Browsing by Author "Frare, Laercio"
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- Aplicação e avaliação de um sensor de baixo custo para identificação de perdas de metano em redes urbanas de distribuição de gás naturalPublication . Furst, Leonardo; Feliciano, Manuel; Frare, Laercio; Igrejas, GetúlioAo longo da cadeia de distribuição de gás natural podem ocorrer vazamentos de metano, que além de constituírem perdas económicas e fatores de risco de explosão e de incêndio, contribuem para o aquecimento global e formação de ozono troposférico. Neste estudo, procurou-se avaliar a aplicação do sensor Figaro TGS2600 montado sobre a plataforma Arduino para a monitorização de metano em locais próximos da rede de distribuição de gás natural no distrito de Bragança. O sistema desenvolvido mostrou ser uma solução promissora, facilmente implantável e de baixo custo para detectar metano em baixas concentrações.
- Construção de um sistema de baixo custo para a medição de gases e partículas no interior de instalações suinícolas e avícolasPublication . Delgado, Leonardo; Feliciano, Manuel; Frare, Laercio; Igrejas, GetúlioCom o crescimento populacional e a progressiva procura por produtos alimentares de origem animal, os setores da pecuária como a suinicultura e a avicultura, têm contribuído cada vez mais para a emissão de poluentes atmosféricos que resultam em grandes prejuízos para a saúde humana e o ambiente. Os gases mais frequentes no interior de instalações dedicadas à produção de suínos e aves de capoeira para corte são a amónia, o ácido sulfídrico e o dióxido de carbono. Além destes gases também podem ser encontradas elevadas concentrações de material particulado. A medição deste tipo de gases e partículas envolve equipamentos que possuem custos elevados que limitam a monitorização contínua destas instalações. Como consequência, não existem estudos detalhados sobre a avaliação da qualidade do ar nestes locais, utilizando equipamentos de baixo custo, nem sobre a sua implicação para a saúde dos trabalhadores e animais. Neste contexto, o objetivo deste trabalho é a construção e validação de um sistema de baixo custo que seja capaz de medir a qualidade do ar interior de instalações agropecuárias. Foram utilizados sensores semicondutores, eletroquímicos e ópticos, para a deteção dos gases de interesse, do material particulado, da temperatura e humidade relativa e usada uma plataforma de prototipagem rápida, Arduino, para o processamento dos dados. O dispositivo construído inclui ainda módulos de armazenamento, visualização dos dados obtidos e de comunicação que permitem o envio dos dados para um servidor remoto. O software foi desenvolvido com recurso à plataforma Arduino IDE. O dispositivo obtido apresenta gamas de medição adequadas aos locais a que se destina, bem como resolução e precisão que permitem a sua utilização neste âmbito. Além disso, o custo final do sistema é inferior a outros equipamentos de medição presentes no mercado. O presente sistema visa oferecer aos produtores suinícolas e avícolas uma plataforma de baixo custo, que seja capaz de medir as emissões produzidas no interior das suas instalações e conhecer as concentrações dos poluentes gerados nessas atividades agropecuárias.
- Construction and validation of a low-cost system for indoor air quality measurements in livestock facilitiesPublication . Delgado, Leonardo; Feliciano, Manuel; Frare, Laercio; Furst, Leonardo; Leitão, Paulo; Igrejas, GetúlioIn recent years, there has been an increase in demand for food of ani-mal origin. The number of intensive production systems such as pig and poultry farming has been increasing more and more and exerting great impacts on the environment, due to a large amount of particulate material and gaseous pollutants that are generated within these facilities. Thus, low-cost devices emerge as a cheap alternative that provides farmers with information on indoor air quality in its facilities. However, it is important that these devices make precise and accu-rate measurements, providing reliable concentration readings. Therefore, the ob-jective of this study is the construction and validation of a low-cost system capa-ble of measuring, storing and sending, via the mobile network, the concentrations of hydrogen sulfide, ammonia, carbon dioxide, PM2.5, PM10, temperature, and relative humidity. Preliminary inter-comparison tests showed that the built sys-tem had a reliable behavior in relation to all variables, even though the CO2 sen-sor was the one with the highest determination coefficient. The built device is able to provide continuous monitoring of atmospheric pollutants concentrations, at low cost and with simple handling.
