Avaliação de sensores de baixo custo e de métodos de referência para a monitorização da qualidade do ar

A crescente urbanização global tem como consequência o aumento dos níveis de poluentes na atmosfera e a respetiva deterioração da qualidade do ar. O controlo da poluição atmosférica e monitorização da qualidade do ar são passos fundamentais para implementar estratégias de redução e estimular a consciência ambiental dos cidadãos. Com este intuito, existem várias técnicas e tecnologias que podem ser usadas para monitorizar a qualidade do ar. A utilização de microsensores surge como uma ferramenta inovadora para a monitorização da qualidade do ar. E, apesar dos desempenhos dos microsensores permitirem uma nova estratégia, resultando em respostas rápidas, baixos custos operacionais e eficiências elevadas, que não podem ser alcançados apenas com abordagens convencionais, ainda é necessário aprofundar o conhecimento a fim de integrar estas novas tecnologias, particularmente quanto à verificação do desempenho dos sensores comparativamente aos métodos de referência em campanhas experimentais. Esta dissertação, desenvolvida no Instituto do Ambidente e Desenvolvimento em forma de estágio, teve como objetivo a avaliação do desempenho de sensores de baixo custo comparativamente com os métodos de referência, tendo como base uma campanha de monitorização da qualidade do ar realizada no centro de Aveiro durante 2 semanas de outubro de 2014. De forma mais específica pretende-se perceber até que ponto se podem utilizar sensores de baixo custo que cumpram os requisitos especificados na legislação e as especificidades das normas, estabelecendo assim um protocolo de avaliação de microsensores. O trabalho realizado passou ainda pela caracterização da qualidade do ar no centro de Aveiro para o período da campanha de monitorização. A aplicação de microsensores eletroquímicos, MOS e OPC em paralelo com equipamento de referência neste estudo de campo permitiu avaliar a fiabilidade e a incerteza destas novas tecnologias de monitorização. Com este trabalho verificou-se que os microsensores eletroquímicos são mais precisos comparativamente aos microsensores baseados em óxidos metálicos, apresentando correlações fortes com os métodos de referência para diversos poluentes. Por sua vez, os resultados obtidos pelos contadores óticos de partículas foram satisfatórios, contudo poderiam ser melhorados quer pelo modo de amostragem, quer pelo método de tratamento de dados aplicado. Idealmente, os microsensores deveriam apresentar fortes correlações com o método de referência e elevada eficiência de recolha de dados. No entanto, foram identificados alguns problemas na eficiência de recolha de dados dos sensores que podem estar relacionados com a humidade relativa e temperaturas elevadas durante a campanha, falhas de comunicação intermitentes e, também, a instabilidade e reatividade causada por gases interferentes. Quando as limitações das tecnologias de sensores forem superadas e os procedimentos adequados de garantia e controlo de qualidade possam ser cumpridos, os sensores de baixo custo têm um grande potencial para permitir a monitorização da qualidade do ar com uma elevada cobertura espacial, sendo principalmente benéfico em áreas urbanas.

Avaliação de sensores de baixo custo e de métodos de referência para a monitorização da qualidade do ar

