Tutkimus käynnistyi Suomessa mutta levisi jo varhaisessa vaiheessa Kiinaan, jossa on yli 160 miljoonakaupunkia ja kaupungit kasvavat edelleen huimaa vauhtia.

Kiinalaiset viranomaiset julkaisevat ilmanlaatua koskevia mittaustietoja aiempaa avoimemmin, mutta tieto on edelleen sirpaleista ja melko suurpiirteistä, ja luotettavia ennusteita on tarjolla vain vähän.

Tutkimuksen tuloksena syntyi ilmanlaatua mallintava ja ennustava järjestelmä, jota tutkijat pääsivät kokeilemaan kiinalaisissa suurkaupungeissa. ”Sillä, että voimme arvioida ilmanlaatua reaaliaikaisesti ja ennustaa sitä jopa kahden vuorokauden päähän, on suuri merkitys Kiinassa, jossa pienhiukkaspitoisuudet ovat helposti kymmenkertaiset verrattuna suomalaiskaupunkeihin”, sanoo tutkimuspäällikkö Ari Karppinen Ilmatieteen laitoksesta.

Järjestelmän anturiverkko mittaa kaupunkialueen ilmanlaatua, ja ennustemalli yhdistää mittaustiedot

muuhun ympäristötietoon, muun muassa viranomaisilta saatuihin säähavaintoihin ja karttatietoihin. ”Suomessa tunnemme päästölähteet hyvin ja voimme mallintaa teollisuuslaitoksen tai katukuilun vaikutukset ilmanlaatuun kohtuullisen tarkasti, mutta Kiinassa tarkkaa tietoa päästöistä ei ole aina helposti saatavilla.

Siksi rakensimme mallin, joka hyödyntää ilmanlaadun arvioinnissa tehokkaasti myös mittaustietoja”, Karppinen kertoo. Hän pitää tärkeänä, että järjestelmä hyödyntää tehokkaasti kaikkea tietoa, mitä kulloinkin on tarjolla.

Ilmanlaatua mittaavia antureita kehitti Pegasor Oy. ”Aloitimme tutkimusohjelmassa puhtaasti antureita koskevalla tutkimustyöllä Suomessa ja päädyimme järjestelmätoimittajaksi Kiinaan”, summaa Pegasorin varatoimitusjohtaja Markku Rajala. Pegasor löysi tutkimuksen myötä yhteistyökumppaneita niin Suomesta kuin Kiinastakin ja jatkaa näiden kanssa ennustejärjestelmien soveltamista kiinalaiskaupunkien tarpeisiin.

Tutkimuksen alkuvaiheessa Pegasor päätyi myös palkkaamaan ensimmäisen kiinalaisperäisen työntekijänsä, mikä osoittautui merkittäväksi teoksi niin tutkimusohjelman kuin Pegasorinkin kannalta. ”Hän pystyi avaamaan ovia, joita emme olisi mitenkään saaneet auki suomalaisvoimin”, Rajala kertoo. Hänen mukaansa tutkimusta edisti vahvasti myös se, että niin

Ari Karppinen

Markku Rajala

/Ilmatieteen laitos

/Pegasor Oy

TULOKSIA

CLEEN kuin Suomen suurlähetystökin tarjosivat suomalaisryhmälle näkyvyyttä ja Kiinassa kunnioitettua arvovaltaa.

Tutkimusryhmä asensi ennustejärjestelmänsä laajimman version Langfangin kaupunkiin. Lisäksi tutkijat kokeilivat Shenzhenissä paikallisen yliopiston avulla järjestelmää, joka keräsi kaupunkilaisten omia havaintoja ilmanlaadusta.

Pekingissä ryhmä tutki sisä- ja ulkoilman suhdetta.

VTT testasi Suomen suurlähetystön ilmanvaihtojärjestelmässä erilaisia suodattimia ja mittasi samalla sisäilman

17

laatua. Lähetystön ulkopuolella tutkimusryhmä mittasi sekä säätä että ulkoilman laatua, ja selvitti, miten ulkoilman laatu vaikuttaa sisäilmaan. ”Yksi olennainen kysymys on se, kannattaisiko panostaa enemmän sisäilman puhdistamiseen, kun kerran ulkoilmaa ei saada puhtaaksi”, huomauttaa tutkija Aimo Taipale VTT:ltä. Toisaalta, tutkimusohjelmassa kehitetty ilmanlaadun ennustejärjestelmä tarjoaa kiinalaiskaupungeille myös uusia mahdollisuuksia puuttua päästöihin, joiden alkuperä on ollut aiemmin epäselvä. ”Mallintamalla voimme jäljittää seudun merkittävät päästölähteet”, Karppinen sanoo.

