02 carlos pedro ferreira 10 dec 2009 madeira

RSECE-QAICaracterização e análise do ar interior

Carlos Pedro Ferreira

AGÊNCIA PORTUGUESA DO AMBIENTE AGÊNCIA PARA A ENERGIA Iniciativa CONSTRUÇÃO SUSTENTÁVEL

www.apambiente.pt www.adene.pt www.construcaosustentavel.pt

http://www.apambiente.pt/

http://www.adene.pt/

3. Exemplos de caracterização e análise química Estudo comparativo de metodologias de amostragem e medição do ar

interior;

Comparação entre o método de referência gravimétrico e um método de medição directa de PM10;

Comparação entre o método de referência para determinação de bactérias e fungos – burbulhamento;






Projecto final de curso de Engenharia do Ambiente (parceria Departamento de Ambiente da UA – Grupo Sondar);

Estudo comparativo de metodologias de amostragem e medição que caracterizarão a QAI no âmbito do RSECE;

Realizar um caso de estudo nas residências universitárias da UA – amostragem e medição de PM10;

Este caso de estudo constitui uma ferramenta auxiliar de avaliação de diferentes metodologias de amostragem e medição de poluentes!

Caso de estudo – PM10 edifício residencial






Mas porquê um estudo sobre partículas?


As PM10 são um importante parâmetro de caracterização da QAI;

Emitidas por um conjunto alargado de fontes, encontrando-se normalmente presentes em ambientes interiores;

Poluente causador de problemas de saúde, como a Asma e Alergias, que afectam uma grande percentagem da população.





Conhecer as gamas de concentração em edifícios residenciais durante períodos distintos;

Testar o método gravimétrico para períodos de 12 horas;

Observar as variações das concentrações de PM10 ao longo do dia, através da aplicação de métodos contínuos;

Verificar a correlação entre o método gravimétrico e 2 métodos contínuos.

Caso de estudo – PM10 objectivos






Caso de estudo – equipamentos

Utilização de 3 equipamentos de medição, com modos de funcionamento distintos:

- Tecora ECO PM – método EPA PM10 (EPA) (Q=16,67 l/min);- Tecora ECO PM – cabeça de amostragem PM10

método EN 12341 (Q=38,33 l/min);

Amostrador TOPAS – light scattering;






Amostrador de baixo caudal para PM10

Aplicação da Norma EN12341;

Aplicação do método EN, com a amostragem a decorrer a um caudal de 38,33 l/min.

Aplicação do método EPA:

Caudal de 16,87 l/min.

Acondicionamento de filtros (37mm);

21±1 ºC e 50±5 %

Temperatura = 21±1 ºC

HR = 50±5 %






Equipamento de medição de PM10

Amostragens em contínuo na cozinha de um dos blocos da residência de estudantes;

Funcionamento em paralelo com o Tecora, durante 5 dias;

Princípio de medição baseado na dispersão de luz pelas partículas.

Amostrador TOPAS

Light scattering






Locais de amostragem

De todo o complexo residencial, seleccionou-se um bloco residencial movimentado, considerado como representativo da actividade normal numa residência de estudantes;

Seleccionaram-se dois quartos, um em cada fachada do edifício, sendo os quartos, locais onde os estudantes passam a maior parte do seu tempo;

Determinou-se a [PM]10 na cozinha na medida em que este é o local onde ocorrem maiores emissões de poluentes e com níveis de ocupação mais elevados.






Localização de pontos de amostragem

Cozinha residências UALegenda


Amostrador localizado a cerca de 1,70 m do solo





Localização de pontos de amostragem

Quarto de um estudante

residências UALegenda


Amostrador localizado a cerca de 1,65 m do solo





Cálculo da [PM10] – método gravimétrico

Fórmulas de cálculo


CiV

mC

i

ii Δ

aai tQV

Vi

mCi iΔ

Δ

ibiifii mmmm

ibmimfi mmmm ΔΔΔΔ





Condições importantes a verificar…

Segundo a norma europeia EN 12341,

A diferença entre as diversas pesagens efectuadas para os brancos de campo deve ser inferior a 40µg;

A incerteza dos brancos de campo deve ser inferior a 10%!100(%) i

bii m

mIR

IRi=Incerteza relativa na medição i, causada pelos brancos de campo.