A crescente urbanização global tem como consequência o aumento dos níveis de poluentes na atmosfera e a respetiva deterioração da qualidade do ar. O controlo da poluição atmosférica e monitorização da qualidade do ar são passos fundamentais para implementar estratégias de redução e estimular a consciência ambiental dos cidadãos. Com este intuito, existem várias técnicas e tecnologias que podem ser usadas para monitorizar a qualidade do ar. A utilização de microsensores surge como uma ferramenta inovadora para a monitorização da qualidade do ar. E, apesar dos desempenhos dos microsensores permitirem uma nova estratégia, resultando em respostas rápidas, baixos custos operacionais e eficiências elevadas, que não podem ser alcançados apenas com abordagens convencionais, ainda é necessário aprofundar o conhecimento a fim de integrar estas novas tecnologias, particularmente quanto à verificação do desempenho dos sensores comparativamente aos métodos de referência em campanhas experimentais. Esta dissertação, desenvolvida no Instituto do Ambidente e Desenvolvimento em forma de estágio, teve como objetivo a avaliação do desempenho de sensores de baixo custo comparativamente com os métodos de referência, tendo como base uma campanha de monitorização da qualidade do ar realizada no centro de Aveiro durante 2 semanas de outubro de 2014. De forma mais específica pretende-se perceber até que ponto se podem utilizar sensores de baixo custo que cumpram os requisitos especificados na legislação e as especificidades das normas, estabelecendo assim um protocolo de avaliação de microsensores. O trabalho realizado passou ainda pela caracterização da qualidade do ar no centro de Aveiro para o período da campanha de monitorização. A aplicação de microsensores eletroquímicos, MOS e OPC em paralelo com equipamento de referência neste estudo de campo permitiu avaliar a fiabilidade e a incerteza destas novas tecnologias de monitorização. Com este trabalho verificou-se que os microsensores eletroquímicos são mais precisos comparativamente aos microsensores baseados em óxidos metálicos, apresentando correlações fortes com os métodos de referência para diversos poluentes. Por sua vez, os resultados obtidos pelos contadores óticos de partículas foram satisfatórios, contudo poderiam ser melhorados quer pelo modo de amostragem, quer pelo método de tratamento de dados aplicado. Idealmente, os microsensores deveriam apresentar fortes correlações com o método de referência e elevada eficiência de recolha de dados. No entanto, foram identificados alguns problemas na eficiência de recolha de dados dos sensores que podem estar relacionados com a humidade relativa e temperaturas elevadas durante a campanha, falhas de comunicação intermitentes e, também, a instabilidade e reatividade causada por gases interferentes. Quando as limitações das tecnologias de sensores forem superadas e os procedimentos adequados de garantia e controlo de qualidade possam ser cumpridos, os sensores de baixo custo têm um grande potencial para permitir a monitorização da qualidade do ar com uma elevada cobertura espacial, sendo principalmente benéfico em áreas urbanas.

El climatismo

En la actualidad, el lenguaje dominante en que se expresa la conciencia ecológica o ambiental gira alrededor del cambio climático antropogénico. La política de la ecología hoy día es la política del climatismo. El climatismo refleja, en primer lugar, la evolución de los discursos ambientales desde su aparición hasta el cambio de siglo y la nueva constelación política. En segundo lugar, encarna una configuración específica de actores y discursos en forma de un sentido común dominante a la hora de pensar la relación sociedad-medio natural, que generan un efecto de maquillaje verde, de pánico, de homogeneización métrica carbónica, y de sujeción estatal bajo el régimen Kioto. Todos estos efectos ayudan a crear o enmascarar inequidades. Tomar en cuenta ciertas visiones alternativas del régimen climático global puede ayudar a corregir estos efectos.

Minas e memórias da Urgeiriça: contributos da arte para a sensibilização ambiental

O projeto "Minas e Memórias da Urgeiriça" focaliza-se nos contributos da arte enquanto vetor de sensibilização ambiental, entendida como um veículo privilegiado para promover comportamentos e atitudes mais sustentáveis, responsáveis e cívicas, apelando para a mudança ou para o reforço de boas práticas ambientais. O projeto foi implementado no Concelho de Nelas, distrito de Viseu, baseando-se na história socioambiental das Minas da Urgeiriça, localizadas na freguesia de Canas de Senhorim. Abarcou um conjunto de atividades de índoles pedagógico e artístico, que se interligaram coerentemente, iniciando-se com o seminário “Urgeiriça: Antes, Agora e Depois?”, seguindo-se a performance “Escuridão” complementada pelos cantares de hinos dos ex-trabalhadores das Minas da Urgeiriça, culminando na visita à instalação artística “Escavações”. Os resultados estão ancorados em duas premissas fundamentais: por um lado, os testemunhos reais dos ex-trabalhadores mineiros expressaram a influência da ação do homem sobre a natureza de forma descomedida e irresponsável, que continua a acarretar consequências nefastas para o ser humano, e por outro, demonstraram as intervenções a que o local se sujeitou (da exploração desenfreada de recursos até à progressiva requalificação). Para tal, conseguiu-se revitalizar e reforçar as memórias do espaço (físico e mental) e materializá-las através da arte como forma de sensibilizar a comunidade local acerca das ações resultantes da interação do homem versus ambiente, sendo encaradas como meio privilegiado de desenvolvimento comunitário, gerador de competências e de mudanças.