µg/m³

hPa

RH 3%

CO2

PM2,5

PM2,5 PIENHIUKKASET – MERKITTÄVÄ HAITTA TERVEYDELLE Halkaisijaltaan alle 2,5 mikrometrin hiukkasia kutsutaan pienhiukkasiksi (PM2.5). Ne voivat kulkeutua hengitysilman mukana keuhkojen ääriin, keuhkorakkuloihin asti ja aiheuttaa monenlaisia akuutteja ja kroonisia terveyshaittoja. Niiden on todettu lisäävän sairastuvuutta hengityselinsairauksiin sekä sydän- ja verisuonitauteihin jo hyvin pieninä pitoisuuksina. Turvallista pitoisuutta ei ole pystytty määrittämään.

Erityisen haitallisina pidetään ultrapieniä hiukkasia, joiden halkaisija on alle 0,1 mikrometriä. Ne voivat päästä keuhkorakkuloista verenkiertoon ja vaikuttaa elimistössä hyvinkin pitkiä aikoja. Niiden vaikutusmekanismista on vähiten tietoa.

Pienhiukkasia tulee ilmaan muun muassa liikenteestä, energiantuotannosta ja puun pienpoltosta. Ne voivat kulkeutua jopa tuhansia kilometrejä ilmamassojen mukana.

18

TULOKSIA

Sään ja ilmaston tutkiminen uudelle tasolle Uudet työkalut parantavat sääennusteita ja helpottavat ilmaston ja sen muutosten tutkimista. Tällaisia välineitä ovat muun muassa mobiilitutka, kosteuslidar sekä säätutkan edistyksellinen laskentamenetelmä.

Ilmatieteen laitos havainnoi sadetta pääasiassa kaksoispolarisaatiotutkilla, jotka tarjoavat huomattavasti tarkempaa tietoa kuin maailmalla yleiset, perinteiset säätutkat.

Tiedon tulkinnassa on kuitenkin parantamisen varaa.

parempaa dataa”, sanoo tuotekehityspäällikkö Juha Salmivaara kaksoispolarisaatiotutkia valmistavasta Vaisalasta.

”Mukana tulee paljon kohinaa”, sanoo tutkimuspäällikkö Ari-Matti Harri Ilmatieteen laitokselta. Kohinalla hän viittaa muun muassa lintu- ja hyönteisparviin, rakennuksiin ja jopa laivoihin, jotka tutkahavaintoja selittävä ohjelmisto saattaa tulkita sadekaiuksi. Häiriöitä tuottavat myös yhä yleistyvät tuulipuistot.

Meteorologeja kiinnostaa erityisesti ilmakehän rajakerros eli ilmakehän alin osa, jonka korkeus vaihtelee muutamasta sadasta metristä kolmeen kilometriin. Rajakerroksen kosteus on yksi tärkeimmistä seikoista, jotka vaikuttavat sääennusteiden tarkkuuteen. Tällä hetkellä sitä mitataan lähinnä radioluotaimilla eli radiosondeilla, jotka lentävät säähavaintopallon kantamina ja lähettävät säähavaintoja, kunnes pallo puhkeaa.

Tutkimusohjelmassa Mittaus, monitorointi ja ympäristötehokkuuden arviointi kehitetty algoritmi eli laskentamenetelmä erottaa sateen entistä paremmin häiriötekijöistä, mikä luo perustan yhä tarkemmille sääennusteille. Harrin mukaan tutkien käyttäjät, kuten Ilmatieteen laitos, voivat upottaa uuden algoritmin omiin ohjelmistoihinsa. ”Tärkein tulos meidän kannaltamme on se, että asiakkaamme saavat käyttöönsä yhä luotettavampaa ja

”Radiosondeja ei kustannussyistä voida lähettää kovin tiheästi. Siksi tutkimusohjelmassa kehitettiin lidar-teknologiaan perustuva instrumentti, jolla rajakerroksen kosteutta­voidaan mitata jatkuvatoimisesti maasta käsin”, Harri kertoo. Lidar on kaukokartoituslaite, joka mittaa kohteen etäisyyden lähettämällä ja vastaanottamalla laservaloa, kun taas tutkan toiminta perustuu radioaaltoihin.