- Desenvolvimento e aplicação de sistema de baixo custo na avaliação de parâmetros de QAIPublication . Prestes, Matheus de Oliveira; Feliciano, Manuel; Frare, Laercio; Alves, Rafaela Cruz; Igrejas, GetúlioA associação das características físicas, químicas e biológicas observadas nas atmosferas interiores e a integridade física dos ocupantes têm-se tornado um objeto de estudo bastante comum nas últimas décadas, de forma a evidenciar relações significativas entre estes aspetos, com especial ênfase para a os efeitos da fração respirável do material particulado (PM2,5) e a saúde humana. Uma compreensão sistemática do assunto envolve o estudo de fenómenos esporádicos e sazonais, o que implica a necessidade de escalas temporais e espaciais de monitorização dispendiosas. Contudo, estas dificuldades promovem a expansão de dispositivos com custos reduzidos (low-cost) e com dimensões significativamente inferiores. Este trabalho teve por objetivo a construção de um equipamento de medição simples, eficiente e barata de parâmetros específicos de QAI. O protótipo desenvolvido incorpora sensores que quantificam a temperatura, a humidade relativa, a concentração de dióxido de carbono e as concentrações de PM2,5 e PM10 e a sua fiabilidade foi aferida através de estudos de intercomparação recorrendo a outros equipamentos de elevada precisão e exatidão. Nesta avaliação foram conduzidos 4 ensaios num espaço laboratorial do Instituto Politécnico de Bragança. Cada ensaio teve uma duração de 24 horas e os registos foram obtidos com uma frequência de 1 minuto. Análises de correlação com estimativas do Índice de Concordância de Willmott (d), do Coeficiente de Correlação de Pearson (r) e do Coeficiente de Determinação (R )) mostram uma elevada correlação entre as concentrações de material particulado analisadas (PM2,5), onde d= 0,918, r= 0,943 e R = 0,889 para a situação de maior distanciamento entre os dados e d= 0,983, r=0,994 e R = 0,972 para a situação de maior proximidade. Em relação às concentrações de dióxido de carbono foi verificada uma correlação muito forte (> 0,9) para todas análises estatísticas conduzidas, e para a temperatura e humidade relativa, apesar das correlações não apresentarem valores elevados em todas as análises, o desvio entre equipamentos não foi superior a 1,6°C para temperatura e 5,9% para humidade relativa. No global os resultados sugerem a aplicabilidade do equipamento desenvolvido na avaliação dos parâmetros estudados na qualidade do ar interior.
- Estudo do potencial de aplicação de um sensor de baixo custo para medição de metano em áreas urbanas: ensaios preliminaresPublication . Furst, Leonardo; Feliciano, Manuel; Frare, Laercio; Igrejas, GetúlioO metano é um dos principais gases de efeito de estufa presente na atmosfera. A sua concentração na atmosfera cresceu rapidamente nos últimos séculos decorrente principalmente de atividades antropogénicas. Também é o maior constituinte do gás natural, cujo transporte em ambiente urbano é realizado por uma extensa rede de tubulações, que podem apresentar fugas em virtude dos acessórios hidráulicos e do material que os constituem. Neste trabalho fez-se uso do sensor TGS2600 para analisar o potencial de aplicação de um sensor de baixo custo para medição de metano a baixas concentrações no ambiente urbano. O sensor demostrou ter uma elevada dependência da temperatura e humidade e comparativamene a outros sensors utilizados no estudo o TGS2600 apresentou uma boa resposta à presença de metano.
