Sobre a qualidade dos dados em sensoriamento de baixo custo para caracterização ambiental de espaços urbanos

Abstract

This work investigates the quality of low – and ultra-low – cost sensors that may be applied in environmental monitoring campaigns in urban areas, given its nominal operation features. Sensors of temperature, humidity, atmospheric pressure, carbon monoxide, carbon dioxide and ozone were investigated, chosen from a selection of commercial models available, often used in the instrumentation of initiatives in operation. The climatic sensors were analysed under the conditions of a climatic controlled chamber where different situations for temperature and humidity were programmed. As results, it was observed that: most of the temperature sensors shown satisfactory performance; the humidity sensors have shown moderate performance; the pressure sensors shown good agreement between them, but it was observed that they suffer some interference from temperature, and it can be crucial to its accuracy when applied outdoors. The carbon dioxide sensors were evaluated by the comparison of their data with a reference instrument during indoors exposition to indoors concentrations and has shown good results, and some of them are ready for use. The carbon monoxide sensors have not shown conclusive results about its accuracy, but it has promising performance for configuration to lower concentrations. Ozone sensors did not provide conclusive results: either positive neither negative. In general terms, it can be concluded that climatic sensors can provide useful data if used carefully. Gas sensors, however, are much more critic, considering that its handling is not intuitive, and its readings, without treatment, presented limited quality.

Este trabalho investiga a qualidade dos dados de sensores de baixo, e ultrabaixo custo que podem ser utilizados em campanhas de monitoramento ambiental para áreas urbanas, dadas as suas características nominais de operação. Foram investigados sensores de temperatura, humidade, pressão atmosférica, monóxido de carbono, dióxido de carbono e ozono, escolhidos a partir de uma triagem de modelos comerciais disponíveis, utilizados na instrumentação de iniciativas em funcionamento. Os sensores – então chamados de – climáticos foram analisados sob as condições de uma câmara de ambiente controlado, onde foi possível programar condições específicas de temperatura e humidade. O resultado da avaliação destes sensores foram: satisfatórios para maior parte dos sensores de temperatura; os de humidade apresentaram desempenho moderado; os sensores de pressão apresentaram boa concordância em condições ambientais específicas, sugerindo que as condições climáticas podem interferir na exatidão destes sensores. Os sensores de CO2 foram avaliados pela comparação com um instrumento de referência enquanto mediam concentrações em ambiente interior e apresentaram bons resultados. Os sensores de monóxido de carbono, apesar da necessidade de resultados mais conclusivos, demonstraram ser promissores para sensoriamento de baixas concentrações. Da avaliação dos sensores de ozono não se obtiveram resultados significativos que permitissem concluir sobre a qualidade dos dados por si fornecidos. Em termos gerais, conclui-se que os sensores climáticos são capazes de fornecer dados úteis, desde que sejam utilizados com cuidado. Os sensores de gases, por sua vez, são consideravelmente mais críticos, uma vez que seu manuseio não é intuitivo e suas leituras, sem tratamento, apresentaram uma qualidade limitada.