1

MITTAUS, MONITOROINTI JA

YMPÄRISTÖTEHOKKUUDEN ARVIOINTI

2

SISÄLLYSLUETTELO

JOHDANTOYmpäristötieto haltuun ja hyötykäyttöön ...................................................................... 6Rahoitus ............................................................................................................................................... 7

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

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

6

Ympäristötieto haltuun ja hyötykäyttöön

Suomalaiset yritykset ja tutkimuslaitokset kehittivät ympäristötiedon hankkimista ja hyödyntämistä monialaisessa tutkimusohjelmassa

Mittaus, monitorointi ja ympäristötehokkuuden arviointi vuosina 2010–2015.

TERO EKLIN /Ohjelmapäällikkö MMEA (1/2010-4/2015)

JATTA JUSSILA-SUOKAS / TeknologiajohtajaCLIC Innovation Oy

HEIKKI TURTIAINEN/ Ohjausryhmän pjMMEA

PETRI KOPONEN / Ohjelmapäällikkö MMEA (4/2015-9/2015)

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

Ympäristön tilaa mitataan runsaasti jo nyt, mutta mit-tausten laatu on vaihtelevaa ja mittaustuloksia hyödyn-netään suppeasti. Tutkimusohjelman tavoitteena oli saattaa luotettava, ympäristön tilaa koskeva tieto entistä helpommin ja monipuolisemmin yhteiskunnan eri osa-puolien käyttöön. Siksi ohjelma kattoi koko arvoketjun mittausteknologiasta ympäristötiedon hallintaan asti.

Ohjelmassa rakennettiin tieteellistä ja teknologista perus-taa ympäristötiedon hallintajärjestelmille, joita voidaan soveltaa eri toimintaympäristöissä ja kokoluokissa. Samalla luotiin liiketoimintamalleja hallintajärjestelmiä hyödyntäville palveluille.

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

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

Tutkimusohjelma Mittaus, monitorointi ja ympäristöte-hokkuuden arviointi tunnetaan nimellä MMEA (Measure-ment, Monitoring and Environmental Efficiency Assess-ment). Sen kokonaisarvo oli 54,4 miljoonaa euroa, josta yritykset maksoivat 33 prosenttia, julkiset tutkimuslaitok-set 13 prosenttia sekä Tekes 54 prosenttia. Ohjelma alkoi vuoden 2010 alussa ja päättyi syyskuussa 2015.

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.

JOHDANTO

7

OSAPUOLET

YRITYKSET

Anturikeskus OyDA-Design Oy

Dekati OyDigiEcoCity Oy

Eigenor OyFatman Oy

Gasmet Technology OyGasum Oy

Green Net Finland ryHarp Technologies Oy

Helsingin Energia / Helen OyHelsinki Aerosol Consulting Oy

HIQ Finland OyHSY Helsingin seudun ympäristöpalvelut

Jyväskylän Energia OyKemira Oyj

Lentokuva Vallas OyLuode Consulting Oy

Measurepolis Development OyValmet Oy

Metso Automation OyModulight OyNumerola Oy

Cubio Communications OyOutokumpu Stainless Oy

Outotec OyjOy Indmeas AbPIEneering Oy

Pegasor OyProfium Oy

Proventia Emission Control OySensire Oy (ex Controlmatic Oy)

Space Systems Finland OyStora Enso Oyj

Vaisala OyjWärtsilä Oyj

Aalto -korkeakoulusäätiöGeodeettinen laitos / MML Paikkatietokeskus

Ilmatieteen laitosHelsingin yliopistoJyväskylän yliopisto

MTT /Luonnonvarakeskus LukeMetropolia Ammattikorkeakoulu

Mittatekniikan keskus/VTT MIKES MetrologiaSuomen ympäristökeskus (SYKE)Tampereen teknillinen yliopisto

Itä-Suomen yliopistoOulun yliopisto

Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy

RAHOITUS

TUTKIMUSLAITOKSET

8

RAHOITUS

YKSITYINEN RAHOITUS 33%TEKESIN KOKONAISRAHOITUS 54%TEKESIN RAHOITUS YRITYKSILLE 22%

TEKESIN RAHOITUS TUTKIMUSLAITOKSILLE 32%MUU JULKINEN RAHOITUS 13%

Tutkimusohjelma Mittaus, monitorointi ja ympäristötehokkuuden arviointi tunnetaan nimellä MMEA (Measurement, Moni-toring 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 syys-kuussa 2015.

