Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10400.19/2820
Título: Estudo da aplicabilidade de sensores de baixo custo para monitorização de dióxido de azoto no ar ambiente
Autor: Martinho, João Ricardo Morgado
Orientador: Pinho, Paulo Gabriel Fernandes de
Costa, Paulo Moisés Almeida da
Palavras-chave: Qualidade do ar
Dióxido de Azoto
Monitorização
Sensores de baixo custo
Data de Defesa: 12-Jan-2015
Resumo: A monitorização da qualidade do ar é essencial para estimar a exposição da população à poluição do ar, apoiar estudos sobre os efeitos dos poluentes atmosféricos sobre a saúde e ainda dar a informação à população. A monitorização em rede com uma maior cobertura espacial permitiria um melhor conhecimento das concentrações, fontes e dinâmica dos poluentes atmosféricos. No entanto as redes de monitorização da qualidade do ar com uma elevada densidade espacial e com a utilização de métodos convencionais tornam-se impraticáveis devido aos seus elevados custos de aquisição e manutenção, necessidades de energia e de abrigos de grandes dimensões. Existe portanto, a necessidade de serem encontradas alternativas mais baratas, mais flexíveis, com necessidades de manutenção e de energia reduzidas, requisitos que podem ser alcançados com sensores de menores dimensões e menor custo e com recurso a técnicas de determinação alternativas às utilizadas nos métodos convencionais. O presente trabalho teve como principais objetivos o estudo do funcionamento de sensores de baixo custo existentes no mercado para determinação de dióxido de azoto (NO2), a seleção e aquisição de um sensor e o estudo da sua fiabilidade. O sensor de NO2 selecionado foi um sensor eletroquímico (Alphasense, B4 NO2) e o estudo incidiu fundamentalmente na análise do seu desempenho por comparação com equipamentos que utilizam o método de referência (quimiluminescência), inseridos em estações de monitorização da qualidade do ar e com tubos de difusão (amostragem por reação com a etilenodiamina e determinação por espectrofotometria de ultravioleta). Foi avaliada a variação do zero ao longo do tempo (zero drift), a influência da temperatura e a sensibilidade provocada pelo gás ozono (O3) na resposta dada pelo analisador eletroquímico, com base nas recomendações descritas nas fichas técnicas do sensor eletroquímico analisado. Para a avaliação do zero drift, o sensor foi exposto a “ar limpo” durante períodos mínimos de 10 horas. A avaliação foi realizada após medições “in situ” que decorreram durante um período aproximado de 6 meses. A influência da temperatura na resposta do sensor foi avaliada, submetendo o sensor a variações de temperatura e mantendo-o exposto a “ar limpo”. Para a avaliação da sensibilidade provocada pelo O3 na resposta dada pelo analisador eletroquímico foram realizadas medições de NO2 no ar ambiente com o analisador eletroquímico em simultâneo com equipamento que utilizam o método de referência na determinação de NO2 e O3. Dos resultados obtidos, assinala-se a boa estabilidade do zero conseguida ao longo dos cerca de 6 meses de utilização do sensor, com uma variação máxima de 0,3ppb. No que se refere à influência da temperatura verificou-se que, o algoritmo de cálculo fornecido pelo fornecedor do sensor eletroquímico melhora e ajusta corretamente o sinal do sensor, no entanto, para temperaturas acima dos 30ºC, a correção dada pelo algoritmo não é suficiente, registando-se um decaimento do sinal que pode chegar aos 20ppb. A sensibilidade cruzada do sensor ao O3 verificou-se ser de aproximadamente 60%. Nas medições realizadas com o analisador eletroquímico, com o método de amostragem por difusão passiva (tubos de difusão) e com o método de referência, foram registados valores de concentrações médias horárias de NO2 reduzidas em grande parte do período de medição, com valores abaixo do limite de deteção do sensor eletroquímico (<5ppb). No que se refere à comparação dos resultados obtidos pelo analisador eletroquímico com o método de amostragem por difusão passiva foi obtida uma boa relação, com um rácio de 0,76, o equivalente a uma diferença de concentração de 2,6 μg/m3 entre os dois métodos. A comparação com o método de referência demonstrou que o sensor eletroquímico apresenta um bom desempenho na resposta às variações da concentração de NO2 e na deteção de picos de concentração. Da análise das diferenças de concentrações médias finais conclui-se que os valores obtidos pelo analisador eletroquímico são fiáveis. Para as concentrações médias horárias, registaram-se diferenças superiores a 5 μg/m3 em cerca de 30% do total de horas de ensaio.
URI: http://hdl.handle.net/10400.19/2820
Designação: Mestrado em Tecnologias Ambientais
Aparece nas colecções:ESTGV - DA - Dissertações de mestrado (após aprovadas pelo júri)

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