Construção e aplicação de um sistema de baixo custo para a monitoração do gás metano na cidade de Bragança

Mestrado com dupla diplomação com a Universidade Tecnológica Federal do ParanáO metano é o maior constituinte do gás natural, cujo transporte no ambiente urbano é realizado por uma extensa rede de condutas subterrâneas, as quais podem apresentar fugas em virtude dos inúmeros acessórios pneumáticos e da inúmeras ligações. Estas fugas, além de representarem uma perda económica para as companhias de distribuição de gás, podem ocasionar graves acidentes envolvendo incêndios e explosões. Ressalta-se também, que o metano é um dos principais gases de efeito de estufa e a sua concentração na atmosfera cresceu rapidamente nos últimos séculos, decorrente principalmente de atividades antropogénicas. Assim, o desenvolvimento de sistemas de baixo custo, elevada precisão e dimensões reduzidas para monitorização de gás metano in situ e em tempo real, torna-se economicamente atrativo em comparação com os robustos analisadores de gás. Neste estudo realizou-se o desenvolvimento e aplicação de um sistema capaz de medir baixas concentrações de metano a partir do uso do sensor de metano TGS2600 - baseado na tecnologia de semicondutores de óxido metálico. A aplicação assentou sobre a plataforma de código aberto Arduino Mega, reunindo também um sensor de pressão atmosférica; um sensor de temperatura e humidade relativa do ar; um módulo GPRS / GPS / GSM para geolocalização e envio dos dados; um ventilador para transporte do ar ao sensor; um módulo micro SD para armazenamento de dados e um ecrã LCD para visualização das medições realizadas em tempo real. O trabalho descreve também a calibração do sensor de metano, a qual demonstrou tratar de um sensor de boa precisão, capaz de detetar variações de metano na gama entre 6,2 ppm e 744 ppm. Realizaram-se também testes preliminares num estábulo de pequenos ruminantes, os quais permitiram observar a resposta do sensor ao metano na presença e ausência dos animais. Verificou-se também a dependência do sensor em relação às variáveis ambientais de temperatura e humidade relativa do ar. Para anular tal dependência, construiu-se um modelo de correção, baseado nas especificações técnicas do sensor, e que se mostrou extremamente necessário para a aquisição de dados fiáveis. Definido o modelo de correção, o sistema foi utilizado para medição de metano próximo a rede de distribuição de gás natural da cidade de Bragança. Embora nos ensaios não tenham identificado nenhum vazamento de metano, o sistema de medição mostrou ser uma solução promissora, facilmente implantável e de baixo custo para detectar metano em baixas concentrações que podem ser exploradas em outros cenários e domínios.Methane is the largest constituent of natural gas, transported in the urban environment by an extensive network of underground pipelines, which may leak due to the numerous pneumatic accessories and fittings. These leakages, besides representing an economic loss to the gas distribution companies, may cause serious accidents involving fires and explosions. Methane is also one of the main greenhouse gases and its concentration in the atmosphere has grown quickly in the last centuries, mainly due to the anthropogenic activities. Therefore, the development of a low-cost, high-accuracy and small-scale tools and systems are attractive for on-site methane gas monitoring in opposition to the robust gas analyzers. In this work, it was carried out the development and application of a system capable to measuring low concentrations of methane through the use of the TGS260 – a metal oxide semiconductors based sensor. The application was based on the open source platform Arduino Mega, including an atmospheric pressure module; a temperature and relative humidity module; a GPRS/GPS/GSM module for data transfer; a simple DC fan for circulating air to the sensor; a micro SD card module for data storage and an LCD screen for visualization of the measurements in real time. Prior to the application of the system, a calibration of the methane sensor was performed, in which a good accuracy was observed, being able to detect methane variations ranging from 6.2 ppm to 744 ppm. Several preliminary tests were also performed in a small ruminant barn, allow to observe the behavior of the sensor to the methane gas in the presence and absence of the animals, and its dependence to environmental variables, like temperature and relative humidity. In order to eliminate such dependence, a correction model was developed, based on the technical specifications of the sensor, which proved extremely necessary for the acquisition of reliable data. Once the correction model is defined, the monitoring system was applied to measure methane near the natural gas distribution network of Bragança’s city. Althought in the experiments no methane leakage was identified, the metering system showed to be a promising, easily deployable and low cost solution to detect methane at low concentrations that can be exploited in other cenarios and domains

Estudo do potencial de aplicação de um sensor de baixo custo para medição de metano em áreas urbanas: ensaios preliminares

O 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.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

A portable device for methane measurement using a low-cost semiconductor sensor: development, calibration and environmental applications

Methane 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.The authors are grateful to the Foundation for Science and Technology (FCT, Portugal) and FEDER under Programme PT2020 for financial support to CIMO (UIDB/00690/2020) and CeDRI (UIDB/5757/2020).info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Evaluación de los niveles de ruido y ozono en una zona industrial urbana