Contributos para a atuação do SEPNA no âmbito da Educação Ambiental

O presente trabalho surge no âmbito do mestrado em Educação Ambiental (EA), da Escola Superior de Educação do Instituto Politécnico de Bragança. Tem como principal objetivo abordar a temática da sensibilização ambiental, mais especificamente aquela que é desenvolvida pelo Serviço de Proteção da Natureza e do Ambiente (SEPNA) da Guarda Nacional Republicana (GNR), do Comando de Bragança, junto da população rural deste concelho. Foram analisadas quatro áreas de intervenção relacionadas com as áreas florestais: resíduos, caça furtiva e desportiva, pesca furtiva e desportiva e incêndios. O trabalho tem como base uma análise das respostas aos inquéritos realizados junto da população, por forma a verificar a opinião e a perceção da população face à funcionalidade das operações do SEPNA, se o seu modus operandi deve ser mais interventivo na sensibilização para os problemas ambientais, para pôr em prática os princípios do desenvolvimento sustentável, dando importância aos comportamentos de risco que, na maioria dos casos, levam ao desequilíbrio dos ecossistemas, seja pela caça e pesca furtivas, ou pelos incêndios que, na maioria, advêm de comportamentos criminosos. Nesse sentido foi realizado um levantamento de informações relacionadas com as áreas de atuação do SEPNA, nomeadamente o número de coimas nos últimos 4 anos, dentro de cada área de intervenção, assim como as metodologias e recursos usados para a sensibilização ambiental. A análise dos resultados poderá ajudar o SEPNA na planificação das suas ações no futuro, no sentido de tornarem mais eficazes no terreno com vista a uma defesa mais efetiva do meio ambiente e sensibilizando as populações para a adoção de comportamentos a favor do ambiente.

"Os Conflitos ambientais em Portugal (1974-2015): uma breve retrospectiva"

In this chapter, the authors made a survey of the research undertaken by social scientists and their reflections on environmental conflicts in Portugal. In these, a critical discourse has emerged concerning, on the one hand, the weak public environmental awareness, and, on the other, the progressive obliteration of environmental movements and their institutionalization throughout the creation of different environmental groups and the incorporation of the “environment” in legislation and in political discourse. In a brief retrospective, we review several conflicts taking into account different relevant factors: level of mobilization, media attention received, organization, impact, and ideological reference they have had in Portugal since the seventies. We have particularly highlighted the movement against nuclear energy and the construction of dams, the pollution caused by intensive breeding, the expansion of eucalyptus plantations, the conflicts against “wild” forms of mining, the business of toxic waste, the expansion of the economy of the concrete, the installation of landfills, and the defense of the natural heritage. This survey has considered three periods: the 1970s, marked by the emergence and performance of ecological movements of different ideological extraction; the second half of the 1980s, marked by the institutionalization of the environment and the imposition of a new legal framework with impact on environmental policies resulting from the integration into the European Economic Community; and finally, a third period, from the 1990s to present, marked by increasing environmental media coverage, with a particular emphasis on environmental conflicts in a context of an increasing liberalization of economic activities and the expansion of extraction and of the concrete economy. This is also the period where the environment emerges in disputes over the uses of the territory as economic and asset value. Most of these conflicts arise from the activities of local agents or national environmental groups that quickly gain strong local roots and sometimes even have some success. However, their impact on the national and Community legislation seems to be less relevant.

Sensibilização e adaptação às alterações climáticas

As alterações climáticas impuseram modificações significativas na estrutura e dinâmica natural dos ecossistemas costeiros comprometendo as suas capacidades de resiliência cujos limites têm sido ultrapassados. A falta de políticas integradas de gestão territorial e adaptação às alterações climáticas intensificaram os riscos e vulnerabilidades sócio- ambientais em muitos espaços costeiros. Este trabalho foi realizado no município de Luanda onde a erosão, as inundações e os movimentos de massa são uma realidade cada vez mais preocupante. A metodologia de investigação para este trabalho contou com as consultas aos decisores políticos, população e ONGs presididas por inquéritos por questionário e entrevistas semi-estruturadas com primado para os aspectos qualitativos. As principais fontes de consulta foram as institucionais e os repositórios científicos de diversas universidades assim como a recolha bibliográfica. Os resultados obtidos apontam claramente para a falta de participação activa dos munícipes em processos de formação e tomada de iniciativas em sede de políticas ambientais, a gestão insustentável da zona costeira, o baixo grau de percepção ambiental e a falta de articulação integrada das instituições quanto ao ambiente.

Formação continuada a distância para o professor de Ciências Naturais do Ensino Fundamental : educação em Geologia

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Instituto de Física, Instituto de Química, Faculdade UnB Planaltina, Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências, Mestrado Profissional em Ensino de Ciências, 2016.

