Co2hospitalregional
Medição Dióxido de Carbono (CO2) Hospital Regional (03 julho 2020)
Com objetivo de obter medições de CO2 em ambiente hospitalar e testar o funcionamento dos sensores do protótipo 1 foi feito uma coleta de dados durante a tarde do dia 03 de julho de 2020 na sala de bronco-aspiração do Hospital Regional de São José. A concentração de CO2 também foi medida com o sensor comercial AK898, usado nos primeiros testes de avaliação do sensor de CO2 usado no protótipo 1. Para saber mais sobre o sensor comercial AK898, assim como as funcionalidades e testes do protótipo 1 acesse o link https://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php/Respire.
É importante lembrar que esse protótipo é uma versão inicial confeccionada para teste dos sensores que compõem o dispositivo.
A Figura 1 mostra o sensor comercial AK898 e a primeira versão do protótipo confeccionada para os testes iniciais.
Os dados coletados pelo protótipo mostrados na Figura 2 e enviados para a plataforma ThingSpeak são apresentados no gráfico a seguir.
O gráfico mostra os valores de CO2 registrados durante todo o período de medições. As curvas de decaimento da concentração de CO2 são identificadas por letras em cor vermelho e apontam os momentos em que a concentração de CO2 diminui ao longo do tempo. Cada curva está relacionado com um cenário diferente que é explicado junto a apresentação dos gráficos individuais das curvas nos tópicos a seguir.
Curva A e B
Configuração cenário: Apenas exaustor ligado.
Curva C e D
Configuração cenário: Exaustor e split ligados
Curva E e F
Configuração cenário: exaustor ligado e porta aberta.
Curva G
Configuração cenário: Apenas split ligado.
Tabela de ACH
| Curva | Cenário | ACH |
|---|---|---|
| A | Apenas exaustor ligado | -11,67 |
| B | Apenas exaustor ligado | -12,89 |
| C | Exaustor e Split ligados | -18,17 |
| D | Exaustor e Split ligados | -17,76 |
| E | Exaustor ligado e porta aberta | -12,02 |
| F | Exaustor ligado e porta aberta | -12,07 |
| G | Apenas Split ligado | -3,22 |
Medições de Material Particulado (PM)
Medição CO2 Hospital Regional (10 de julho 2020)
Em 10 de julho de 2020 foi realizado novo experimento no Hospital Regional. O objetivo desse esperimento também era medir o decaimento da concentração de CO2 em diferentes situações. Foram usados durante o experimento sensores de CO2 SCD30 da Sensirion e AK898 da Akso. Os sensores SCD30 foram instalados dentro da sala de exames e o sensor AK898 foi instalado no lado de fora da sala de exames, próximo a porta da recepção do setor.
Os dados coletados pelos sensores durante o período do experimento foram enviados para a plataforma ThingSpeak e são apresentados no gráfico a seguir.
O gráfico mostra os valores de CO2 registrados durante todo o período de medições. As curvas de decaimento da concentração de CO2 são identificadas por letras em cor vermelho e apontam os momentos em que a concentração de CO2 diminui ao longo do tempo. Cada curva está relacionado com um cenário diferente que é explicado junto a apresentação dos gráficos individuais das curvas nos tópicos a seguir.
Curva A
Configuração cenário:
Curva B
Configuração cenário:
Curva C
Configuração cenário:
Curva D
Configuração cenário:
Curva E
Configuração cenário:
Tabela de ACH do dia 10 de julho
| Curva | Cenário | ACH |
|---|---|---|
| A | Apenas vento kit ligado | -4.07 |
| B | Apenas exaustor Ligado | -13.63 |
| C* | Apenas vento kit ligado | -1.27 |
| D | Apenas split ligado | -1.51 |
| E** | ? | -2.91 |
* As curvas A e C tem o mesmo cenário. porém na curva A o exaustor estava desligado mas girando ao contrário devido ao vento, ocasionando entrada do ar externo na sala. Já na curva C a abertura do exaustor foi lacrada, impedindo a entrada do ar externo por aquela abertura.
** Acho que essa curva é referente a sala de recuperação. É preciso verificar nas anotações do prof Marcelo.
Medição PM Hospital Regional (10 de julho de 2020)
Medição PM e CO2 Hospital Regional (04 Agosto 2020)
Fazemos a partir daqui uma análise com a concentração cumulativa de PM, somando a quantidade ou massa dos diferentes tamanhos de partículas a partir dos tamanhos menores.