Monitoring environmental parameters in urban centers has become a critical step for health risk assessment. In this study, conducted in the industrial park of Mirandela (Portugal), an environmental monitoring system consisting of a meteorological station, a class 1 smart sound sensor and three reference optical gas analyzers were deployed to measure noise levels, tropospheric ozone concentrations, carbon monoxide, and nitrogen oxides, during winter and spring of 2019. The interdependence among all variables was evaluated, and legal compliance was assessed according to the European Union (EU) target values for ozone. Higher concentrations of nitrogen oxides and carbon monoxide were observed during rush hours, while ozone concentrations increased as a consequence of the emissions of primary pollutants after sunrise reaching their maximum values at about 13:00 to 14:00h. Regarding the Accumulated Ozone Exposure (AOT), both target values set by the EU for AOT40 vegetation and forest have been exceeded. For AOT60, the observed values were below target; however, the threshold for NET60 was exceeded even before the end of 2019. Noise levels were higher during rush hours, because of higher traffic intensity; however, noise level indicators (Lden, Ln) remained within the legal limits. It was possible to realize that urban traffic is the most relevant source of noise and local air pollution. These results can be used to define strategies that may improve the environmental performance of the studied industrial park.La vigilancia de los parámetros medioambientales es una acción importante para la evaluación de riesgos para la salud en los centros urbanos. En este estudio, realizado en el parque industrial de Mirandela (Portugal), se implementó un sistema de monitoreo medioambiental compuesto por una estación meteorológica, un sonómetro de clase 1 y tres analizadores ópticos de gases, para monitorizar los niveles de ruido, las concentraciones de ozono, monóxido de carbono, y óxidos de nitrógeno durante la primavera y invierno de 2019. Se evaluó la interdependencia entre las variables y el cumplimiento legal con los valores objetivo para el ozono establecidos por la Unión Europea (UE). Se observaron concentraciones más altas de óxidos de nitrógeno y monóxido de carbono durante las horas de punta, mientras que las concentraciones de ozono aumentaron por las emisiones de contaminantes primarios, alcanzando valores máximos aproximadamente de las 13:00 a 14:00h. Cuanto a la Exposición Acomumulada a Ozono (AOT), se han excedido los valores objetivos para AOT40. Mientras que para AOT60, el valor observado estaba abajo del objetivo, sin embargo, se ha excedido el indicador NET60. Los niveles de ruido fuéron mayores en las horas de punta, relacionados con la mayor intensidad de tráfico, pero los indicadores de ruido (Lden, Ln) permanecieron dentro de los límites legales. Los resultados obtenidos pueden ser utilizados para centrar los esfuerzos en la mejora de la calidad medioambiental del parque industrial.This work was supported by the Spain-Portugal Transnational Program (POCTEP), with the Financial Support from the European Union under Program FEDER (European Regional Development Fund), as part of the project Rehabind (0399_REHAB_IND_2_E) This study was part of the Trans-National Project Rehabind. The authors would like to thank the Spain-Portugal Transnational Program (POCTEP), with the Financial Support from the European Union under Program FEDER (European Regional Development Fund). The authors acknowledge all the support provided by the Mirandela City Council for the execution of this work. The authors thank the CYTED Thematic Network “CIUDADES INTELIGENTES TOTALMENTE INTEGRALES, EFICIENTES Y SOSTENIBLES (CITIES)” no. 518RT0558.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Remote sensing image-based analysis of the urban heat island effect in Bragança, Portugal

Urban Heat Islands increase surface temperatures which impact the health and well-being of urban populations. Radiative forcing is impacted by changes to the land surface associated with urbanization that are particularly significant immediately after sunset. This paper aimed to analyze the behavior of UHI in different Local Climate Zones (LCZ) in Bragança city (Portugal), using Air Temperature (Ta), satellite images (Landsat 8), and on-site data. The methodology included a seasonal approach, integrating data with different scales (spatial, radiometric, and spectral) and qualitative and quantitative analyses. Google Earth Engine (GEE) optimized the processing time and computation requirement to generate the Land Surface Temperature (LST) maps. The integration of data with different scales corroborated the complementation of information/analysis and detected the correlation between the Ta and LST. However, the identification of the UHI was compromised due to the time of the passage of Landsat 8, and it was identified as the Urban Cool Island (UCI), a complementary effect of UHI, supporting the results of previous studies and for the use of Remote Sensing (RS) for thermal effects analysis.The authors are grateful to the Foundation for Science and Technology (FCT, Portugal) and FEDER for financial support through national funds under the projects UIDB/04683/2020, FCT/MCTES (PIDDAC) to CIMO (UIDB/00690/2020 and UIDP/00690/2020) and SusTEC (LA/P/0007/2020).info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Sistema de baixo custo para a medição de gases e material particulado no interior de instalações pecuárias