Mobilidade urbana sustentável em projetos estruturantes: analise urbanística e ambiental do corredor de transporte da Avenida Bernardo Vieira Natal/RN

The search for a sustainable urban mobility, has recast the public policy of transport and movement for all, in order to contribute to the welfare economic, social and environmental. Within this context, has as its main objective review here in the city of Natal in the state of Rio Grande Norte, the deployment of the new road infrastructure of the transport corridor of Bernardo Vieira Avenue and checking at least with regard to urban areas and environmental chosen here, as will indicators to assess sustainable urban mobility, that the theory has been well constructed, but in practice little way to apply the proposed guidelines for sustainability. To achieve this result, is initially a literature review with the principal investigators of the matter, since the concepts of indicators of sustainable urban mobility. And a second time, participating in to the case study, using the methodology of environmental awareness, through analysis photographs, notes and testimony in the study area ace to reach conclusions

Políticas de geração distribuída e sustentabilidade do sistema elétrico

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Centro de Desenvolvimento Sustentável, 2015.

Uma metodologia para a análise do desempenho sustentável dos postos de revenda de combustível na cidade de Natal/RN, com o uso de data envelopment analysis-DEA

The increasing use of fossil fuels in line with cities demographic explosion carries out to huge environmental impact in society. For mitigate these social impacts, regulatory requirements have positively influenced the environmental consciousness of society, as well as, the strategic behavior of businesses. Along with this environmental awareness, the regulatory organs have conquered and formulated new laws to control potentially polluting activities, mostly in the gas stations sector. Seeking for increasing market competitiveness, this sector needs to quickly respond to internal and external pressures, adapting to the new standards required in a strategic way to get the Green Badge . Gas stations have incorporated new strategies to attract and retain new customers whom present increasingly social demand. In the social dimension, these projects help the local economy by generating jobs and income distribution. In this survey, the present research aims to align the social, economic and environmental dimensions to set the sustainable performance indicators at Gas Stations sector in the city of Natal/RN. The Sustainable Balanced Scorecard (SBSC) framework was create with a set of indicators for mapping the production process of gas stations. This mapping aimed at identifying operational inefficiencies through multidimensional indicators. To carry out this research, was developed a system for evaluating the sustainability performance with application of Data Envelopment Analysis (DEA) through a quantitative method approach to detect system s efficiency level. In order to understand the systemic complexity, sub organizational processes were analyzed by the technique Network Data Envelopment Analysis (NDEA) figuring their micro activities to identify and diagnose the real causes of overall inefficiency. The sample size comprised 33 Gas stations and the conceptual model included 15 indicators distributed in the three dimensions of sustainability: social, environmental and economic. These three dimensions were measured by means of classical models DEA-CCR input oriented. To unify performance score of individual dimensions, was designed a unique grouping index based upon two means: arithmetic and weighted. After this, another analysis was performed to measure the four perspectives of SBSC: learning and growth, internal processes, customers, and financial, unifying, by averaging the performance scores. NDEA results showed that no company was assessed with excellence in sustainability performance. Some NDEA higher efficiency Gas Stations proved to be inefficient under certain perspectives of SBSC. In the sequence, a comparative sustainable performance and assessment analyzes among the gas station was done, enabling entrepreneurs evaluate their performance in the market competitors. Diagnoses were also obtained to support the decision making of entrepreneurs in improving the management of organizational resources and promote guidelines the regulators. Finally, the average index of sustainable performance was 69.42%, representing the efforts of the environmental suitability of the Gas station. This results point out a significant awareness of this segment, but it still needs further action to enhance sustainability in the long term

A Collaborative Mobile Crowdsensing System for Smart Cities

Nowadays words like Smart City, Internet of Things, Environmental Awareness surround us with the growing interest of Computer Science and Engineering communities. Services supporting these paradigms are definitely based on large amounts of sensed data, which, once obtained and gathered, need to be analyzed in order to build maps, infer patterns, extract useful information. Everything is done in order to achieve a better quality of life. Traditional sensing techniques, like Wired or Wireless Sensor Network, need an intensive usage of distributed sensors to acquire real-world conditions. We propose SenSquare, a Crowdsensing approach based on smartphones and a central coordination server for time-and-space homogeneous data collecting. SenSquare relies on technologies such as CoAP lightweight protocol, Geofencing and the Military Grid Reference System.

