Browsing by Author "Fernandes, Samuel"
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- Monitorização e controlo da qualidade do ar interiorPublication . Fernandes, Samuel; Igrejas, Getúlio; Feliciano, ManuelO aumento dos custos energéticos na década de 70 do século passado levou o homem a adotar formas de construção energeticamente mais eficientes. Estas mudanças construtivas tiveram reflexos positivos na poupança de energia e no conforto térmico, porém reduziram substancialmente as taxas de renovação de ar e, consequentemente, ao aumento da acumulação do ar poluído no interior. O presente estudo teve como objetivo a construção de um sistema de monitorização e controlo de Qualidade do Ar Interior, utilizando a plataforma de prototipagem Arduíno. O sistema permite avaliar quantitativamente as concentrações de CO2 e CO, assim como a humidade relativa e a temperatura do ar. O sistema integra ainda um mecanismo dinâmico de aumento e diminuição do fluxo de ar proporcionado por um ventilador, tendo por base as concentrações de CO2 e/ou CO, possibilitando deste modo a regulação dos níveis de QAI. O sistema foi validado e testado em 3 gabinetes distintos. Em cada um dos espaços foram realizados 4 ensaios de 8h cada em condições de ventilação distintas – sem ventilação, com ventilação natural, com insuflação de ar e com exaustão de ar. Nos dois primeiros, o sistema foi usado como monitor e nos outros dois como monitor e controlador de QAI. Os resultados obtidos demostraram que na ausência de ventilação os níveis de CO2 excederam facilmente o limiar de proteção da saúde humana estabelecidos na legislação (1250 ppm). Foi ainda evidente que o acionamento do mecanismo de controlo automático de ventilação (ventilador de 15 Watts, 93 m3/h) permitiu manter os níveis de dióxido de carbono abaixo dos níveis máximos recomendados, sendo, portanto, um ótimo indicador de prevalência de boas condições de QAI, sem necessitar de qualquer intervenção por parte dos ocupantes dos espaços.
- Monitorização e controlo de qualidade do ar interiorPublication . Fernandes, Samuel; Igrejas, Getúlio; Feliciano, ManuelO aumento dos custos energéticos na década de 70 do século passado levou o homem a adotar formas de construção energeticamente mais eficientes [1]. Estas mudanças construtivas tiveram, por um lado, reflexos positivos na poupança de energia e no conforto térmico, mas, por outro lado, conduziram à redução das taxas de renovação de ar e, consequentemente, ao aumento da acumulação do ar poluído no interior [2-3]. O presente estudo teve por objetivo central a construção de um sistema de baixo custo, capaz de avaliar e controlar a qualidade do ar interior (QAI) em determinados espaços fechados de edifícios escolares, habitacionais,entre outros.
- Monitorização e controlo de qualidade do ar interior em gabinetes de edifícios escolaresPublication . Fernandes, Samuel; Igrejas, Getúlio; Feliciano, ManuelUm sistema de monitorização e controlo de Qualidade do Ar Interior (QAI) foi construído com o objetivo de testar a sua viabilidade como solução na melhoria de QAI em gabinetes de edifícios escolares. O sistema tem a capacidade de monitorizar as concentrações de CO2, CO, humidade relativa e temperatura e integra um mecanismo de ventilação dinâmico capaz de regular os níveis de QAI em função dos níveis de CO e/ou CO2. O sistema foi testado em três espaços distintos. Em cada espaço realizaram‑se quatro ensaios de aproximadamente 8h cada, em condições de ventilação distintas – sem ventilação, com ventilação natural, com insuflação e com extração de ar. Nos dois primeiros ensaios, o sistema foi usado como monitor e nos dois últimos como monitor e controlador de QAI. Os testes realizados mostraram que os espaços estudados eram insuficientemente ventilados. Observou‑se ainda que o sistema de monitorização, acoplado a um ventilador de caudal nominal de 93 m3.h-1, permitiu manter as condições de ventilação dentro dos níveis que garantem uma boa QAI, sem requerer qualquer intervenção humana. Não foram identificadas diferenças substanciais entre a ventilação por insuflação e a realizada por extração, contudo a insuflação foi ligeiramente mais eficaz.