A 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.Este estudo foi apoiado pela Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT, Portugal) e FEDER ao abrigo do Programa PT2020 através do apoio financeiro ao CIMO (UID/AGR/00690/2013) e pelo projeto bilateral estabelecido entre o Instituto Politécnico de Bragança (Portugal) e a Universidade Tecnológica Federal do Paraná (Brasil).info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Transforming the invisible into the visible: disparities in the access to health in LGBT+ older people

Objectives: To compare variables of access to healthcare between the LGBT+ population aged 50 and over and those non-LGBT+. Methods: A cross-sectional study was carried out in Brazil through a confidential online questionnaire. The use of the health system was characterized by the number of preventive tests performed and measured by the PCATool-Brasil scale (a 10-point scale in which higher scores were associated with better assistance in healthcare). The association between being LGBT+ and access to health was analyzed in Poisson regression models. Results: 6693 participants (1332 LGBT+ and 5361 non-LGBT+) with a median age of 60 years were included. In the univariate analysis, it was observed not only lower scores on the PCATool scale (5.13 against 5.82, p < 0.001), but a greater proportion of individuals among those classified with the worst quintile of access to healthcare (< 4 points), 31% against 18% (p < 0.001). Being LGBT+ was an independent factor associated with worse access to health (PR = 2.5, 95% CI 2.04‒3.06). The rate of screening cancer, for breast, colon, and cervical cancer was also found to be lower in the LGBT+ population. Conclusion: Healthcare access and health service experiences were worse in the LGBT+ group than in their non-LGBT peers. Inclusive and effective healthcare public policies are essential to promote healthy aging for all

Avaliação da qualidade do ar e ruído: componente ambiental do projeto Rehabind

O projeto RehabInd foi concebido com o objetivo de promover a reabilitação sustentável e a revitalização de zonas industriais. Para tal, o projeto contou com a cooperação de diversas entidades de iniciativa privada, universidade e órgãos públicos, responsáveis por caracterizar e analisar os aspetos ambientais, económicos e sociais relacionados as zonas industriais de Mirandela (Portugal) e Zamora (Espanha) e, assim, permitir o desenvolvimento de ações direcionadas para a sustentabilidade ambiental, eficiência energética, melhoria do ambiente urbano e regeneração do tecido empresarial. O presente documento reporta a componente ambiental do projeto RehabInd, expondo publicamente as ações desenvolvidas no decorrer do projeto, voltadas para a monitorização da qualidade do ar e dos níveis de ruído nas zonas industriais de Mirandela e Zamora.Projeto POCTEP 0399_REHAB_IND_2_Einfo:eu-repo/semantics/publishedVersio

Componente ambiental del proyecto Rehabind.

El proyecto RehabInd fue diseñado con el objetivo de promover la rehabilitación sostenible y la revitalización de las áreas industriales. Para este fin, el proyecto contó con la cooperación de varias entidades de iniciativa privada, universidad y organismos públicos, responsables de caracterizar y analizar los aspectos ambientales, económicos y sociales relacionados con las áreas industriales de Mirandela (Portugal) y Zamora (España) y así permitir el desarrollo de acciones dirigidas a la sostenibilidad medioambiental, la eficiencia energética, la mejora del entorno urbano y la regeneración del tejido empresarial. Este documento informa sobre el componente ambiental del proyecto RehabInd, exponiendo públicamente las acciones desarrolladas durante el proyecto, destinadas a monitorear la calidad del aire y los niveles de ruido en las áreas industriales de Mirandela y Zamora.Projeto POCTEP 0399_REHAB_IND_2_Einfo:eu-repo/semantics/publishedVersio

Workshop de economia circular

O Workshop para a Cooperação Industrial, parte do projeto Rehabind (ref.ª 0399_REHAB_IND_2_E), foi organizado especificamente para as empresas da Zona Industrial de Mirandela, ocorrendo no auditório pequeno do Complexo Cultural na cidade de Mirandela, Portugal. Este evento se desdobrou em cinco sessões distribuídas ao longo dos meses de maio e junho de 2019. A segunda sessão, detalhada neste relatório, foi realizada em 28 de maio e intitulada Workshop de Economia Circular. Foi liderada pelo Professor Artur Gonçalves e pela Professora Cristiane Kreutz, contando com a colaboração de Leonardo Campestrini Furst e Milena Clarindo Ianela. Neste encontro, o foco do Workshop recaiu sobre o estímulo à cooperação industrial para as empresas participantes, através da apresentação de princípios fundamentais relacionados à economia circular e simbiose industrial.Projeto POCTEP 0399_REHAB_IND_2_Einfo:eu-repo/semantics/publishedVersio