1 INTRODUÇÃO 1.1. Pluiçã Atmsférica Pluiçã atmsférica usualmente significa a presença de cmpsts atmsférics que prejudicam ambiente u s seres viventes. O grau de prejuíz casinad pr um cmpst geralmente depende de sua cncentraçã n ambiente. O melhr exempl é xigêni, que pde ser cnsiderad primeir pluente na atmsfera terrestre cm resultad d metablism das plantas que tmam CO 2, que é relativamente abundante na atmsfera e eliminam xigêni. Ainda bem que s seres viventes tem a habilidade para resistir à reatividade d xigêni, pis existem rganisms que nã pdem viver em cntat cm xigêni e um increment na cncentraçã d xigêni seria tóxic. A mesma cisa crre cm utrs cmpsts cm NO 2, nitrats, sulfats e SO 2 que sã indispensáveis em baixas cncentrações para muits rganisms, mas chegam a ser prejudicial em altas cncentrações (Guillt, 1983). Os seres humans a interagir cm mei ambiente prduzem resídus, s quais causam prblemas de pluiçã d ar. Tais prblemas resultam das chamadas fntes de pluiçã fixas e móveis. Fntes fixas - As indústrias sã as fntes mais significativas u de mair ptencial pluidr, n entant, devems ainda destacar a crescente demanda pr usinas termelétricas, utilizadres de carvã u óle cmbustível, incineradres de resídus, s quais também se destacam pr seu elevad ptencial pluidr. Fntes móveis - Os veículs autmtres, juntamente cm s trens, aviões e embarcações marítimas cnstituem as chamadas fntes móveis de pluiçã d ar. Os veículs se destacam cm as principais fntes, e pdem ser dividids em leves, s quais utilizam gaslina u álcl cm cmbustível, e pesads que utilizam usualmente óle diesel. (Prtal d mei ambiente, 2003).
19 1.2. Aerssóis O aerssl é definid cm a suspensã de partículas sólidas u liquidas em um gás. As partículas atmsféricas cntêm espécies nã vláteis tais cm sal, fuligem, metais, cmpsts óxids e também cntêm cmpsts semivláteis tais cm nitrats e muits utrs cmpsts rgânics. (Mc.Murry, 1999). Emprega-se term genéric aerssl para descrever tds estes sistemas de pequenas partículas suspensas n ar u em utr gás. (Friedlander, 1983). Os aerssóis pdem afetar a saúde humana, a visibilidade e clima. Os parâmetrs mais determinantes para tais efeits sã usualmente tamanh de partícula, cncentraçã e a cmpsiçã química. (Friedlander, 1999). O tamanh das partículas de aerssl abrange uma faixa de quatr rdens de magnitude, desde simples nanômetrs até 100 µm. Estas partículas incluem pó, neblina, fum, nuvens, que cntribui à existência de uma variedade de aerssóis. As características das partículas pdem-se bservar n anex 10.1. A distribuiçã das partículas de aerssl n ambiente varia cm tamanh, temp, lcalizaçã e as diversas cndições lcais. (Mc. Murry, 1999; Mrawaska, 1999; Chudzynski, 2002). Figura 1 - Tamanh mais cmuns de partículas da natureza.
20 1.3. Qualidade d ar O term qualidade d ar se usa, nrmalmente, para expressar grau de pluiçã n ar que respirams. A pluiçã d ar é prvcada pr uma mistura de substâncias químicas, lançadas n ar u resultantes de reações químicas, que alteram a cnstituiçã natural da atmsfera. Estas substâncias pluentes pdem ter mair u menr impact na qualidade d ar, dependend da sua cmpsiçã química, cncentraçã e cndições meterlógicas. Assim, pr exempl, a existência de vents frtes u chuvas pderã dispersar s pluentes, entant, a presença de luz slar pderá acentuar s seus efeits negativs. (Hidy, 1984) O nível da pluiçã d ar u da qualidade d ar é medida pela quantificaçã das substâncias pluentes presentes neste ar. Cnsidera-se pluente d ar qualquer substância presente n ar e que devid a sua cncentraçã pssa trnar este ar imprópri e nciv à saúde, incnveniente a bem estar públic, dans as materiais, à fauna e à flra u prejudicial à segurança, a us e gz da prpriedade e às atividades nrmais da cmunidade. Os pluentes pdem ser dividids em duas categrias: Pluentes primáris: aqueles diretamente emitids pelas fntes de pluiçã. Pluentes secundáris: aqueles frmads na atmsfera através da reaçã química entre pluentes primáris e s cnstituintes naturais da atmsfera. Figura 2- Fntes de pluentes atmsférics.