22%

32%

13%33%

54%

9OSALLISTUJIEN PUHEENVUORO

Merkittävää tutkimusta ajankohtaisella alalla

Tutkimusohjelma Mittaus, monitorointi ja ympäristöte-hokkuuden 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 erit-täin hyvin. Ohjelmassa oli kriittinen massa tietoa ja taitoa, ja sen ajoitus oli oivallinen. Se edisti niin tiedon tuotta-mista, jalostamista kuin jakamistakin. Ohjelmassa kehi-tetty ympäristötiedon alusta on ainutlaatuinen väline, joka voisi toimia perustana ympäristötiedon avoimelle ja kansainväliselle kehittämiselle.

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

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

Kostas Karatzas /ProfessoriTietojärjestelmät ja -sovellukset Ympäristöinformatiikan tutkimusryhmäAristotle University of ThessalonikiKREIKKA

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 kumppa-neista jatkaa hyvin lämmitettyä yhteistyötä uusissa hank-keissa. Siten isosta ja hyödyllisestä sijoituksesta tulee vielä hyödyllisempi. Suomalaisilla on syytä olla iloisia ja ylpeitä tällaisesta tutkimusyhteistyöstä.

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 Hongjung Mao

Professori V. Chandrasekar

Andreas Ciroth

Professori Herman Russchenberg/ Research and Advanced EngineeringFord Motor Company YHDYSVALLAT

/ Colorado State University YHDYSVALLAT

/ TU DelftElectrical Engineering, Mathematics and Computer Science, Telecommunications ALANKOMAAT

/ GreenDeltaTC GmbH SAKSA

/Nankai UniversityKIINA

10

Laajat haasteet, laajat ratkaisut

Näkyvyyttä uusilla markkinoilla

”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 energian-tuotantoon.

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

”Tutkimusohjelma Mittaus, monitorointi ja ympäristöte-hokkuuden arviointi tarjosi hallinnollisesti helpon tavan yhdistää monen tutkimuslaitoksen ja yrityksen voimat. Pystyimme Pegasorissa kartuttamaan omaa osaamis-tamme ja saimme näkyvyyttä, johon meillä ei olisi ollut mahdollisuutta ilman kumppaneiden kanssa toteutet-tuja pilotteja ja CLEENin järjestämiä tapahtumia.

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

jestelmien toimittajana ja saimme lisää valmiuksia edetä arvoketjussa kohti mittauksiin liittyviä päätöksenteko-järjestelmiä. 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 tutkimus-laitosten kanssa ja hyödynsimme kontaktejamme myös tässä tutkimusohjelmassa. ” Illka Mannonen

Ilkka Mannonen /Sääliiketoiminnan tuotekehitysjohtajaVaisala Oyj

Juha Kaartinen/ToimitusjohtajaPegasor Oy

ohella tarjoamme nyt laajoja järjestelmiä, jotka sisältä-vät myös kumppaneiden kehittämiä osia. Tiivis tutki-musyhteistyö 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. Tutki-musohjelman jälkeen on helppo todeta, että yhteistyö tuotti enemmän kuin osiensa summan.” Juha Kaartinen

OSALLISTUJIEN PUHEENVUOROT

11

Ohjelman vaikuttavuus

OPINNÄYTE-TYÖTÄ

JATKO-OPISKELIJAA

ULKOMAISTATUTKIJAA

VÄITÖS-KIRJAA

VERTAISARVIOITUATIETEELLISTÄARTIKKELIA

KONFERENSSI-JULKAISUA

TEKNISTÄ RAPORTTIATEOLLISUUDENKÄYTTÖÖN

TEOLLISESTI MERKITTÄVÄ

TIETEELLISESTI KORKEATASOINEN

YHTEISKUNNALLISESTI VAIKUTTAVA

TUTKIMUS-PILOTTIA

27361117

118195

22810

OHJELMAN AVAINLUVUT

12

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 muo-dossa? Tällaisia kysymyksiä punnittiin tutkimusohjelmassa Mittaus, monitorointi ja ympäristötehokkuuden arviointi.

