Emissões de material particulado e medição de material particuladoPara reduzir as emissões de determinadas fontes, os valores de material particulado devem ser registrados em uma rede de malha próxima.

Paralisia aérea

Sensores de material particulado baseados em dispersão de luz

Como uma abordagem diferente para obter a quantidade de material particulado no ar, o princípio de medição de dispersão de luz é empregado. Em vez de trocas e pesagens repetidas de filtros em um laboratório, a luz espalhada pelas partículas em um fluxo de ar fornece informações contínuas sobre a concentração de PM. Um fotodetector é colocado perpendicularmente ao fluxo de ar e também perpendicularmente a um feixe de luz, de modo que normalmente nenhuma luz atinge o detector. Quando uma partícula atravessa o feixe, a luz é espalhada e uma parte dela atinge o fotodetector. A intensidade do pulso recebido transmite informações sobre a seção transversal da partícula. Juntamente com o volume do fluxo de ar, a densidade numérica e a distribuição de tamanho das partículas podem ser obtidas. Ao contrário da pesagem de poeira em um filtro, com esse método os resultados podem ser transmitidos em tempo real.

Working principle of a light scattering PM sensor. Scattered light from dust particles in an air stream is detected and evaluated to compute particulate matter densities

Mientras que contaminantes como los óxidos de nitrógeno procedentes de los motores diésel pueden reducirse en gran medida con la electrificación del transporte privado, las partículas siguen siendo generadas por los neumáticos y los frenos, así como por otras fuentes antropogénicas y naturales como la agricultura, la industria o los incendios forestales. Las principales ventajas con respecto al método de pesaje son un umbral de instalación bajo, costes reducidos y la continuidad de las mediciones.

O Sensor Hygro-Thermo-Baro Compact de Poeira Fina (Fine Dust HTB Compact) mede as frações de poeira fina PM1, PM2.5, PM4, PM10!

A Thies CLIMA desenvolveu um sensor PM para essa aplicação com base em seu transmissor meteorológico Hygro-Thermo-Baro Compact com uma proteção contra intempéries e radiação. O sensor Particulate-Hygro-Thermo-Baro Compact mede as frações de material particulado PM2.5 e PM10 juntamente com informações meteorológicas precisas sobre temperatura (± 0,1 °C), umidade (± 1,5 % r.h.) e pressão do ar (tip. ± 0,25 hPa). As leituras precisas de temperatura e os tempos de reação rápidos são fornecidos pela ventilação ativa e supervisionada dos sensores higrômicos e térmicos.

Para investigações ainda mais detalhadas, também são medidas as densidades numéricas e as densidades de massa para as frações de até 1 e 4 mícrons, e a densidade numérica para partículas com diâmetros de até 0,5 mícron está disponível. Um indicador de qualidade de medição é fornecido com base em uma combinação dos valores de PM e dos valores meteorológicos medidos. O sensor oferece uma interface RS485 com MODBUS-RTU binário e um protocolo ASCII. Com sua comunicação baseada em ID, é possível operar em um sistema de barramento

Testes de exposição de longo prazo no litoral do Mar do NorteConstruído com materiais livres de corrosão, o Particulate-Hygro-Thermo-Baro Sensor Compact resiste a testes de exposição de longo prazo no litoral do Mar do Norte. Outras investigações de longo prazo diretamente em um contêiner de medição de um órgão público confirmam a concordância entre as medições baseadas em filtros e o Particulate-Hygro-Thermo-Baro Sensor Compact. O sensor está prontamente disponível e atende aos requisitos para o monitoramento distribuído ao vivo dos níveis de material particulado.

Em comparação com os investimentos em contêineres de medição de órgãos públicos, dezenas desses sensores podem ser instalados em uma rede de granulação fina. Além disso, os sensores são operados continuamente sem necessidade de manutenção frequente. Os procedimentos de autolimpeza e o design robusto reduzem as despesas com pessoal.

Sensor de partículas Hygro Thermo Baro Compact

As fontes de partículas precisam ser identificadas e analisadas e os mecanismos de distribuição de MP precisam ser compreendidos.