TULOKSIA

Pilvien ja sateen tutkimiseen panostettiin lisäksi selvittämällä säätutkan toimintaa eri taajuuksilla ja mobiilisti.

Kun tavallinen säätutka käyttää noin viiden gigahertsin taajuutta, tutkimusohjelmassa kehitetty mobiilitutka käyttää 16 ja 35 gigahertsin taajuuksia. Sen perusrakenne soveltuu myös 90 gigahertsin taajuudelle, mutta itse tutkaa ei ehditty ohjelmassa kehittää.

19

”Olemme oppineet teknologiasta hyvin paljon”, Harri toteaa. Samaa mieltä on tutkameteorologian apulaisprofessori Dmitri Moisseev Helsingin yliopistosta. ”Pystyimme osoittamaan, että uusi mobiilitutka on erittäin hyödyllinen työkalu sade- ja pilvitutkimuksessa, joka puolestaan liittyy niin sään kuin ilmastonkin tutkimiseen”, Moisseev sanoo.

Harrin mukaan korkeilla taajuuksilla toimiva tutka havaitsee pienempiä pisaroita kuin tavallinen säätutka ja pystyy näin ollen havaitsemaan sateen lisäksi pilviä. Eri taajuuksilla saatuja tietoja voidaan myös yhdistää toisiinsa.

Koska korkeat taajuudet eivät kanna yhtä pitkälle kuin matalat, on olennaista, että tutka voidaan siirtää helposti lähelle tutkimuskohdetta. ”Oli tärkeää, että pystyimme käyttämään kohtalaisen edullisia ja keveitä, niin sanottuja kiinteän olomuodon laitteita, joita ei tavallisesti käytetä säätutkissa”, Harri sanoo. Sopivimpia laitteita ja taitoja etsittäessä yhteistyö levittäytyi Yhdysvaltoihin asti.

Ari-Matti Harri /Ilmatieteen laitos

YMPÄRISTÖÄ VOIDAAN HAVAINNOIDA YHÄ TARKEMMIN HYÖDYNTÄMÄLLÄ USEITA TAAJUUSALUEITA, LIIKKUVUUTTA SEKÄ UUSIA LASKENTAMENTELMIÄ SÄÄTUTKAHAVAINTOJEN KÄSITTELYSSÄ.

TARKKAA HAVAINNOINTIA -Alueellisesta säätilasta -Konvektiivisista sääilmiöistä -Pilvien mikrofysiikasta -Lintuparvien ja hyönteislauttojen liikkeistä -Lentokoneiden jättövirtauksista kiitoradoilla

TARKKOJA ANALYYSEJÄ JA ENNUSTEITA -Sademääristä -Tuulikentistä -Jäätävistä olosuhteista -Pilvien kehitysprosesseista

YHTEISKUNNAN KRIITTISTEN TOIMINTOJEN TUEKSI JA IHMISTEN TURVAKSI -Tie-, raide- ja lentoliikenteessä -Maa- ja metsätaloudessa

20

TULOKSIA

Ainutlaatuista tietoa voimalaitoksen päästöistä Samanaikaiset päästömittaukset voimalaitoksen kattilassa, piipussa ja taivaalla tarjoavat runsaasti uutta tietoa, jota voidaan hyödyntää polton hallinnassa, mittausteknologian kehityksessä sekä ilmanlaatua ja ilmastoa koskevassa tutkimuksessa.

Voimalaitoksen hiukkas- ja kaasupäästöjä mitataan tavallisesti savupiipusta joko jatkuvasti tai jaksoittain.

Helen Oy:n Hanasaaren voimalaitoksessa järjestettiin mittaus, joka kohdistui yhtä aikaa kattilaan, piippuun sekä piipun ylle savukaasuvanaan. Se tarjosi ajantasaista tietoa polttoprosessin ja mittausteknologian kehittäjille sekä ilmanlaadun ja ilmaston tutkijoille. ”Tällainen kokonaisuus oli ainutlaatuinen maailmassa.

Pelkän savukaasuvanankin mittauksia tehdään melko vähän ja puutteellisesti”, toteaa dosentti Topi Rönkkö­ Tampereen teknillisen yliopiston aerosolifysiikan laboratoriosta. Tutkimus toteutettiin tutkimusohjelmassa Mittaus, monitorointi ja ympäristötehokkuuden arviointi.

