Projeto SPIRI: sistema de controle inteligente de qualidade de ar em ambientes fechados

• Processo: 16/15514-8
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2017
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2018
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Eletrônica Industrial, Sistemas e Controles Eletrônicos
• Pesquisador responsável: John Edward Esquiagola Aranda
• Beneficiário: John Edward Esquiagola Aranda
• Empresa: OMNI Eletrônica, Engenharia e Comércio Ltda
• Município: São Paulo
• Pesquisadores associados: Arthur Sequeira Aikawa
• Bolsa(s) vinculada(s): 17/21311-5 - Projeto SPIRI: sistema de controle inteligente de qualidade de ar em ambientes fechados, BP.TT; 17/17741-4 - Projeto SPIRI: sistema de controle inteligente de qualidade de ar em ambientes fechados, BP.TT; 17/14230-9 - Projeto SPIRI: sistema de controle inteligente de qualidade de ar em ambientes fechados, BP.PIPE
• Assunto(s): Internet das coisas Sistemas embarcados Inteligência artificial Sensores Qualidade do ar Ambientes fechados Qualidade de vida Poluição do ar
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Inteligência Artificial | Internet das Coisas | Qualidade de ar | Redes de Sensores | Sistemas embarcados

Resumo

No mundo atual, a qualidade do ar que respiramos tem grande impacto na vida das pessoas a curto, médio e longo prazo (estresse diário, doenças sazonais, desenvolvimento de câncer ou doenças crônicas pulmonares). Segundo a Organização Mundial de Saúde (OMS), sete milhões de pessoas morrem prematuramente todos os anos por conta da poluição do ar. A maior parte dessas pessoas morre especificamente pela contaminação do ar em ambientes internos, tais como residências, locais de trabalho, escolas, e até médios de transporte. A OMS considera que a razão principal do problema é fato de que o parâmetro de qualidade do ar interno (IAQ, do inglês Indoor Air Quality) ser até 40 vezes pior do que a do ar externo devido a fatores como: ventilação inadequada, fonte interna de poluentes, entre outros [1]. Um fenômeno comum é a chamada "Síndrome do Prédio Doente, onde os ocupantes do prédio relatam problemas agudos de saúde e conforto que não podem ser associados a nenhuma doença específica, mas sim à permanência prolongada destes indivíduos no prédio. Os sintomas vão de irritações nos olhos e vias respiratórias até mesmo a quadros de estresse e indisposição. A propagação de doenças é também facilitada em locais com ventilação insuficiente. Outras consequências da permanência em ambientes insalubres incluem desconforto, estresse crônico e queda de produtividade no caso de lugares onde tarefas são executadas [2]. Este panorama vem se agravando a nível mundial devido ao fato que grande parte da população vive em centros urbanos e metrópoles, que são em grande parte verticalizados por meio de edifícios. Como consequência, estima-se que os habitantes de grandes cidades passem em média 90% do seu tempo em ambientes fechados [3]. Existem estratégias para a mitigação deste problema, tais como: escolha de materiais com baixa emissão de Componentes Orgânicos Voláteis (COVs), superdimensionamento do sistema de ventilação ou taxa de ventilação variável modulada pela concentração de CO2 (malha de controle simples). Porém, apesar da última apresentar certo grau de sofisticação, a baixa concentração de CO2 não garante uma IAQ ótima por ignorar outros poluentes como, por exemplo, COVs ou material particulado (PM). O projeto SPIRI tem como principal objetivo o desenvolvimento e validação duma nova abordagem para controle e manutenção do IAQ utilizando a tecnologia PCO (do inglês Photocatalytic Oxidation). PCO é um dos métodos mais avançados de purificação de ar da atualidade. Esse método permite eliminar partículas muito pequenas ( < 0.001um ), isso inclui aquelas partículas que podem ser absorvidas pelos pulmões e que causam problemas críticos de saúde. O método proposto envolve monitoração holística dos ambientes a serem controlados e aplicação de técnicas de inteligência artificial para o controle ótimo e adaptativo destes. Por monitoração holística entende-se: medidas da concentração de diversos gases poluentes, de material particulado e outros parâmetros que correlacionam com o nível de ocupação de ambientes - sensores de pressão sonora, de luminosidade e de presença baseados em fotodiodos no espectro infra-vermelho, além de outros parâmetros comuns em sistemas de controle de qualidade de ar. Pretende-se desenvolver algoritmos de inteligência artificial que permitam identificar perfis e modificar de forma autônoma as estratégias de controle de qualidade de ar. Ou seja, busca-se aqui criar uma rede de sensores variados e um algoritmo capaz de interpretar dados diversos e reconhecer padrões para otimizar o funcionamento do sistema, garantindo qualidade do ambiente para os usuários e eficiência energética. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

ESQUIAGOLA, J.; MANINI, M.; AIKAWA, A.; YOSHIOKA, L.; ZUFFO, M.; IEEE. Monitoring Indoor Air Quality by using IoT Technology. PROCEEDINGS OF THE 2018 IEEE 25TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON ELECTRONICS, ELECTRICAL ENGINEERING AND COMPUTING (INTERCON 2018), v. N/A, p. 4-pg., 2018-01-01. (16/15514-8, 15/22209-4)