”Ilmatieteen laitos on erittäin pitkällä tiedon jakami-sessa, 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 kaupal-lisesti”, Kotovirta huomauttaa. Siksi kaupallinen näkö-kulma 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 tietomää-rien ajantasainen käsittely, ja sitä osaamista toimme myös ympäristötiedon alustaan”, kertoo tutkimus- ja kehitysjoh-taja Atso Haapaniemi HiQ:sta. Hän arvioi, että tutkimuk-seen osallistuminen on kasvattanut HiQ:n osaamista ja laajentanut sitä uudelle alueelle, siis ympäristötietoon ja sen lähteisiin.

Ympäristötiedon alustalle löytyi hyödyntäjiä jo tutkimus-ohjelman aikana. Esimerkiksi Vaisala kehitti yhdessä tutki-muslaitosten 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.

TULOKSIA

VilleKotovirta/VTT

+8%

13TULOKSIA

MITTAUSTULOKSET

V

ISUALISOITU

DAT

A

1. TUNNISTA

DATANKÄSITTELY

DATA

KULUTTAJAT

YRITYKSET YHTEISÖT

2. ILMENNÄ

3. H

ALL

ITSE

14 TULOKSIA

KANSALAISET

PÄÄTTÄJÄT

DATAOPERAATTORISATELLIITTIHAVAINNOT

MALLI JA SIMULOINTI

HAVAINTOTIETOKANNAT, KARTAT

MITTAUKSET

KANSALAISHAVAINNOT

KONSULTITKEHITTÄJÄT

TUTKIJAT

JALOSTETTUA TIETOA

YMPÄRISTÖSTÄ

LAADUNHALLINTA

TIEDON SUODATUS JA REITITYS

TIEDON SYNKRONISOINTI JA PROSESSOINTI

TIEDON TALLENNUS

15

Case: Ympäristötietoa sähköverkon hallintaan

VAROITUS

Myrsky kaataa puita ja puut kaatavat sähköverkkoja. Onneksi riskeihin voi kuitenkin varautua. Älykäs säh-köverkko paikallistaa sähkönjakelun häiriöt ja tallentaa olosuhteisiin liittyviä tietoja verkon kuormituksesta ja laitteiden kunnosta alkaen. Kun näitä tietoja analysoi-daan yhdessä tarkkojen säähavaintojen ja -ennusteiden kanssa, sähköverkkoyhtiö voi ennustaa ja ehkäistä vika-tilanteita entistä paremmin. Tällaisen analyysipalvelun peruslinjoja selvitettiin CLEENin koordinoimassa tutki-musohjelmassa Älykkäät sähköverkot ja energiamarkki-nat, 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 säätie-tojen toimittamisesta suoriutuisi paremmin ja kannatta-vammin ympäristötietoihin erikoistunut dataoperaattori. Sellaisen toiminta oli suunnitteilla tutkimusohjelmassa Mittaus, monitorointi ja ympäristötehokkuuden arviointi. ”He rakensivat meille rajapinnan, jonka avulla kytkimme ympäristötiedon alustan omaan sähköverkkoanalyy-siimme”, Valtari kertoo. Hänen mukaansa palvelu on

Säähavainnot ja -ennusteet auttavat sähköverkkoyhtiöitä ennakoimaan ja ehkäisemään vikoja sähköverkoissa. Sopivat säätiedot voi tarjota dataoperaattori.

edelleen tutkimuksen tasolla mutta sellaisen tarjoami-nen 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.

TULOKSIA

Jani Valtari/ABB Oy

16

Luotettavia ennusteita suurkaupungin ilmanlaadusta

Case Kiina

Pienhiukkaspäästöt heikentävät merkittävästi ilmanlaa-tua suurkaupungeissa eri puolilla maailmaa, mikä vaaran-taa miljoonien ihmisten terveyden. Tutkimusohjelmassa Mittaus, monitorointi ja ympäristötehokkuuden arviointi selvitettiin, miten kaupunkilaisille voidaan tarjota ajanta-saista tietoa ja luotettavia ennusteita lähialueen ilman-laadusta.

Tutkimus käynnistyi Suomessa mutta levisi jo varhai-sessa vaiheessa Kiinaan, jossa on yli 160 miljoonakau-punkia 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 suomalais-kaupunkeihin”, sanoo tutkimuspäällikkö Ari Karppinen Ilmatieteen laitoksesta.