Tutkimusryhmä mittasi savukaasun hiukkas- ja kaasukomponentteja useilla ohjelmassa kehitetyillä menetelmillä. ”Merkittävän tutkimuksellisen lisän toivat helikopteriin asennetut laitteet.”

Tutkijat keskittyivät erityisesti pienhiukkasten kokojakauman ja määrän mittaamiseen. He pääsivät seu-

raamaan, miten hiukkaskoko ja hiukkasten pitoisuudet muuttuvat matkalla kattilasta taivaalle ja mitä niille tapahtuu, kun savu sekoittuu ilmakehään. ”Ajantasaisen tiedon avulla voimme päätellä entistä paremmin, miten hiukkaset ovat syntyneet ja miten niihin voidaan vaikuttaa”, Rönkkö toteaa.

Helenin kohdalla tutkimuksen arvokkain tieto koski sitä, miten pellettien ja kivihiilen seos vaikuttaa polttoprosessiin ja päästöihin voimalaitoksessa, jossa on tavallisesti poltettu pelkkää kivihiiltä. ”Nyt voimme turvallisin mielin todeta, että pellettien poltto ei ainakaan lisää ympäristövaikutuksia”, summaa Helenin ryhmäpäällikkö Anna Häyrinen. Tutkimuksessa poltettiin seoksia, joissa 5–7 prosenttia hiilestä oli korvattu erilaatuisilla pelleteillä.

Pellettien polttokokeet ovat osa Helenin pitkäjänteistä tavoitetta siirtyä kivihiilestä kohti biopolttoaineita ja siten vähentää energiantuotannon hiilidioksidipäästöjä. Vaikka pellettien polttoa pidetään hiilidioksidipäästöjen suhteen neutraalina, pellettien valmistus ja kuljetus jättävät

TULOKSIA

oman hiilijalanjälkensä. ”Siksi meille oli tärkeää tutkia polton lisäksi pellettien koko elinkaarta”, Häyrinen sanoo. Tutkijat huomasivat, että pellettien hiilijalanjälki vaihtelee niiden alkuperän, raaka-aineen ja logistiikkaketjun mukaan. ”Eri tuotantotapojen todellisia ympäristövaikutuksia voidaankin arvioida vasta, kun eri polttoaineiden poltossa syntyvät päästöt yhdistetään niiden valmistuksessa ja kuljetuksessa syntyviin päästöihin”, painottaa projektipäällikkö Yrjö Majanne Tampereen teknillisestä yliopistosta.

Monialainen tutkimus keräsi yhteen ilmaston ja ilmanlaadun tutkijoita sekä mittausteknologioiden kehittäjiä.

Ainutlaatuinen mittausjärjestely loi myös perustaa ilmakehäpäästöjen mittauspalveluiden kehittämiselle sekä mittaustietojen jakamiselle. ”Tässä syntyi harvinaisen laaja yhteistyökuvio, jota kannattaa ylläpitää tutkimusohjelman jälkeenkin”,

Topi Rönkkö

/Tampereen teknillinen yliopisto

MITTAUS1 KATTILA 9

SÄHKÖSUODATTIMET

RIKINPOISTOLAITOS KUITUSUODATTIMET

HIUKKASPITOISUUS (1/CM³)

~10 6 MITTAUS2 PIIPPU

~10 3 MITTAUS3 SAVUKAASUVANA ILMAKEHÄSSÄ

~1S AIKA

21

Rönkkö toteaa. Mittauskampanjaan osallistui Helenin ja Tampereen teknillisen yliopiston lisäksi Ilmatieteen laitos, Metropolia Ammattikorkeakoulu, VTT, Dekati, Metso Automation sekä Valmet.

HIUKKASPITOISUUDET POLTON AIKANA Mittaamalla selvitettiin, miten hiukkaspitoisuus muuttuu matkalla kattilasta ilmakehään poltettaessa kivihiiltä tai kivihiili-pellettiseosta

~10

~100S PITOISUUS KAUPUNKIKESKUSTASSA KAUPUNGIN TAUSTAPITOISUUS

22

TULOKSIA

Laatua mittauksiin, tehoa energiantuotantoon Energiavirtoihin ja päästöihin liittyvät mittaukset vaikuttavat merkittävästi voimalaitoksen toimintaan ja tuloksiin. Uuden seurantajärjestelmän avulla voidaan seurata mittausten laatua ja parantaa siten l­aitosten energia- ja ympäristötehokkuutta.