- A portable measurement device based on phenanthroline complex for iron determination in waterPublication . Fernandes, Samuel; Tlemcani, Mouhaydine; Bortoli, Daniele; Feliciano, Manuel; Lopes, Maria ElminaIn this work, a newly developed self-contained, portable, and compact iron measurement system (IMS) based on spectroscopy absorption for determination of Fe2+ in water is presented. One of the main goals of the IMS is to operate the device in the field as opposed to instruments commonly used exclusively in the laboratory. In addition, the system has been tuned to quantify iron concentrations in accordance with the values proposed by the regulations for human consumption. The instrument uses the phenanthroline standard method for iron determination in water samples. This device is equipped with an optical sensing system consisting of a light-emitting diode paired with a photodiode to measure absorption radiation through ferroin complex medium. To assess the sensor response, four series of Fe2+ standard samples were prepared with different iron concentrations in various water matrices. Furthermore, a new solid reagent prepared in-house was investigated, which is intended as a "ready-to-use" sample pre-treatment that optimizes work in the field. The IMS showed better analytical performance compared with the state-of-the-art instrument. The sensitivity of the instrument was found to be 2.5 mu g Fe2+/L for the measurement range established by the regulations. The linear response of the photodiode was determined for concentrations between 25 and 1000 mu g Fe2+/L, making this device suitable for assessing iron in water bodies.
- Sistema de medição e controlo de qualidade do ar interiorPublication . Fernandes, Samuel; Igrejas, Getúlio; Feliciano, ManuelA crise do petróleo na década de 70 levou o homem a construir edifícios com melhor isolamento térmico e energeticamente mais eficientes. Apesar destas mudanças construtivas terem reflexos positivos em termos consumo de energia e de conforto térmico, reduziram substancialmente as taxas de ventilação natural e, consequentemente, agravaram a qualidade do ar interior (QAI) dos edifícios. O presente estudo teve como objetivo a construção de um monitor de qualidade do ar interior, usando a plataforma Arduíno. O sistema de monitorização permite avaliar quantitativamente as componentes CO2, CO, humidade relativa e temperatura do ar. O sistema pode integrar ainda um ventilador que é acionado em função das concentrações de CO2 e/ou CO, possibilitando a regulação dos níveis de QAI. O sistema de monitorização foi testado, com e sem regulação automática das taxas de ventilação, em 4 espaços (gabinetes) distintos, durante um período global de 12 dias. Os resultados mostraram que, na ausência de controlo automático da ventilação, os níveis de CO2 prevalecentes nos diferentes espaços estudados excederam frequentemente o limiar de proteção da saúde humana estabelecidos na lei (1250 ppm). Com a inclusão do mecanismo de controlo automático de ventilação (15 Watts, 93 m3/h), foi possível manter os níveis de dióxido de carbono abaixo dos níveis máximos recomendados, sendo, portanto, um bom indicador de prevalência de boas condições de QAI.