Increasing the value of household appliances by adding a heat pump system

Historically, domestic tasks such as preparing food and washing and drying clothes and dishes were done by hand. In a modern home many of these chores are taken care of by machines such as washing machines, dishwashers and tumble dryers. When the first such machines came on the market customers were happy that they worked at all! Today, the costs of electricity and customers’ environmental awareness are high, so features such as low electricity, water and detergent use strongly influence which household machine the customer will buy. One way to achieve lower electricity usage for the tumble dryer and the dishwasher is to add a heat pump system. The function of a heat pump system is to extract heat from a lower temperature source (heat source) and reject it to a higher temperature sink (heat sink) at a higher temperature level. Heat pump systems have been used for a long time in refrigerators and freezers, and that industry has driven the development of small, high quality, low price heat pump components. The low price of good quality heat pump components, along with an increased willingness to pay extra for lower electricity usage and environmental impact, make it possible to introduce heat pump systems in other household products. However, there is a high risk of failure with new features. A number of household manufacturers no longer exist because they introduced poorly implemented new features, which resulted in low quality and product performance. A manufacturer must predict whether the future value of a feature is high enough for the customer chain to pay for it. The challenge for the manufacturer is to develop and produce a high-performance heat pump feature in a household product with high quality, predict future willingness to pay for it, and launch it at the right moment in order to succeed. Tumble dryers with heat pump systems have been on the market since 2000. Paper I reports on the development of a transient simulation model of a commercial heat pump tumble dryer. The measured and simulated results were compared with good similarity. The influence of the size of the compressor and the condenser was investigated using the validated simulation model. The results from the simulation model show that increasing the cylinder volume of the compressor by 50% decreases the drying time by 14% without using more electricity.  Paper II is a concept study of adding a heat pump system to a dishwasher in order to decrease the total electricity usage. The dishwasher, dishware and water are heated by the condenser, and the evaporator absorbs the heat from a water tank. The majority of the heat transfer to the evaporator occurs when ice is generated in the water tank. An experimental setup and a transient simulation model of a heat pump dishwasher were developed. The simulation results show a 24% reduction in electricity use compared to a conventional dishwasher heated with an electric element. The simulation model was based on an experimental setup that was not optimised. During the study it became apparent that it is possible to decrease electricity usage even more with the next experimental setup.

Modeling and Design of Phase Shifted Full Bridge Isolated DC-DC ZVS Converter with Peak Current Mode Control

Nowadays, there is a boom in the use of electrification. Electric vehicles are gaining interest worldwide due to various factors, including climate and environmental awareness. In this thesis, a step-down isolated power supply for electric tractors is investigated, specifically the phase-shifted full-bridge (PSFB) DC-DC with synchronous rectification and zero-voltage switching (ZVS). This converter was selected for its high-power capacity with high efficiency. A 3500 W PSFB converter with peak current control (PCCM) is designed and modeled in MATLAB. The input voltage range is from 550 V to 820 V and the output voltage range is limited to 9 V to 16 V with a maximum output current of 250 A. All components were commercially designed and selected, including magnetics for the high-frequency transformer and inductors, taking into account loss calculations. Zero voltage switching for the lagging leg is achieved at 13% to 100% load. The proven efficiency of the converter is around 90

Towards the sustainable production of methyl methacrylate: A comparative analysis of industrial chemical production processes using life cycle assessment methodology

Increasing environmental awareness has been a significant driving force for innovations and process improvements in different sectors and the field of chemistry is not an outlier. Innovating around industrial chemical processes in line with current environmental responsibilities is however no mean feat. One of such hard to overhaul process is the production of methyl methacrylate (MMA) commonly produced via the acetone cyanohydrin (ACH) process developed back in the 1930s. Different alternatives to the ACH process have emerged over the years and the Alpha Lucite process has been particularly promising with a combined plant capacity of 370,000 metric tonnes in Singapore and Saudi Arabia. This study applied Life Cycle Assessment methodology to conduct a comparative analysis between the ACH and Lucite processes with the aim of ascertaining the effect of applying principles of green chemistry as a process improvement tool on overall environmental impacts. A further comparison was made between the Lucite process and a lab-scale process that is further improvement on the former, also based on green chemistry principles. Results showed that the Lucite process has higher impacts on resource scarcity and ecosystem health whereas the ACH process has higher impacts on human health. On the other hand, compared to the Lucite process the lab-scale process has higher impacts in both the ecosystem and human health categories with lower impacts only in the resource scarcity category. It was observed that the benefits of process improvements with green chemistry principles might not be apparent in some categories due to some limitations of the methodology. Process contribution analysis was also performed and it revealed that the contribution of energy is significant, therefore a sensitivity analysis with different energy scenarios was performed. An uncertainty analysis using Monte Carlo analysis was also performed to validate the consistency of the results in each of the comparisons.