Energiateollisuudessa tiedetään erittäin hyvin, ettei paraskaan mittari toimi virheettömästi. Voimalaitoksissa varaudutaan tiettyyn mittausten epätarkkuuteen ja myös siihen, että mittarit reistailevat ja tulokset ryömivät. Siksi tärkeimpiin energiavirtoihin liittyvät mittarit kalibroidaan säännöllisesti. ”Voimalaitoksella on tavallisesti kymmenkunta sellaista mittaria, joita on erittäin tärkeää kalibroida säännöllisesti, ja satoja muita mittareita”, toteaa kehityspäällikkö Ville Laukkanen Indmeas Oy:stä. Indmeasin asiantuntijat ovat kalibroineet teollisuuden mittareita jo vuosikymmenten ajan ja he tietävät, että säännöllinen kalibrointi on osalle mittauksista liian kallista puuhaa eikä suinkaan estä mittarin hajoamista pian kalibroinnin jälkeen. On siis tärkeää, että voimalaitoksen valvomossa huomataan kalibrointien välissä, milloin mittauksiin ei ole luottamista. ”Vain silloin tuotantoa voidaan optimoida kunnolla

ja energiasta laskuttaa oikein. Mittausten perusteella myös säädetään prosessia ja varmistetaan, että laitteita käytetään oikein ja että ne pysyvät kunnossa”, Laukkanen toteaa.

Sitä, miten mittareiden kuntoa voidaan havainnoida kalibrointien välissä, selvitettiin tutkimusohjelmassa Mittaus, monitorointi ja ympäristötehokkuuden arviointi. ”Mallinsimme aine- ja energiavirtoja ja kehitimme ohjelmiston, joka vertailee voimalaitoksen eri osaprosesseista tehtyjä mittauksia ja analysoi aine- ja energiataseita”, kertoo projektipäällikkö Yrjö Majanne Tampereen teknillisestä yliopistosta. Uutta hänen mukaansa oli se, että tuloksena oli ajantasaista tietoa prosessimittausten luotettavuudesta. Mallin avulla voidaan valvoa muun muassa päästömittauksia, joita käytetään voimalaitosten päästörajojen valvonnassa ja päästökaupan taseseurannassa.

TULOKSIA

Indmeas kiinnostui erityisesti energiataseista, jotka kuvaavat käytetyn polttoaineen ja tuotetun energian suhdetta, ja kokeili niiden seurantaa tutkimusohjelman aikana Helen Oy:n Salmisaaren hiilivoimalaitoksessa sekä Amagerin jätteenpolttolaitoksessa, Tanskassa.

Sittemmin Indmeas on hyödyntänyt mallia omassa mittausten laatua valvovassa seurantajärjestelmässään, jonka avulla se tarjoaa valvontapalvelua ennen kaikkea energia- ja metsäteollisuudelle pohjoismaissa sekä Baltiassa. ”Meille tämä tutkimusohjelma tuotti hypyn digitaaliseen aikakauteen ja täysin uuteen liiketoimintaan. On jännittävä nähdä, kuinka pitkälle saamme sen vietyä”, Laukkanen sanoo.

23

Ville Laukkanen /Indmeas Oy

ESTIMAATIT

AUTOMAATIOJÄRJESTELMÄ

PROSESSIN MALLI LAITOSDATA

LAITOSDATA

DATAN TÄSMÄYTYS KORJATUT MITTAUKSET

TUTKITTAVAT MITTAUKSET

DATAN TARKISTUS JA DIAGNOOSI

MONITOROINTI RAPORTOINTI OPTIMOINTI

24

TULOKSIA

Puhdasta vettä hallitusti ja energiatehokkaasti Biologisen jätevedenpuhdistuksen prosessit ovat hitaita, ja puhdistuksen etenemistä on haastavaa mitata ja hallita. Automaattisella mittauksella ja mittaustulosten ajantasaisella käsittelyllä tavoitellaan yhä parempaa vedenlaatua ja yhä tehokkaampaa prosessia.