- A portable device for methane measurement using a low-cost semiconductor sensor: development, calibration and environmental applicationsPublication . Furst, Leonardo; Feliciano, Manuel; Frare, Laercio; Igrejas, GetúlioMethane is a major greenhouse gas and a precursor of tropospheric ozone, and most of its sources are linked to anthropogenic activities. The sources of methane are well known and its monitoring generally involves the use of expensive gas analyzers with high operating costs. Many studies have investigated the use of low-cost gas sensors as an alternative for measuring methane concentrations; however, it is still an area that needs further development to ensure reliable measurements. In this work a low-cost platform for measuring methane within a low concentration range was developed and used in two distinct environments to continuously assess and improve its performance. The methane sensor was the Figaro TGS2600, a metal oxide semiconductor (MOS) based on tin dioxide (SnO2). In a first stage, the monitoring platform was applied in a small ruminant barn after undergoing a multi-point calibration. In a second stage, the system was used in a wastewater treatment plant together with a multi-gas analyzer (Gasera One Pulse). The calibration of low-cost sensor was based on the relation of the readings of the two devices. Temperature and relative humidity were also measured to perform corrections to minimize the effects of these variables on the sensor signal and an active ventilation system was used to improve the performance of the sensor. The system proved to be able to measure low methane concentrations following reliable spatial and temporal patterns in both places. A very similar behavior between both measuring systems was also well noticeable at WWTP. In general, the low-cost system presented good performance under several environmental conditions, showing itself to be a good alternative, at least as a screening monitoring system.
- Sistema de baixo custo para a medição de gases e material particulado no interior de instalações pecuáriasPublication . Delgado, Leonardo; Feliciano, Manuel; Frare, Laercio; Furst, Leonardo; Igrejas, GetúlioA concentração de muitos animais numa única instalação, pode trazer sérios riscos, devido à ampla geração de dejetos que, por sua vez, podem libertar enormes quantidades de poluentes atmosféricos, como sulfureto de hidrogénio (H2S), amónia (NH3), dióxido de carbono (CO2), material particulado PM2,5 e PM10, entre outros, com sérias implicações na saúde dos animais e dos trabalhadores. Normalmente, a monitorização contínua da qualidade do ar interior em instalações pecuárias é limitada, devido ao custo elevado dos equipamentos de medição. Sendo assim, uma alternativa é a utilização de sensores e componentes de baixo custo na construção de sistemas capazes de medir continuamente esses poluentes. O objetivo deste trabalho foi construir e validar um sistema de baixo custo, capaz de analisar a qualidade do ar interior de instalações avícolas e suinícolas. O dispositivo de medição é capaz de armazenar e visualizar os dados em tempo real e foi construído a partir de sensores semicondutores, eletroquímicos e óticos. Além disso, o sistema permite o envio de dados por rede móvel para um servidor IoT (Internet of Things), denominado ThingSpeak. O custo total de desenvolvimento foi de €467,80. O dispositivo foi validado através da realização de ensaios laboratoriais com vários equipamentos em paralelo, tendo-se obtido respostas precisas e fiáveis. Para a aplicação prática do equipamento, serão realizadas monitorizações de poluentes em suiniculturas e aviculturas no Brasil e em Portugal.
- Sistema portátil de baixo custo para medição de metanoPublication . Furst, Leonardo; Feliciano, Manuel; Frare, Laercio; Igrejas, GetúlioA deteção de fugas de gases é essencial para a manutenção da qualidade ambiental e para o desenvolvimento de ações de controlo e minimização de emissões gasosas. Neste contexto, têm surgido nas últimas décadas várias tecnologias de baixo custo, adequadas para aplicações em sistemas portáteis ou em redes de monitorização. No presente trabalho, procedeu-se à construção de um sistema portátil de medição de gás metano para utilizar na deteção de fugas de gás natural das redes de distribuição. O sistema construído, além de integrar um sensor de gás TGS2600, um sensor do tipo semicondutor de metal-óxido, utilizado normalmente em sistemas de ventilação, alarmes e monitorização de gases, foi também equipado com sensores de temperatura, humidade relativa e pressão atmosférica e ainda um dispositivo de envio de dados via rede móvel. A calibração do sistema, realizada com um instrumento de calibração de elevada precisão e exatidão demostrou a sua razoável viabilidade e legibilidade. Os testes de laboratório e de campo demostraram que as leituras de metano são influenciadas pela temperatura e pela humidade relativa do ar, mas esta dependência foi anulada através da implementação de uma correção em tempo real. Também se observou uma sensibilidade cruzada com outros gases, principalmente com o monóxido de carbono, de modo que a aplicação do sensor foi realizada em locais afastados de fontes de monóxido de carbono.