Incerteza relativa do método gravimétrico operações de campo

A amostragem deverá ter uma duração superior a 12H para o método EPA!

Caso de estudo PM10nas residências da UA






Concentração de PM10 exterior e interior

Dados obtidos para a Qualidade do ar exterior – www.qualar.org

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

ter,

11/

03 1

1h

ter,

11/

03 2

3h

qua,

12/

03 1

1

qua,

12/

03 2

3

qui,

13/0

3 11

qui,

13/0

3 23

sex,

14/

03 1

1

sex,

14/

03 2

3

sab,

15/

03 1

1

sab,

15/

03 2

3

dom

,16/

03 1

1

dom

,16/

03 2

3

sab,

29/

03 1

1

sab,

29/

03 2

3

dom

, 30

/03

11

dom

, 30

/03

23

seg,

31/

03 1

1

seg,

31/

03 2

3

ter,

01/

04 1

1

ter,

01/

04 2

3

qua,

02/

04 1

1

qua,

02/

04 2

3

qui,

03/0

4 11

qui,

03/0

4 23

Co

nce

ntr

ação

(u

g/m

3)

Quarto

Cozinha

Exterior







Resultados obtidos

Na cozinha as concentrações de partículas variam entre os 18 e os 74 µg/m3;

Concentrações mais elevadas, no período das 11h-23h, o que pode ser justificado por:

Emissão de partículas na altura da confecção dos alimentos.;

Exaustores desligados;

Observações: Das 23 às 11horas, a concentração é mais baixa, uma vez que a utilização deste espaço durante o referido período de tempo é muito pequena.

No quarto onde foram realizadas as amostragens, as concentrações variaram entre

os 16 e os 58 µg/m3. Neste caso, não se observa nenhuma tendência no que diz respeito

à variação da concentração de partículas entre um período e o outro.






Variações de concentração de PM10 ao longo do dia na cozinha, obtidas através do analisador TOPAS

0

100

200

300

400

500

600

700

11:00

11:50

12:40

13:30

14:20

15:10

16:00

16:50

17:40

18:30

19:20

20:10

21:00

21:50

22:40

23:30

00:20

01:10

02:00

02:50

03:40

04:30

05:20

06:10

07:00

07:50

08:40

09:30

10:20

hora do dia

co

nc

en

tra

çã

o d

e P

M1

0 (

ug

/m3

)

sab, 29/03 - 30/03

dom, 30/03 - 31/03

seg, 31/03 - 01/04

ter, 01 - 02 Abr

qua, 02-03 Abr







Correlação entre o método gravimétrico e o método contínuo – TOPAS

y = 1,1169x + 0,4816

R2 = 0,9923

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80 100

concentração de PM10 (ug/m 3) - Tecora

con

cen

traç

ão d

e P

M10

(u

g/m

3) -

TO

PA

S







Caso de estudo PM10efeito de um pau de incenso…

0,0

50,0

100,0

150,0

200,0

250,0

300,0

350,0

400,0

450,0

7:12 9:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36

Hora do dia

con

cen

traç

ão P

M10

(u

g/m

3) pDR1200 - média 5 minutos

pDR1200 - média 12 horas

Tecora - média 12 horas






Emissões intermitentes

O ensaio procura simular uma situação extrema

Importância em realizar as medições na “pior situação”

Ao acender um pau de incenso no quarto de uma residência de estudantes a [PM10] variou mais de 500 g/mμ 3, tendo-se atingido valores da ordem dos 700 g/mμ 3 – médias de 10 minutos!






conclusões Casos de estudos

O método gravimétrico de referência adaptado para 12H, pode ser aplicado apenas para um caudal de 38,33 l/min. (cabeça EN);

Elevada correlação entre o método de referência e os dois métodos equivalentes para os ensaios realizados;

Medições em contínuo e de MO (método de borbulhamento) demonstram a importância de efectuar as amostragens nos períodos de maior ocupação, quando as fontes de emissão estão activas!






Concentração exterior

Inspecção visuale Questionário

Amostragem/medição

Duração e frequência

Locais, pontos e períodos

Equipamento

Conclusões finais

FIM






Concentrações no exteriorO RSECE refere, no n.º10 do artigo 29.º, que as medições de QAI devem

ser feitas quando [poluentes]exterior < ½ [poluentes]max.interior.