Jätevedenpuhdistamoon tulee jätevettä tauotta, kun taas biologisen puhdistuksen muutokset tapahtuvat usein hitaasti ja prosessiin kohdistuvat säädöt vaikuttavat jopa viikkojen viiveellä. Laadukas lopputulos edellyttää olosuhteiden tarkkaa hallintaa biolietteen ja hapen määristä alkaen, mikä puolestaan edellyttää ajantasaista tietoa lietteen tilasta. Tähän pureuduttiin tutkimusohjelmassa Mittaus, monitorointi ja ympäristötehokkuuden arviointi.

Siinä tutkittiin ja kehitettiin automaattista teknologiaa, jolla voidaan kuvantaa ja tunnistaa muun muassa lietteen bakteereja ja muita pieneliöitä.

Olennaista biologisessa puhdistuksessa on myös tahti, jolla liete siirtyy puhdistusprosessista kaasua tuottavaan jatkoprosessiin, mädätykseen. Tahdin määrää pitkälti jäteveden koostumus, joka vaihtelee runsaasti. ”Tulevan jäteveden jatkuvatoiminen mittaaminen on

ollut hyvin vaikeaa, koska käsittelemättömässä jätevedessä on runsaasti automatisoituja mittauksia haittaavia tekijöitä, kuten roskia, hiekkaa ja rasvoja. Yksittäisten näytteiden analysointi laboratoriossa on hidasta ja myös kallista”, kertoo osastonjohtaja Mari Heinonen Helsingin seudun ympäristöpalvelut -kuntayhtymästä eli HSY:stä.

Tutkimusohjelmassa kehitettiin tähän tarkoitukseen automaattista kiintoainetta mittaavaa teknologiaa.

Valmetin asiantuntijat testasivat eri mittausteknologioita Suomen – ja koko pohjoismaiden – suurimmassa vedenpuhdistamossa Viikinmäessä. ”Saimme nopeaa palautetta siitä, miten mittausteknologiat toimivat ja miten niitä voidaan hyödyntää puhdistusprosessin kehittämisessä. Yhteistyö käyttäjien ja tutkimuslaitosten kanssa on ollut meille ensiarvoisen tärkeää”, toteaa tuotepäällikkö Heli Karaila Valmet Automationilta.

TULOKSIA

Mittausteknologian ohella ohjelmassa tutkittiin sitä, miten ajantasainen mittaustieto saadaan hyötykäyttöön.

Prosessin säädössä arvokas tieto on esimerkiksi se, mitä lietteestä tunnistetut bakteerit kertovat prosessin tilasta. ”Kehitimme ohjelmiston, jolle voidaan opettaa mittausdatan pohjalta, mitä eri laitteista tulevat mittaustulokset merkitsevät ja miten ne vaikuttavat yhdessä muiden tulosten kanssa”, kertoo tiiminvetäjä Esko Juuso Oulun yliopistosta. Ohjelmisto tuo mittaukset samalle, myös sanallisesti ymmärrettävälle, tasolle ja voi tarjota lisäksi varoituksia ja hälytyksiä operaattorin avuksi.

Vaikka Viikinmäen vedenpuhdistamo on erittäin pitkälle automatisoitu, sen valvomossa on seurattu erillisiä kuvaajia eri lähteistä ja seurataan jatkossakin. Juuso ja Heinonen korostavat, että mittauksia analysoiva ohjelmisto loi kuitenkin hyvän pohjan jatkokehitykselle. ”Meille on tärkeää etsiä ratkaisuja, joilla voimme hioa

25

prosessiamme yhä laadukkaammaksi, energiatehokkaammaksi ja edullisemmaksi”, Heinonen summaa.

Mari Heinonen /HSY

VAROITUS RIHMAMAISTEN BAKTEERIEN LIIKAKASVUA

YKSIKKÖ4

Jos lietteen rihmamaiset bakteerit pääsevät kasvamaan liikaa, ne estävät lieteflokkien pääsyn toistensa lähelle ja siten lietteen tiivistymisen. Jos näin uhkaa käydä, prosessia on säädettävä. Tulevaisuuden valvomossa tilanne huomataan kenties liikennevaloista, jotka hälyttävät prosessin tilan muutoksista jo paljon ennen kuin muutosta on mahdollista havaita erillisten mittareiden ja perinteisten analyysien pohjalta.

26

TULOKSIA

Apua kaivosvesien tarkkailuun ja hallintaan Kaivosten ympäristövaikutuksia tarkkaillaan hyvin vaativissa olosuhteissa. Kokonaisuuden hallintaa voidaan parantaa kehittämällä mittausmenetelmiä sekä yhdistämällä ja analysoimalla mittaustuloksia ja muita ympäristötietoja.