Järjestelmän anturiverkko mittaa kaupunkialueen ilmanlaatua, ja ennustemalli yhdistää mittaustiedot

Sisä- ja ulkoilman laatua ennustamalla voidaan vaikuttaa merkittävästi elämänlaatuun suurkaupungeissa. Tilannetta parantavat entistä

tarkemmat mittaus- ja ennustemenetelmät.

muuhun ympäristötietoon, muun muassa viranomaisilta saatuihin säähavaintoihin ja karttatietoihin.

”Suomessa tunnemme päästölähteet hyvin ja voimme mallintaa teollisuuslaitoksen tai katukuilun vaikutuk-set 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 vara-toimitusjohtaja Markku Rajala. Pegasor löysi tutkimuk-sen myötä yhteistyökumppaneita niin Suomesta kuin Kiinastakin ja jatkaa näiden kanssa ennustejärjestelmien soveltamista kiinalaiskaupunkien tarpeisiin.

Tutkimuksen alkuvaiheessa Pegasor päätyi myös palk-kaamaan ensimmäisen kiinalaisperäisen työntekijänsä, mikä osoittautui merkittäväksi teoksi niin tutkimusohjel-man 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

TULOKSIA

Ari Karppinen/Ilmatieteen laitos

Markku Rajala/Pegasor Oy

17

Halkaisijaltaan alle 2,5 mikrometrin hiukkasia kutsutaan pien-hiukkasiksi (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 verisuonitau-teihin jo hyvin pieninä pitoisuuksina. Turvallista pitoisuutta ei ole pystytty määrittämään.

PIENHIUKKASET – MERKITTÄVÄ HAITTA TERVEYDELLEPM2,5

TULOKSIA

Erityisen haitallisina pidetään ultrapieniä hiukkasia, joiden hal-kaisija 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, energi-antuotannosta ja puun pienpoltosta. Ne voivat kulkeutua jopa tuhansia kilometrejä ilmamassojen mukana.

CLEEN kuin Suomen suurlähetystökin tarjosivat suo-malaisryhmälle näkyvyyttä ja Kiinassa kunnioitettua arvovaltaa.

Tutkimusryhmä asensi ennustejärjestelmänsä laa-jimman 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 ilmanvaihtojärjestel-mässä erilaisia suodattimia ja mittasi samalla sisäilman

laatua. Lähetystön ulkopuolella tutkimusryhmä mittasi sekä säätä että ulkoilman laatua, ja selvitti, miten ulkoil-man laatu vaikuttaa sisäilmaan.

”Yksi olennainen kysymys on se, kannattaisiko panos-taa enemmän sisäilman puhdistamiseen, kun kerran ulkoilmaa ei saada puhtaaksi”, huomauttaa tutkija Aimo Taipale VTT:ltä. Toisaalta, tutkimusohjelmassa kehitetty ilmanlaadun ennustejärjestelmä tarjoaa kiinalaiskaupun-geille myös uusia mahdollisuuksia puuttua päästöihin, joiden alkuperä on ollut aiemmin epäselvä.

”Mallintamalla voimme jäljittää seudun merkittävät päästölähteet”, Karppinen sanoo.

PM2,5

hPa

µg/m³

CO2

RH 3%

18

Sään ja ilmaston tutkiminen uudelle tasolle

Ilmatieteen laitos havainnoi sadetta pääasiassa kaksois-polarisaatiotutkilla, jotka tarjoavat huomattavasti tarkem-paa tietoa kuin maailmalla yleiset, perinteiset säätutkat. Tiedon tulkinnassa on kuitenkin parantamisen varaa.

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

Tutkimusohjelmassa Mittaus, monitorointi ja ympäristö-tehokkuuden arviointi kehitetty algoritmi eli laskentame-netelmä 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 asi-akkaamme saavat käyttöönsä yhä luotettavampaa ja

Uudet työkalut parantavat sääennusteita ja helpottavat ilmaston ja sen muutosten tutkimista. Tällaisia välineitä ovat muun muassa mobiilitutka,

kosteuslidar sekä säätutkan edistyksellinen laskentamenetelmä.

parempaa dataa”, sanoo tuotekehityspäällikkö Juha Sal-mivaara kaksoispolarisaatiotutkia valmistavasta Vaisalasta.

Meteorologeja kiinnostaa erityisesti ilmakehän raja-kerros eli ilmakehän alin osa, jonka korkeus vaihtelee muutamasta sadasta metristä kolmeen kilometriin. Raja-kerroksen 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.