Medidas gerais, como limites de velocidade ou leis contra motores de combustão e sistemas de aquecimento a óleo para atender aos limites de MP, podem ser acompanhadas ou evitadas pela redução da poluição de fontes específicas ou, por exemplo, pelo gerenciamento dinâmico do tráfego. Para reduzir as emissões de fontes específicas, os níveis de MP devem ser coletados em uma grade fina, as fontes de partículas devem ser identificadas e analisadas e os mecanismos de distribuição de MP devem ser compreendidos. O gerenciamento dinâmico do tráfego com base nos níveis de MP precisa até mesmo de medições em tempo real.

Os órgãos públicos investigam os valores de MP usando instrumentos científicos que implicam em investimentos e limites de instalação consideráveis. Essas medições são adequadas para a investigação pontual do MP em uma rede de medição grosseira. Já a algumas ruas de distância do local de medição, é possível haver grandes desvios, dependendo da topografia, dos edifícios, do vento ou das fontes de MP. Para locais que não foram selecionados por órgãos públicos, os valores de medição mais próximos podem já ser inválidos e até mesmo estar a muitos quilômetros de distância.

Solução
Como solução para isso, são necessários sensores de MP muito mais baratos, mas ainda assim suficientemente precisos, que possam ser instalados facilmente e em qualquer lugar. Esses dispositivos podem ser usados para fornecer uma grade de medição mais fina para obter informações locais sobre a poluição do ar, o que leva a um amplo conhecimento da imissão local e permite estudos de distribuição, bem como a identificação da fonte. Ao mesmo tempo, as medições precisam ser confiáveis, mesmo que a precisão científica não seja atingida em sua plenitude.

Métodos de medição de material particulado
Classicamente, o material particulado é medido pela deposição de partículas em um filtro. Geralmente, o filtro é trocado diariamente, seco e pesado em um laboratório. Os valores de medição relevantes são, consequentemente, registrados como microgramas de poeira no filtro por metro cúbico de ar filtrado. As informações sobre as substâncias químicas envolvidas não são obtidas, independentemente do impacto potencialmente diferente sobre o corpo humano. As classes de PM são derivadas da separação dos tamanhos de poeira por filtros de impacto baseados em inércia. As partículas de poeira com diâmetros de até 2,5 mícrons na classe PM 2.5 também estão incluídas na fração PM10.‎

Nível muito alto de concordância com a referência gravimétrica oficial

Resultados da medição de PM2.5 de dois dispositivos de medição de material particulado da Thies CLIMA (Particulate-hygro-thermo-baro sensor compact) e uma medição gravimétrica próxima de um órgão público.

Particulate-Hygro-Thermo-Baro Sensor Compact measures temperature, humidity, PM2.5, PM10 and many other parameters with minimal installation effort.

Más detalles del producto

Sensor de partículas Hygro Thermo Baro Compact
Ampla linha de acessórios: Nossas soluções de montagem personalizadas permitem a fixação em todos os locais.

Acesso conveniente a todos os dados:
Registrador/Conversor de dados
Thies-Cumulus Soluções de aplicativos/nuvem

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individual: Tel. 0049.551.79001-0 E-mail: info@thiesclima.com

Fontes de materiais:
From ʻair-pocalypseʻ to blue skies. Beijingʻs fight for cleaner air is a rare victory for public dissent | CNN,https://edition.cnn.com/2021/08/23/china/china-air-pollution-mic-intl-hnk/index.html, abgerufen am 21.06.2023
China: annual PM2.5 levels Beijing 2022 | Statista, https://www.statista.com/statistics/690823/china-annual-pm25-particle-levels-beijing/, abgerufen am 21.06.2023
WHO global air quality guidelines: particulate matter (‎PM2.5 and PM10)‎, ozone, nitrogen dioxide, sulfur dioxide and carbon monoxide, ISBN 9789240034228
Revision EU ambient air quality legislation (europa.eu), https://environment.ec.europa.eu/publications/revision-eu-ambient-air-quality-legislation_en

Outras fontes e links úteis:
Glossary of particulate matter measurement technology: Find out more about particulate matter measurement technology in our glossary
https://www.umweltbundesamt.de/themen/luft/luftschadstoffe-im-ueberblick/feinstaub
https://www.who.int/publications/i/item/9789240034228‎https://www.who.int/publications/i/item/9789240034228