Se, miten prosessiteollisuus vaikuttaa ympäristöön, selviää mittaamalla prosessien päästöjä ja mallintamalla niiden vaikutuksia muun ympäristötiedon avulla. Kaivosteollisuudessa tätä tehtävää vaikeuttaa ennen kaikkea se, että kaivoksen toiminta-alue on valtava. Päästöjen leviämiseen vaikuttavat tuotantoprosessin ohella merkittävästi niin maasto kuin sääkin.

Tutkimusohjelmassa Mittaus, monitorointi ja ympäristötehokkuuden arviointi perehdyttiin kaivosten ympäristövaikutuksiin keskittymällä kaivosvesiin, joiden mukana ympäristöön voi kulkeutua raskasmetalleja sekä muita ympäristölle haitallisia kemikaaleja. ”Ympäristön kannalta olisi tärkeää, että voisimme havainnoida hyvinkin pieniä kemikaalipitoisuuksia

kaukana kaivoksesta. Käytännössä se ei ole mahdollista, joten mallinsimme virtauksia ja selvitimme, missä vaiheessa mistäkin mittauksista olisi eniten hyötyä”, kertoo tiiminvetäjä Esko Juuso Oulun yliopistosta.

Mallinnustyön tuloksena syntyi ohjelmistokokonaisuus, joka analysoi laitteista, kaivosvesistä ja ympäristöstä tehtyjä mittauksia, säähavaintoja ja -ennusteita, vesitaseita sekä 3D-paikkatietoja. Lähteinä käytettiin kaivosten omia mittauksia sekä avointa dataa. Samalla kehitettiin mittausmenetelmiä. ”Testasimme muun muassa liuskaa, joka näyttää mittaustuloksen, kun se kastetaan veteen. Tuloksen voi lähettää kamerakännykän avulla analysoitavaksi, ja

TULOKSIA

analyysin saa takaisin kännykkään”, Juuso kertoo. Laajaa vesistökuvaa keräsi puolestaan lennokki, ja kuvia hyödynnettiin alueen 3D-mallissa.

Juuson mukaan tutkimusohjelmassa kehitetyt ohjelmistoratkaisut voivat sopia osaksi automaatiojärjestelmiä, joita kaivoksissa käytetään. Tutkijat loivat perustan monipuolista tilannekuvaa käyttävälle riskienhallintajärjestelmälle, joka tuottaa varhaisia varoituksia myös ympäristöhaitoista.

Kaivosvesien mittaaminen toi tutkimusohjelmaan Valmetin, jolla on vankka kokemus erityisesti sellu- ja paperiteollisuuden automaatiosta. ”Halusimme selvittää, millaisia mittaustarpeita kaivosteollisuudella on ja miten meidän mittausteknologiamme soveltuvat kaivospuolelle”, kertoo tutkimus- ja tuotekehitysjohtaja Päivi Tikkakoski Valmet Automationilta. Ero sellu- ja paperiteollisuuteen osoittautui merkittäväksi etenkin olosuhteiden osalta. ”Kaivosten mittauksia tehdään hyvin rankoissa olosuhteissa. On kylmää ja märkää. Laitteet tärisevät ja vettä liikkuu isoina massoina. Mittauspaikoissa ei ole välttämättä käytettävissä sähköä eikä laitteiden tukena ole myöskään

27

vahvaa kunnossapito-organisaatiota”, Tikkakoski luettelee. Tutkijat päätyivät selvittämään muun muassa mineraalipartikkelien tunnistamista kuvaamalla kaivosvesiä ja kehittämään kuvankäsittelyä.

Tikkakoski pitää tärkeänä, että tutkimusohjelma toi laajan kentän toimijat yhteen erilaisine näkemyksineen. ”Olennaista on se, että jokainen kaivos on yksilö ja myös mittausjärjestelmät on räätälöitävä kullekin kaivokselle”, Tikkakoski sanoo.

Esko Juuso

/Oulun yliopisto

28

TULOKSIA

Ajantasainen ympäristötieto tukee viljelijöitä Ajantasainen tieto kasveja uhkaavista kasvitaudeista ja tuholaisista auttaa viljelijöitä kohdistamaan kemiallisen tuholaistorjunnan oikeaan ajankohtaan ja optimoimaan kemikaalien määrän. Mobiilisovellus tarjoaa viljelijöille yhä tuoreempaa ja tarkempaa tietoa.