Medição

Deve ser efectuada:

Na proximidade do edifício, de

preferência à mesma altura do solo,

mas afastada pelo menos 1m das

paredes.

No caso da existência de sistemas

AVAC, a medição deve ser realizada

junto às entradas de ar.

Modelação

Estações de monitorização da Qualidade do Ar

Previsão (qualar) Pode evitar deslocações ao local de amostragem

Conclusões






Inspecção visual e questionárioPermite obter informação sobre factores que influenciam a QAI

Ocupação

Ventilação

Actividades e fontes de

poluentes

Odores

Auxilia a escolha da estratégia de amostragem a adoptar, nomeadamente:

Locais

Pontos

Períodos

Conclusões






Locais e pontos de amostragem

Devem ser seleccionados

i) Aleatoriamente;

ii) Em zonas “isentas” para comparação com zonas com queixas;

iii) Por zonas contíguas com características específicas. Como exemplo a proximidade com áreas de perfumarias, cosméticos, restauração, actividades de limpeza a seco, garagens, áreas de fumadores, sala de impressoras, etc.

iv) Em zonas dos edifícios fustigados por ventos predominantes;

i) Integração, numa mesma zona, dos espaços que apresentem determinadas características comuns, nomeadamente:

Níveis e tipos semelhantes de actividades, cargas térmicas e fontes de emissão de poluentes;

Compartimentação e organização dos espaços; “open space”, gabinetes, etc.






Nº de pontos de amostragem

O número mínimo de pontos de amostragem/medida pode ser calculado pela expressão seguinte, arredondado para a unidade, e deve ser salvaguardada a representatividade da amostra:

onde:

Ni = nº de locais de medida na zona i;

Ai = área da zona i, em m2.

ii AN 15,0






Definição de pontos de amostragem/medição

deve-se considerar os seguintes critérios:

A amostragem deverá ser conduzida num local que representa as actividades ocupacionais;

Os locais devem ser seleccionados de modo a minimizar o impacto nas actividades extra laborais;

As medições devem ser feitas na zona ocupada do espaço, de acordo com a definição de zona ocupada que consta da norma EN13779;

As localizações não devem estar a menos de 1 metro das fontes de contaminação;

Todas as medições devem ser feitas ao nível das vias respiratórias e sempre próximo do centro da zona.






Momento e número mínimo de medições

Sempre que os edifícios tenham funcionamento descontínuo, as medições das concentrações de CO2 e PM10 devem ser realizadas no período representativo de ocupação:

após decorridas duas a três horas após o início do funcionamento dos espaços;

quando são atingidas as condições de equilíbrio, justificado através de monitorização contínua;

Relativamente aos poluentes microbiológicos, deve ser feita no mínimo uma medição por dia, igualmente em condições normais de funcionamento do edifício.






Momento e número mínimo de medições – cont.no caso da recolha do Radão por métodos passivos 1 a 3 meses

antes da realização da auditoria QAI.

No caso da utilização de detectores sólidos 2 a 3 horas em cada local, com medição em integrações sucessivas de pelo menos 30 minutos cada;

no tratamento dos dados deverá ser removida a tendência de crescimento inicial das medições, quando ela exista, e tomado o valor de equilíbrio atingido na parte final da medição [16].

No caso de situações em que a evolução temporal das concentrações dos poluentes tenda para uma estabilização, a medição deve ter lugar preferencialmente no período de funcionamento estabilizado;

Nota: Recomenda-se que, na presença de indícios de fontes de poluição do ar interior, se compare, numa primeira fase, as concentrações dos parâmetros no exterior e no interior, respectivamente, na entrada de ar para o edifício e na entrada de ar para as zonas ocupadas, de forma a verificar se a fonte interior de poluição se deve ao sistema de distribuição de ar, e/ou a fontes no interior das zonas ocupadas.






Duração das amostragens

Recomenda-se um período de 3 a 5 minutos para sistemas de medição portáteis de leitura em tempo real dos parâmetros poluentes, por ponto de amostragem definido;

Nos restantes casos devem seguir as regras de medição recomendadas por cada método.






Locais de trabalho e espaços públicos (Hong-Kong) 4x5 min, dentro dum período de 8 horas

Amostradores tipo Anderson ou surface air system (SAS)

Durante as piores situações esperadas.

Exemplo de estratégia de amostragem Microrganismos






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