Publicação: Protótipo de estação para monitoramento do material particulado atmosférico
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CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
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Autores
Orientador
Coorientador
Atarassi, Roberto Terumi
Resumo
O planeta está aquecendo em uma velocidade alarmante. Dados recentes mostram que
2024 foi o ano mais quente desde o início das medições, em 1850, com temperaturas
ultrapassando 1,5°C acima dos níveis pré-industriais. Esse cenário agrava a qualidade
do ar, impactando diretamente a saúde humana. A Organização Mundial da Saúde alerta
que 99% da população mundial está exposta a níveis perigosos de poluição, responsável
por 7 milhões de mortes prematuras anualmente. O material particulado fino (MP₂, ₅)
destaca-se como um dos principais agentes causadores dessas mortes. Diante desse
problema que se apresenta, governos têm adotado normativas para reduzir os impactos
da poluição atmosférica. No entanto, as tecnologias de monitoramento disponíveis são
caras, exigem manutenção especializada e não atendem adequadamente às
particularidades de países em desenvolvimento, como o Brasil. Com grandes
aglomerados urbanos carentes de infraestrutura e áreas remotas sem acesso a serviços
básicos, torna-se urgente desenvolver soluções acessíveis e adaptáveis. Este estudo teve
como objetivo principal desenvolver uma estação de monitoramento da qualidade do ar,
focada na medição de o MP₂,₅, que fosse autossuficiente em energia, móvel e de baixo
custo. Para isso, foram utilizados sensores acessíveis e um microcontrolador, integrados
em um protótipo capaz de operar de forma autônoma e transmitir dados em tempo real.
A metodologia incluiu a seleção e integração de componentes, testes de bancada e de
campo em diferentes condições ambientais, além de uma análise estatística dos dados
coletados e uma avaliação de custos. Os resultados demonstraram que a estação é
funcional, compacta, de fácil manutenção e resistente às condições climáticas adversas.
A coleta de dados ocorreu de forma contínua e confiável, sem falhas aparentes, o que
deverá facilitar as etapas de calibração e validação dos dados, além disso, o baixo custo
estimado para a sua construção o que permitirá a democratização do equipamento.
Conclui-se que o protótipo desenvolvido representa uma solução viável e inovadora
para o monitoramento da qualidade do ar, especialmente em locais onde custo e acesso
à energia elétrica são fatores críticos, por esta razão foi identificado uma oportunidade
de registro de patente, dado ao ineditismo do equipamento; gerou-se assim o registro
sob o número BR 20 2025 015021 8 no Instituto Nacional de Propriedade Industrial -
INPI. Além de contribuir para a redução dos impactos da poluição atmosférica, essa
estação pode ser uma ferramenta valiosa para a proteção da saúde pública e para o
avanço de políticas ambientais mais eficazes.
Abstract
The planet is warming at an alarming rate. Recent data show that 2024 was the hottest
year since 1850, with temperatures exceeding 1.5°C above pre-industrial levels. This
scenario worsens air quality, directly impacting human health. The World Health
Organization warns that 99% of the global population is exposed to dangerous levels of
pollution, responsible for 7 million premature deaths annually. Fine particulate matter
(PM₂.₅) stands out as one of the main causes of these deaths. In response to this
challenge, governments have adopted regulations to mitigate the impacts of air
pollution. However, available monitoring technologies are expensive, require
specialized maintenance, and do not adequately meet the specific needs of developing
countries such as Brazil. With large urban clusters lacking infrastructure and remote
areas without access to basic services, it is urgent to develop affordable and adaptable
solutions. This study aimed to develop a self-sufficient, mobile, and low-cost air quality
monitoring station focused on measuring PM₂.₅. To achieve this, accessible sensors and
a microcontroller were used, integrated into a prototype capable of operating
autonomously and transmitting data in real-time. The methodology included the
selection and integration of components, bench and field tests in different
environmental conditions, as well as statistical analysis of the collected data and a cost
assessment. The results demonstrated that the station is functional, compact, easy to
maintain, and resistant to adverse weather conditions. Data collection was continuous
and reliable, with no apparent failures, facilitating data calibration and validation.
Additionally, the estimated low construction cost will allow for the democratization of
this equipment. It is concluded that the developed prototype represents a viable and
innovative solution for air quality monitoring, especially in locations where cost and
access to electricity are critical factors. For this reason, an opportunity to register a
patent was identified, given the originality of the equipment; thus, registration was
generated under number BR 20 2025 015021 8 at the National Institute of Industrial
Property - INPI. Besides contributing to the reduction of air pollution impacts, this
station can be a valuable tool for public health protection and the advancement of more
effective environmental policies.
Palavras-chave
Monitoramento do ar., Sensores de baixo custo, Estação de monitoramento, Material Particulado
Citação
LIMA, Marcelo. Protótipo de estação para monitoramento do material particulado atmosférico. 2025. 99 f. Dissertação (Mestrado em Meio Ambiente e Qualidade Ambiental) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia. 2025. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2025.5544