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Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Protótipo com sensores embarcados em RPA/drone para coleta de dados da qualidade do ar
Alternate title (s): Prototype with sensors embedded in RPA/drone for air quality data collection
Author: Moura, Rener Martins de
First Advisor: Silva, Claudionor Ribeiro da
First coorientator: Lima, Euclides Antonio Pereira de
First member of the Committee: Durães, Matheus Fonseca
Second member of the Committee: Leite, Marcos Esdras
Summary: A poluição atmosférica representa uma das preocupações globais que impacta a saúde humana, os ecossistemas e o clima da Terra, ao se originar de atividades antropogênicas e processos naturais. Gás letal em altas concentrações, o monóxido de carbono (CO) se destaca como um dos poluentes mais nocivos ao meio ambiente, ao comprometer o transporte de oxigênio (O2) pelo sangue e causar sintomas graves como cefaleia, náusea, confusão mental e, em casos extremos, a morte. As principais fontes de emissão de CO incluem a queima de combustíveis fósseis, biomassa e processos industriais, cujo controle é desafiador e transcende fronteiras nacionais, por exigir monitoramento e regulamentação contínuos. Nesse contexto, torna-se essencial mensurar a concentração de CO, sobretudo em ambientes públicos, devido à indetectabilidade desse gás pelos sentidos humanos, o que aumenta o risco de intoxicação, apesar de os equipamentos detectores de CO serem geralmente de alto custo de aquisição e operação. Então, este estudo visou abordar a proposta de montagem de um protótipo medidor de CO, em custos acessíveis e de fácil operação em ambientes controlados (laboratórios) e não controlados (campo em nível de solo e perfis verticais). Para tanto, foi criado um protótipo, com sensor digital e emissão de concentração de CO controlada, para avaliar a acurácia desse equipamento em laboratório; também foi testado em ambiente aberto, em um local de alta concentração de CO (estação de ônibus de transporte público, vizinha a ruas com tráfego intenso), em nível de solo; e em três pontos estrategicamente escolhidos para medição em perfil vertical, com uso de uma Aeronave Remotamente Pilotada (Remotely Pilote Aircraft – RPA)/drone. Os resultados obtidos em laboratório mostraram que o equipamento é promissor, em virtude dos 99% de acurácia com as concentrações testadas, o que permitiu um ajuste linear para conversão da medida digital em leitura de concentração de CO. As medidas em campo foram eficientes e coerentes com as condições de cada localidade testada, isto é, nos pontos com mais fontes de dispersão de CO, houve maiores concentrações do gás. Em complemento, os valores máximos se compararam com a Resolução do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) n. 491 (Brasil, 2018) com o objetivo de demonstrar que, para os dias e horários de medição, a concentração de CO estava em conformidade ao máximo recomendado. Finalmente, embora em experimentos incipientes, o protótipo se mostrou eficaz para a proposta deste trabalho.
Abstract: Air pollution is a global concern that impacts human health, ecosystems and the Earth’s climate, originating from anthropogenic activities and natural processes. A lethal gas in high concentrations, carbon monoxide (CO) stands out as one of the most harmful pollutants to the environment, as it compromises the transport of oxygen (O2) through the blood and causes severe symptoms such as headache, nausea, mental confusion and, in extreme cases, death. The main sources of CO emissions include the burning of fossil fuels, biomass and industrial processes, the control of which is challenging and transcends national borders, as it requires continuous monitoring and regulation. In this context, it is essential to measure CO concentration, especially in public spaces, due to the undetectability of this gas by the human senses, which increases the risk of poisoning, despite the fact that CO detection equipment is generally expensive to purchase and operate. So, this study aimed to address the proposal for assembling a prototype CO meter, at affordable costs and easy to operate in controlled environments (laboratories) and uncontrolled environments (field at ground level and vertical profiles). To this end, a prototype was created, with a digital sensor and controlled CO concentration emission, to evaluate the accuracy of this equipment in the laboratory; it was also tested in an open environment, in a location with high CO concentration (public transport bus station, next to streets with heavy traffic), at ground level; and in three strategically chosen points for measurement in vertical profile, using Remotely Pilote Aircraft (RPA)/drone. The results obtained in the laboratory showed that the equipment is promising, due to its 99% of accuracy with the concentrations tested, which allowed a linear adjustment to convert the digital measurement into CO concentration reading. The field measurements were efficient and consistent with the conditions of each tested location, that is, in the points with more sources of CO dispersion, there were higher concentrations of the gas. In addition, the maximum values were compared with Resolution No. 491 of National Environmental Council (CONAMA) (Brazil, 2018), in order to demonstrate that, for the days and times of measurement, the CO concentration was in compliance with the maximum recommended. Finally, although in incipient experiments, the prototype proved to be effective for the purpose of this work.
Keywords: Monóxido de carbono
Carbon monoxide
MQ-135
Sensores
Sensors
Protótipo
Prototype
RPA/drone
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS HUMANAS
Subject: Desenvolvimento sustentável
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Qualidade Ambiental
Quote: MOURA, Rener Martins de. Protótipo com sensores embarcados em RPA/drone para coleta de dados da qualidade do ar. 60 f. 2024. Dissertação (Mestrado em Qualidade Ambiental) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2024. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2024.328.
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2024.328
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/43200
Date of defense: 28-Jun-2024
Sustainable Development Goals SDGs: ODS::ODS 11. Cidades e comunidades sustentáveis - Tornar as cidades e os assentamentos humanos inclusivos, seguros, resilientes e sustentáveis.
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Qualidade Ambiental

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