02 Carlos Pedro Ferreira 10 Dec 2009 Madeira

AGÊNCIA PORTUGUESA DO AMBIENTE AGÊNCIA PARA A ENERGIA Iniciativa CONSTRUÇÃO SUSTENTÁVEL
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RSECE-QAI
Caracterização e análise do ar interior

Carlos Pedro Ferreira


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;



Caso de estudo – PM10
edifício residencial
 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!



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.



Caso de estudo – PM10
objectivos
 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 – 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
Amostrador TOPAS
Light scattering

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.



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] na cozinha na medida em que este é o local onde
10

ocorrem maiores emissões de poluentes e com níveis de ocupação mais
elevados.



Localização de pontos de amostragem

Cozinha residências UA
Legenda

Amostrador localizado a cerca de 1,70 m do solo


Localização de pontos de amostragem

Quarto de um estudante
Legenda
residências UA

Amostrador localizado a cerca de 1,65 m do solo



Cálculo da [PM10] – método gravimétrico
Fórmulas de cálculo

mi
Ci  ΔCi
Vi

Vi Qa t a

Δm i
ΔCi 
Vi
mi m fi  mii  mb i

Δmi Δmmf  Δmmi  Δmib



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;

incerteza mbi brancos de campo deve ser inferior a 10%!
A IR (%) dos  100
i
mi

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



Caso de estudo PM10
nas residências da UA
Incerteza relativa do método gravimétrico operações de campo

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


Caso de estudo PM10
Concentração de PM10 exterior e interior
90,0
Quarto
80,0
Concentração (ug/m3)

70,0 Cozinha
60,0 Exterior
50,0
40,0
30,0
20,0
10,0
0,0
dom,16/03 11

ter, 01/04 11
ter, 01/04 23
ter, 11/03 11h
ter, 11/03 23h
qua, 12/03 11
qua, 12/03 23
qui, 13/03 11
qui, 13/03 23
sex, 14/03 11
sex, 14/03 23
sab, 15/03 11
sab, 15/03 23

dom,16/03 23
sab, 29/03 11
sab, 29/03 23
dom, 30/03 11
dom, 30/03 23
seg, 31/03 11
seg, 31/03 23

qua, 02/04 11
qua, 02/04 23
qui, 03/04 11
qui, 03/04 23
Dados obtidos para a Qualidade do ar exterior – www.qualar.org


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.



Caso de estudo PM10
Variações de concentração de PM10 ao longo do dia na
cozinha, obtidas através do analisador TOPAS
700
sab, 29/03 - 30/03
dom, 30/03 - 31/03
600
seg, 31/03 - 01/04
concentração de PM10 (ug/m3)

ter, 01 - 02 Abr
500
qua, 02-03 Abr

400

300

200

100

0
0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0
0

0

0
:5

:4

:3

:2

:4

:3

:2

:3

:2

:1

:2

:1

:0

:5
:0

:1

:0

:5

:1

:0

:5

:4

:0

:5

:4

:3

:4

:3

:2
01
11

11

12

13

14

15

16

16

17

18

19

20

21

21

22

23

00

02

02

03

04

05

06

07

07

08

09

10
hora do dia



Caso de estudo PM10
Correlação entre o método gravimétrico e o método contínuo –
TOPAS
co n cen tração d e PM10 (u g /m 3) - T O PA S

100

80

60

y = 1,1169x + 0,4816
40
R2 = 0,9923

20

0
0 20 40 60 80 100
conce ntração de PM 10 (ug/m 3) - Te cora



Caso de estudo PM10
efeito de um pau de incenso…

450,0

400,0

350,0
concentração PM10 (ug/m3)

pDR1200 - média 5 minutos
pDR1200 - média 12 horas
300,0
Tecora - média 12 horas
250,0

200,0

150,0

100,0

50,0

0,0
7:12 9:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36
Hora do dia



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 μg/m3, tendo-se
atingido valores da ordem dos 700 μg/m3 – médias de 10
minutos!



Casos de estudos
conclusões
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!



Conclusões finais

Concentração exterior

Inspecção visual
e Questionário
Locais, pontos
e períodos

Amostragem/medição Equipamento

Duração e frequência

FIM


Concentrações no exterior
O 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
Modelação
Deve ser efectuada:
 Na proximidade do edifício, de Previsão (qualar)
preferência à mesma altura do solo, Pode evitar
mas afastada pelo menos 1m das deslocações ao local de
paredes. amostragem
 No caso da existência de sistemas
Estações de monitorização
AVAC, a medição deve ser realizada
junto às entradas de ar.
da Qualidade do Ar

Conclusões


Inspecção visual e questionário
Permite obter informação Auxilia a escolha da estratégia
sobre factores que de amostragem a adoptar,
influenciam a QAI nomeadamente:

 Ocupação  Locais
 Ventilação  Pontos
 Actividades e fontes de  Períodos
poluentes
 Odores

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:
N i 0,15  Ai

onde:
Ni = nº de locais de medida na zona i;
Ai = área da zona i, em m2.



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.



Exemplo de estratégia de amostragem
Microrganismos

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.


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