- Sistema de monitorização e de controlo de qualidade do ar interior: construção, validação e aplicaçãoPublication . Fernandes, Samuel; Feliciano, Manuel; Igrejas, GetúlioA crise do petróleo, ocorrida no início da década de 70, promoveu o avanço da eficiência térmica dos edifícios, através da utilização de novas metodologias e técnicas de construção. O desenvolvimento construtivo trouxe implicações negativas para as taxas de renovação do ar, que diminuíram em média de 1 para 0,50 rph (Renovações de Ar por Hora), e consequentemente para a saúde dos ocupantes dos espaços interiores. Deste modo, criar medidas e mecanismos de melhoria da qualidade do ar interior tornou-se num dos desafios prioritários da política ambiental de muitos dos países desenvolvidos. O presente estudo teve por objetivo principal a construção, validação e aplicação de um sistema de monitorização e controlo da qualidade do ar interior, de baixo custo e de fácil instalação. O sistema integra sensores específicos que permitem a medição dos parâmetro de qualidade do ar interior (dióxido de carbono, monóxido de carbono, temperatura e humidade relativa), uma unidade de aquisição, processamento e controlo e, ainda, um mecanismo de ventilação dinâmico baseado nas concentrações de dióxido e/ou monóxido de carbono. Além disso, está equipado com um mini LCD e um módulo WiFi que permite o envio e a consulta dos dados em tempo real através da internet. A validação do sistema envolveu a calibração dos sensores e a realização de ensaios de comparação das respostas dos sensores do sistema com a resposta de outros sensores previamente calibrados e de fiabilidade comprovada. Ambas as metodologias demonstraram que o sistema é bastante fiável e robusto. Para avaliar o desempenho do sistema em situações concretas, foram realizados quatro ensaios distintos, em três espaços (gabinetes) com diferentes características e localizações. Cada ensaio teve a duração de um dia de trabalho e foi realizado tendo em conta uma determinada tipologia de ventilação: 1) sem ventilação (apenas a que ocorreu por infiltração); 2) ventilação voluntária natural, através da abertura de portas e/ou janelas; 3) ventilação mecânica simples, através da insuflação de ar para o interior dos espaços; 4) ventilação mecânica simples, através da extração de ar dos espaços interiores. Os ensaios realizados em condições de ausência de ventilação evidenciaram que as concentrações de CO2 excederam, com relativa facilidade, os limiares de proteção legais, mostrando que é importante aumentar as taxas de ventilação dos espaços interiores. Os ensaios realizados em condições de ventilação natural ou ventilação mecânica simples, por insuflação de ar novo ou por extração de ar, mostraram claramente que as diferentes formas de ventilação foram eficientes na criação e manutenção de condições aceitáveis de QAI. Os ensaios revelaram ainda que a ventilação mecânica proporcionou menores perdas térmicas e assegurou melhores condições de conforto térmico em comparação com a ventilação natural, além de não requerer a intervenção dos ocupantes. O protótipo construído revelou-se eficaz no controlo da qualidade do ar interior de espaços escolares, de baixa volumetria e de reduzida ocupação, e poderá ser facilmente adaptado a espaços de maior volumetria e com outro tipo de função.
- The Development of a Novel Nitrate Portable Measurement System Based on a UV Paired Diode–PhotodiodePublication . Fernandes, Samuel; Tlemçani, Mouhaydine; Bortoli, Daniele; Feliciano, Manuel; Lopes, Maria ElminaNitrates can cause severe ecological imbalances in aquatic ecosystems, with considerable consequences for human health. Therefore, monitoring this inorganic form of nitrogen is essential for any water quality management structure. This research was conducted to develop a novel Nitrate Portable Measurement System (NPMS) to monitor nitrate concentrations in water samples. NPMS is a reagent-free ultraviolet system developed using low-cost electronic components. Its operation principle is based on the Beer–Lambert law for measuring nitrate concentrations in water samples through light absorption in the spectral range of 295–315 nm. The system is equipped with a ready-to-use ultraviolet sensor, light emission diode (LED), op-amp, microcontroller, liquid crystal display, quartz cuvette, temperature sensor, and battery. All the components are assembled in a 3D-printed enclosure box, which allows a very compact self-contained equipment with high portability, enabling field and near-real-time measurements. The proposed methodology and the developed instrument were used to analyze multiple nitrate standard solutions. The performance was evaluated in comparison to the Nicolet Evolution 300, a classical UV–Vis spectrophotometer. The results demonstrate a strong correlation between the retrieved measurements by both instruments within the investigated spectral band and for concentrations above 5 mg NO3−/L.