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

TULOKSIA

19TULOKSIA

Pilvien ja sateen tutkimiseen panostettiin lisäksi selvit-tämällä 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 tut-kaa ei ehditty ohjelmassa kehittää.

Harrin mukaan korkeilla taajuuksilla toimiva tutka havait-see pienempiä pisaroita kuin tavallinen säätutka ja pys-tyy näin ollen havaitsemaan sateen lisäksi pilviä. Eri taa-juuksilla 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.

”Olemme oppineet teknologiasta hyvin paljon”, Harri toteaa. Samaa mieltä on tutkameteorologian apulaispro-fessori Dmitri Moisseev Helsingin yliopistosta.

”Pystyimme osoittamaan, että uusi mobiilitutka on erit-täin hyödyllinen työkalu sade- ja pilvitutkimuksessa, joka puolestaan liittyy niin sään kuin ilmastonkin tutkimiseen”, Moisseev sanoo.

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

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

Ari-Matti Harri/Ilmatieteen laitos

20

Voimalaitoksen hiukkas- ja kaasupäästöjä mitataan tavallisesti savupiipusta joko jatkuvasti tai jaksoittain. Helen Oy:n Hanasaaren voimalaitoksessa järjestettiin mit-taus, 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 labo-ratoriosta. Tutkimus toteutettiin tutkimusohjelmassa Mittaus, monitorointi ja ympäristötehokkuuden arviointi.Tutkimusryhmä mittasi savukaasun hiukkas- ja kaasu-komponentteja useilla ohjelmassa kehitetyillä menetel-millä.”Merkittävän tutkimuksellisen lisän toivat helikopteriin asennetut laitteet.”

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

Samanaikaiset päästömittaukset voimalaitoksen kattilassa, piipussa ja taivaalla tarjoavat runsaasti uutta tietoa, jota voidaan hyödyntää polton hallinnassa, mittausteknologian kehityksessä

sekä ilmanlaatua ja ilmastoa koskevassa tutkimuksessa.

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 polt-toprosessiin 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 kor-vattu erilaatuisilla pelleteillä.

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

TULOKSIA

Ainutlaatuista tietoa voimalaitoksen päästöistä

21TULOKSIA

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 ympäristövaikutuk-sia voidaankin arvioida vasta, kun eri polttoaineiden poltossa syntyvät päästöt yhdistetään niiden valmistuk-sessa ja kuljetuksessa syntyviin päästöihin”, painottaa projektipäällikkö Yrjö Majanne Tampereen teknillisestä yliopistosta.

Monialainen tutkimus keräsi yhteen ilmaston ja ilman-laadun tutkijoita sekä mittausteknologioiden kehittäjiä. Ainutlaatuinen mittausjärjestely loi myös perustaa ilma-kehäpäästöjen mittauspalveluiden kehittämiselle sekä mittaustietojen jakamiselle.

”Tässä syntyi harvinaisen laaja yhteistyökuvio, jota kannattaa ylläpitää tutkimusohjelman jälkeenkin”,

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

HIUKKASPITOISUUDET POLTON AIKANAMittaamalla selvitettiin, miten hiukkaspitoisuus muuttuu matkalla

kattilasta ilmakehään poltettaessa kivihiiltä tai kivihiili-pellettiseosta

MITTAUS2PIIPPU

RIKINPOISTOLAITOSKUITUSUODATTIMET

SÄHKÖSUODATTIMET

MITTAUS1KATTILA

MITTAUS3SAVUKAASUVANA ILMAKEHÄSSÄ

~1S ~100S

HIU

KK

ASP

ITO

ISU

US

(1/C

M³)

AIKA

KAUPUNGIN TAUSTAPITOISUUS

~10

6

3

9~10

~10

PITOISUUS KAUPUNKIKESKUSTASSA

Topi Rönkkö/Tampereen teknillinen yliopisto

22

Laatua mittauksiin, tehoa energiantuotantoon

Energiateollisuudessa tiedetään erittäin hyvin, ettei paraskaan mittari toimi virheettömästi. Voimalaitoksissa varaudutaan tiettyyn mittausten epätarkkuuteen ja myös siihen, että mittarit reistailevat ja tulokset ryömi-vät. Siksi tärkeimpiin energiavirtoihin liittyvät mittarit kalibroidaan säännöllisesti. ”Voimalaitoksella on tavallisesti kymmenkunta sellaista mittaria, joita on erittäin tärkeää kalibroida säännölli-sesti, ja satoja muita mittareita”, toteaa kehityspäällikkö Ville Laukkanen Indmeas Oy:stä. Indmeasin asian-tuntijat 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”, Laukka-nen toteaa.