21 A determinaçã sistemática da qualidade d ar se dá pela mediçã ds seguintes parâmetrs: Dióxid de Enxfre- SO 2, Mnóxid de Carbn- CO, Ozôni- O 3, Dióxid de Nitrgêni- NO 2, material particulad ttal em suspensã, a fumaça e partículas inaláveis. Estes Indicadres representam material sólid emitid pelas fntes pluidras u em suspensã na atmsfera (peira, pó, fuligem, etc), send tamanh das partículas sólidas critéri utilizad para sua classificaçã. Partículas mais grssas ficam retidas n nariz e na garganta, prvcand incômd e irritaçã. Peiras mais finas pdem causar dans às partes internas d aparelh respiratóri, carregand partículas e utrs pluentes para s alvéls pulmnares e prvcand efeits mais severs d que s causads pels pluentes de frma islada. Cas as pessas permaneçam em lcais muit pluíds pr material particulad, ficam mais vulneráveis a uma crise aguda de denças respiratórias. (Prtal d mei ambiente, 2003). Os parâmetrs utilizads para caracterizar a qualidade d ar cm respeit à pluiçã atmsférica sã três: A cncentraçã ttal ds pluentes que está relacinada cm s efeits na saúde humana, a influência d tamanh das partículas na visibilidade, e a cmpsiçã química expressa em terms de massa das espécies pr unidade de vlume d ar. Estas quantidades frnecem infrmaçã útil para estimar s efeits da pluiçã particulada sbre hmem. (Friedlander, 1977). 1.4. Objetivs da dissertaçã Em linhas gerais, s bjetivs deste trabalh sã: Avaliar desempenh ds cmpnentes pteletrônics: dids emissres de luz (LED) e ds ftdetectres óptics, em relaçã a temp de respsta e sensibilidade deles, que psterirmente, eles serã utilizads cm sensres de mediçã para caracterizar a variaçã da cncentraçã de pluentes particulads atmsférics em relaçã a temp. Desenvlver um prgrama n sftware LabVIEW para autmatizar a aquisiçã ds dads gerads pel detetr (Aquisiçã e cntrle d sinal). Fazer uma simulaçã de cntaminaçã atmsférica utilizand uma maquete instrumentada cm estes emissres e detectres óptics.
22 1.5. Organizaçã d dcument O dcument fi estruturad em seis capítuls: Capítul 1: Apresenta-se uma intrduçã a tema principal da dissertaçã e s mtivs que ns levaram à realizaçã deste trabalh, alguns cnceits sbre pluiçã ambiental, aerssóis e parâmetrs que influenciam a qualidade d ar. Capítul 2: Apresentam-se alguns cnceits das prpriedades ópticas da luz, cnsideradas imprtantes, já que é principi n qual ns baseams para estud da utilizaçã ds LED e ftdetectres cm sensres de mediçã para avaliar a variaçã da cncentraçã ds pluentes. Capítul 3: Apresenta-se uma visã geral ds cmpnentes pteletrônics, dids emissres de luz (LED) e ds ftdetectres, utilizads durante trabalh. Capítul 4: Apresenta-se uma abrdagem metrlógica d trabalh e uma descriçã ds métds estatístics utilizads para a avaliaçã e cmparaçã ds Pares Emissres-Detectres. Capítul 5: Apresenta-se uma descriçã da parte experimental, s equipaments utilizads durantes s testes, as cndições ambientais nas quais fram realizads s testes experimentais. Capítul 6: Apresentam-se s resultads btids ds diferentes testes realizads, e exprimem-se s resultads em tabelas e gráfics. Capítul 7: Apresentam-se as cntribuições e as cnclusões as quais se chegaram após nss trabalh. Referências bibligráficas: Apresenta-se a relaçã d material pesquisad que é citad neste trabalh. Bibligrafia: Apresentam-se a relaçã d material pesquisad que cntribuiu n desenvlviment deste trabalh. Anexs: Apresentam-se as características das partículas atmsféricas. Apêndices: Apresentam-se s cálculs de incerteza que fram feits, a infrmaçã cmplementar d prgrama de aquisiçã desenvlvid n LabVIEW, e s dads preliminares de avaliaçã d LED.