SENSORES DE BAIXO CUSTO PARA MONITORAMENTO DA QUALIDADE DO AR. Marcos Antonio Riter

Transcrição

1 SENSORES DE BAIXO CUSTO PARA MONITORAMENTO DA QUALIDADE DO AR Marcos Antonio Riter

2 Agenda Sensores - Origens e Objetivos Tipos de Sensores Legislação O desafio para sensores no ar ambiente Nossa Experiência Próximos Passos

3 O desafio para sensores no ar ambiente Sensores de baixo custo para monitorar a Qualidade do Ar se apresentam como uma ferramenta rápida e emergente para complementar as estações mais complexas e precisas, mas... R$ X R$ Capilar x Eletivo

4 O desafio para sensores no ar ambiente Pode um sensor de baixo custo disponibilizar informações confiáveis sobre a Qualidade do Ar?

5 Sensores - Origens e Objetivos Longo caminho já percorrido. Início com análises através de amostragem pessoal no final dos anos 80.

6 Sensores - Origens e Objetivos Condição de baixo custo Bateria Pouca duração / Grande Volume

7 Sensores - Origens e Objetivos Controle de Qualidade para adequá-los aos requisitos legais (ainda não são tão bons quanto um analisador "apropriado"...)

8 Sensores - Origens e Objetivos Projetados para exposição ocupacional, verificação de vazamento, medição perimetral e alerta de limite de explosividade. Geralmente capaz de medir a níveis de ppm com incertezas "razoáveis" para uma ampla gama de poluentes industriais. Historicamente, não é realmente adequado para medir a poluição do nível ambiente - limites de detecção, interferências, estabilidade, calibração.

9 Sensores - Origens e Objetivos Os dispositivos mais recentes são compactos, tem maior autonomia e medem mais parâmetros

10 Tipos de Sensores Metal Oxide Sensors (MOS) Electrochemical (EC) EC MOS + Resposta rápida no tempo + Pode ser bem específico (O3) + Resposta linear (geralmente) + (~) para efeitos T / RH / P + Estável com o tempo - Performance em baixas concentrações - Histerese de concentração - Histerese de concentração - Respostas não lineares

11 Certificação Atualmente não há uma certificação especifica para equipamentos de monitoramento da Qualidade do Ar no Brasil, mas é possível usar a referencia europeia como parâmetro. Medição de PM10, PM2,5, NO2, CO, O3 e SO2 (Equipamentos certificados)

12 Nossa experiência Utilizando os dados da estação UEG em Araucária como referência. Unidade AQ-Mesh período de 17/07/2013 a 09/10/2013 Avaliado os Parâmetros: CO NO NO 2 O 3 SO 2

13 Nossa experiência

14 Nossa experiência - Resultados Para os parâmetros CO e NO foi observado forte correlação entre a unidade AQ-Mesh e a unidade de referencia UEG-Araucária R 2 0,76 e 0,72 respectivamente.

15 ppb AQ Nossa experiência - Resultados 120 O3 y = 0,4913x + 14,473 R² = 0, ppb ref Para os parâmetros NO 2 e O 3 foi observado frágil correlação entre a unidade AQ-Mesh e a unidade de referencia UEG-Araucária.

16 Nossa experiência - Resultados Para o parâmetro SO 2 foi observado falta de correlação entre a unidade AQ-Mesh e a unidade de referencia UEG-Araucária.

17 Resumo Os sensores de baixo custo não são (ainda) uma tecnologia de encaixe e esqueça Precisa entender a interferência nas medições do sensor Necessidade de entender os ambientes a serem medidos e as limitações dos sensores Os sensores não são "calibrados", daí a necessidade de caracterizá-los em uma estação de referência Em um ambiente urbano, onde as concentrações de NOx e O3 regularmente sofrem efeito da temperatura, os sensores de O3 não respondem muito bem. Conhecer a concentração de O3 é essencial para calcular as concentrações de NO2 Processar dados com qualidade duvidosa é muito esforço. Em última análise, isso precisa ser realizado automaticamente em tempo real para que os sensores atinjam as expectativas. (big data) Mas (se houver tempo e dados O3 suficientes disponíveis...): Os dados brutos podem ser processados de forma que os dados NO2 de qualidade indicativos possam ser produzidos pelos dispositivos AQMesh Dados brutos podem ser processados retrospectivamente para melhorar a qualidade (se melhores dados de entrada estiverem disponíveis)

18 Próximos Passos A melhoria do desempenho do sistema AQMesh esta relacionado com o aumento ostensivo de uma serie de comparações com unidades de referência. Com os dados comparativos analisados será possível reproduzir um coeficiente de correlação (valor R2) com os dados tratados.

19 Próximos Passos PM10 PM2,5 Primeiras comparações

20 Contribuições Andreas Grauer Aline Riter Amanda Randle Brian Stacey - Field Evaluation of AQMesh Monitoring System IAPSC, London, 10th June 2014 Use of low-cost sensor technology to monitor air quality & engage citizens SECURE Workshop organized at COSLA, Edinburgh 31 March 2016 Using a commercial low cost sensor network (AQMesh) to quantify urban air quality: comparing measured and modelled (ADMS-urban) pollutant concentrations - Air Quality Monitoring: Evolving Issues and New Technologies, December 13th 2016 (1Cambridge Environmental Research Consultants, UK) Obrigado!!