Sitä, miten mittareiden kuntoa voidaan havainnoida kalibrointien välissä, selvitettiin tutkimusohjelmassa Mit-taus, monitorointi ja ympäristötehokkuuden arviointi.

”Mallinsimme aine- ja energiavirtoja ja kehitimme ohjelmiston, joka vertailee voimalaitoksen eri osapro-sesseista tehtyjä mittauksia ja analysoi aine- ja energia-taseita”, kertoo projektipäällikkö Yrjö Majanne Tampe-reen teknillisestä yliopistosta. Uutta hänen mukaansa oli se, että tuloksena oli ajantasaista tietoa prosessi-mittausten luotettavuudesta. Mallin avulla voidaan valvoa muun muassa päästömittauksia, joita käytetään voimalaitosten päästörajojen valvonnassa ja päästökau-pan taseseurannassa.

TULOKSIA

Energiavirtoihin ja päästöihin liittyvät mittaukset vaikuttavat merkittävästi voimalaitoksen toimintaan ja tuloksiin. Uuden

seurantajärjestelmän avulla voidaan seurata mittausten laatua ja parantaa siten l aitosten energia- ja ympäristötehokkuutta.

23TULOKSIA

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 digitaali-seen aikakauteen ja täysin uuteen liiketoimintaan. On jännittävä nähdä, kuinka pitkälle saamme sen vietyä”, Laukkanen sanoo.

ESTIMAATIT

LAIT

OSD

ATA

LAIT

OSD

ATA

TUTK

ITTA

VA

T M

ITTA

UK

SET

KORJ

ATU

T M

ITTA

UK

SET

DATAN TARKISTUS JA DIAGNOOSI

DATAN TÄSMÄYTYSPROSESSIN

MALLI

AUTOMAATIOJÄRJESTELMÄMONITOROINTIRAPORTOINTIOPTIMOINTI

Ville Laukkanen/Indmeas Oy

24

Puhdasta vettä hallitusti ja energiatehokkaasti

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 mää-ristä 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 jäte-veden koostumus, joka vaihtelee runsaasti.

”Tulevan jäteveden jatkuvatoiminen mittaaminen on

Biologisen jätevedenpuhdistuksen prosessit ovat hitaita, ja puhdistuksen etenemistä on haastavaa mitata ja hallita. Automaattisella mittauksella ja

mittaustulosten ajantasaisella käsittelyllä tavoitellaan yhä parempaa veden-laatua ja yhä tehokkaampaa prosessia.

ollut hyvin vaikeaa, koska käsittelemättömässä jäteve-dessä 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 mittausteknolo-gioita Suomen – ja koko pohjoismaiden – suurimmassa vedenpuhdistamossa Viikinmäessä.

”Saimme nopeaa palautetta siitä, miten mittaustekno-logiat toimivat ja miten niitä voidaan hyödyntää puhdis-tusprosessin kehittämisessä. Yhteistyö käyttäjien ja tutki-muslaitosten kanssa on ollut meille ensiarvoisen tärkeää”, toteaa tuotepäällikkö Heli Karaila Valmet Automationilta.

TULOKSIA

25

Jos lietteen rihmamaiset bakteerit pääsevät kasvamaan liikaa, ne estävät lieteflokkien pääsyn toistensa lähelle ja siten lietteen tiivis-tymisen. 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.

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 mittaus-tulokset 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 pit-källe automatisoitu, sen valvomossa on seurattu erillisiä kuvaajia eri lähteistä ja seurataan jatkossakin. Juuso ja Heinonen korostavat, että mittauksia analysoiva ohjel-misto loi kuitenkin hyvän pohjan jatkokehitykselle.

”Meille on tärkeää etsiä ratkaisuja, joilla voimme hioa Mari Heinonen/HSY

YKSIKKÖ4

RIHMAMAISTEN BAKTEERIEN LIIKAKASVUA

VAROITUS

prosessiamme yhä laadukkaammaksi, energiatehok-kaammaksi ja edullisemmaksi”, Heinonen summaa.