O gráfico seguinte mostra a quantidade de partículas de 0.3 a 0.5 micrômetros detectada pelos sensores SPS30 da Sensirion e HHPC da MetOne.
Podemos observar no gráfico a sua semelhança com o gráfico cumulativo de todos os tamanhos de partículas, ou seja, todas as partículas de 0.3 á 10 micrômetros. Também podemos observar o ruído na linha azul, que representa o sensor SPS30 da Sensirion. Lembrando que o SPS30 forneceu uma amostra a cada 30 segundos, já o sensor HHPC da MetOne amostrava a cada 5 minutos. Para diminuir o efeito desse ruído foi feita uma média móvel nos dados do SPS30. O gráfico seguinte mostra o resultado desse procedimento.
No próximo gráfico que representa a concentração de partículas de 0.3 a 1.0 micrômetros, foi adicionado os dados coletados pelo sensor HPMA115 da Honeywell. O sensor HPMA115 não fornece a quantidade de partículas, apenas microgramas/m³. Assim foi plotado no eixo y da direita com objetivo de comparar a tendência das curvas dos sensores.
O sensor HPMA115 fornece um número inteiro sem casas decimais, dificultando a comparação da sua curva com o número de partículas dos sensores SPS30 e Metone. Assim usaremos a mesma estratégia anterior de fazer a média móvel para eliminar o ruído e facilitar a visualização no gráfico. O gráfico a seguir mostra o resultado.
Podemos observar que o gráfico segue a mesma tendência do gráfico cumulativo de PM 0.3 a 10.0 micrômetros.
Observemos agora o gráfico a seguir que mostra PM 0.3 a 2.5 micrômetros.
E agora o gráfico a seguir que mostra PM 0.3 a 5.0 micrômetros.
E agora o gráfico a seguir que mostra PM 0.3 a 10.0 micrômetros. Esse gráfico é o mesmo apresentado no início dessa seção, adicionado o sensor HPMA115 da Honeywell.
A partir daqui vamos analisar a distribuição dessas partículas em relação ao seu tamanho. O gráfico a seguir mostra a distribuição da quantidade das partículas dos sensores Sensirion e MetOne.
Podemos observar que a grande maioria das partículas são menores que 1.0 micrômetro e as partículas maiores que 4.0 micrômetros representam uma parte muito pequena do total das partículas detectadas pelos sensores. Dessa forma, se analisarmos apenas o gráfico cumulativo dessas partículas como foi feito nos últimos gráficos, não é possível observar a eficiência dos sensores Sensirion e Honeywell na detecção e contagem da quantidade ou massa das partículas maiores que 4.0 micrômetros.
Assim, analisamos no próximo gráfico a distribuição apenas das partículas maiores que 2.0 micrômetros.
O gráfico mostra que o sensor da Sensirion detectou um número menor de partículas maiores que 2.0 micrômetros em relação ao sensor MetOne.
Como o sensor Sensirion também fornece a massa dos diferentes tamanhos de PM, vamos comparar os dados de massa medidos pelos sensores Sensirion e Honeywell.
Comparando a distribuição da massa medida pelos sensores Sensirion e Honeywell, podemos perceber que o sensor Honeywell mostrou um melhor resultado em medir a concentração de partículas maiores que 2.0 micrômetros.
Voltemos agora a análise temporal das medições de partículas. Porém dessa vez vamos deixar as partículas menores que 4 micrômetros de lado e analisar apenas as partículas maiores que 4 micrômetros.
Analisando o gráfico temporal cumulativo das partículas de 4 a 10 micrômetros podemos observar que o sensor da Honeywell foi mais eficiente na detecção de partículas maiores ou iguais a 4 micrômetros.
Esses resultados corroboram o estudo intitulado "Laboratory Comparison of Low-Cost Particulate Matter Sensors to Measure Transient Events https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7218914/pdf/sensors-20-02219.pdf of Pollution". Esse estudo comparou o comportamento de diferentes sensores PM de baixo custo e observou um melhor desempenho do sensor HPMA115 da Honeywell em detectar partículas maiores que 1 micrômetro. Vale ressaltar que esses estudo avaliou apenas a detecção de partículas com tamanho entre 0.3 e 2.5 micrômetros. O estudo mostrou que apesar do sensor HPMA115 ter mostrado um melhor desempenho em detectar partículas maiores, algumas unidades tiveram seus dados descartados das análise por apresentarem valores de PM 40ug/m³ acima das concentrações medidas pelos demais sensores e o tempo de resposta a eventos de poluição maior que o tempo de resposta dos demais sensores.