Vuonna 2014 voimaan tullut laki velvoittaa suomalaisia maanviljelijöitä noudattamaan integroidun tuholaistorjunnan periaatteita. Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että kemiallisia torjunta-aineita käytetään tarkasti vain tarpeen mukaan. ”Tästä seuraa hyviä vaikutuksia sekä ympäristölle että sadon laadulle. Tämä merkitsee myös kustannussäästöjä viljelijöille”, toteaa tutkija Hanna Huitu Luonnonvarakeskuksesta eli Lukesta. Jotta tavoite toteutuisi, Luke tarjoaa viljelijöille havaintotietoja ja ennusteita siitä, miten kasveja uhkaavat tuholaiset ja taudit leviävät. Luken tutkijat muodostavat ennusteensa tuholaishavaintojen ja säätietojen perusteella.

Luken ennustepalvelu on jalostunut vuosikymmen-

ten varrella kirjeistä ja puhelintiedotteista näppäräksi nettipalveluksi. Mutta ehtiikö viljelijä selailla tietoja netissä? Ei välttämättä. Siksi tutkimusohjelmassa Mittaus, monitorointi ja ympäristötehokkuuden arviointi luotiin perusta mobiilisovellukselle, joka kulkee viljelijän mukana kännykässä. Se tarjoaa tuholaistietoa tai hälytyksen vain, jos se koskee viljelijän omaa peltoa.

Testaukseen osallistuneiden viljelijöiden ensituntuma mobiilisovellukseen oli Huitun mukaan myönteinen, ja hän pitää tutkimusta laajemminkin Lukelle sopivana avauksena uuteen suuntaan. ”Saimme tutkimusohjelmassa uudistettua tuottamamme tiedon rakennetta sellaiseksi, että tietoa voidaan

TULOKSIA

MAANVILJELIJÖIDEN HAVAINNOT KASVITAUDEISTA JA TUHOLAISISTA

MAANVILJELIJÄT

JALOSTETTUA TIETOA VILJELIJÖILLE

HAVAINTOJA TUTKIJOILLE

TUTKIJAT TIETOA KASVITAUDEISTA JA TUHOLAISISTA, OHJEISTUSTA HALLINTAMENETELMISTÄ, SEURANNAT, KOKEET, KERRYTETTY TIETO

hyödyntää monenlaisissa sovelluksissa”, Huitu kertoo.

Laajempia hyötyjä kuvailee myös sovellusta kehittäneen Profium Oy:n toimitusjohtaja Janne Saarela. ”Pääsimme kokeilemaan, miten avointa säätietoa voidaan yhdistää muihin havaintoihin ja ennusteisiin ja miten sitä voidaan hyödyntää kunkin käyttäjäprofiilin mukaisesti. Palveluun voidaan liittää myös kuluttajan omia havaintoja”, Saarela sanoo. Hän uskoo, että vastaava malli toimii monessa muussakin palvelussa. ”Olennaista on se, että sovellus päättelee käyttäjän puolesta, mitä vaikkapa illan sääennuste käyttäjälle merkitsee, ja hälyttää vain tarvittaessa. Pouta merkitsee yhdelle erinomaista veneilysäätä, toiselle ei”, Saarela visioi.

Hanna Huitu

/Luonnonvarakeskus Luke

29

32

TERO EKLIN MMEA ohjelmapäällikkö (30.04.2015 asti), CLIC Innovation Oy tero.eklin@ymparisto.fi / +358 50 431 2653 PETRI KOPONEN MMEA ohjelmapäällikkö (30.04.2015 alkaen), CLIC Innovation Oy petri.koponen@vtt.fi / +358 40 660 9709 JATTA JUSSILA-SUOKAS Teknologiajohtaja, (10/2015 asti) CLIC Innovation Oy jatta.jussila-suokas@clicinnovation.fi / +358 40 825 6500 TOMMY JACOBSON Toimitusjohtaja, CLIC Innovation Oy tommy.jacobson@clicinnovation.fi / +358 40 828 271 HEIKKI TURTIAINEN MMEA ohjausryhmän puheenjohtaja, Vaisala Oyj heikki.turtiainen@vaisala.com / +358 40 769 5141