26

Apua kaivosvesien tarkkailuun ja hallintaan

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

Tutkimusohjelmassa Mittaus, monitorointi ja ympäris-tötehokkuuden arviointi perehdyttiin kaivosten ympäris-tövaikutuksiin keskittymällä kaivosvesiin, joiden mukana ympäristöön voi kulkeutua raskasmetalleja sekä muita ympäristölle haitallisia kemikaaleja.

”Ympäristön kannalta olisi tärkeää, että voisimme havainnoida hyvinkin pieniä kemikaalipitoisuuksia

Kaivosten ympäristövaikutuksia tarkkaillaan hyvin vaativissa olosuhteissa. Kokonaisuuden hallintaa voidaan parantaa kehittämällä

mittausmenetelmiä sekä yhdistämällä ja analysoimalla mittaustuloksia ja muita ympäristötietoja.

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

Mallinnustyön tuloksena syntyi ohjelmistokokonai-suus, joka analysoi laitteista, kaivosvesistä ja ympäristöstä tehtyjä mittauksia, säähavaintoja ja -ennusteita, vesita-seita 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

27TULOKSIA

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

Juuson mukaan tutkimusohjelmassa kehitetyt ohjel-mistoratkaisut voivat sopia osaksi automaatiojärjestel-miä, joita kaivoksissa käytetään. Tutkijat loivat perustan monipuolista tilannekuvaa käyttävälle riskienhallinta-järjestelmälle, joka tuottaa varhaisia varoituksia myös ympäristöhaitoista.

Kaivosvesien mittaaminen toi tutkimusohjelmaan Val-metin, jolla on vankka kokemus erityisesti sellu- ja pape-riteollisuuden automaatiosta.

”Halusimme selvittää, millaisia mittaustarpeita kai-vosteollisuudella on ja miten meidän mittausteknolo-giamme soveltuvat kaivospuolelle”, kertoo tutkimus- ja tuotekehitysjohtaja Päivi Tikkakoski Valmet Automatio-nilta. Ero sellu- ja paperiteollisuuteen osoittautui merkit-täväksi etenkin olosuhteiden osalta.

”Kaivosten mittauksia tehdään hyvin rankoissa olosuh-teissa. On kylmää ja märkää. Laitteet tärisevät ja vettä liik-kuu isoina massoina. Mittauspaikoissa ei ole välttämättä käytettävissä sähköä eikä laitteiden tukena ole myöskään

vahvaa kunnossapito-organisaatiota”, Tikkakoski luette-lee. Tutkijat päätyivät selvittämään muun muassa mine-raalipartikkelien 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

Ajantasainen ympäristötieto tukee viljelijöitä

Vuonna 2014 voimaan tullut laki velvoittaa suomalaisia maanviljelijöitä noudattamaan integroidun tuholaistor-junnan 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 Luonnonvarakes-kuksesta 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-

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.

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 tuotta-mamme tiedon rakennetta sellaiseksi, että tietoa voidaan

TULOKSIA

29TULOKSIA

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

MAANVILJELIJÄT

TUTKIJAT

MAANVILJELIJÖIDEN HAVAINNOT KASVITAUDEISTA JA TUHOLAISISTA

TIETOA KASVITAUDEISTA JA TUHOLAISISTA, OHJEISTUSTA HALLINTA-MENETELMISTÄ, SEURANNAT, KOKEET, KERRYTETTY TIETO

HAVAINTOJA TUTKIJOILLEJALOSTETTUA TIETOA VILJELIJÖILLE

32

TERO EKLINMMEA ohjelmapäällikkö (30.04.2015 asti), CLIC Innovation Oytero.eklin@ymparisto.fi / +358 50 431 2653 PETRI KOPONENMMEA ohjelmapäällikkö (30.04.2015 alkaen), CLIC Innovation Oypetri.koponen@vtt.fi / +358 40 660 9709 JATTA JUSSILA-SUOKASTeknologiajohtaja, (10/2015 asti) CLIC Innovation Oyjatta.jussila-suokas@clicinnovation.fi / +358 40 825 6500 TOMMY JACOBSONToimitusjohtaja, CLIC Innovation Oytommy.jacobson@clicinnovation.fi / +358 40 828 271

HEIKKI TURTIAINEN MMEA ohjausryhmän puheenjohtaja, Vaisala Oyjheikki.turtiainen@vaisala.com / +358 40 769 5141