¿Cuáles son las soluciones asequibles para el sistema de monitoreo de la calidad del aire?


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Me gustaría medir la calidad del aire relacionada con el tráfico por carretera en una ciudad para una aplicación IoT.

La Agencia Europea del Medio Ambiente ha definido indicadores de calidad (buenos, malos, etc.) de acuerdo con la concentración de algunos gases en el aire, como CO, NOx, etc. Quiero medir la concentración en el aire de estos gases.

He encontrado la placa Waspmote de Libellium que produce también algunas placas de sensores. Sin embargo, los sensores de gas, particularmente los calibrados, son realmente caros. ¿Alguien conoce una solución más económica o un producto integrado para medir la calidad del aire?


Hace unas semanas recibí un correo electrónico que smartcitizen.me está comenzando de nuevo. Consulte su foro para obtener detalles sobre el nuevo hardware: forum.smartcitizen.me/t/… No lo he usado (pero PM 2.5 parece insuficiente para el uso regular en exteriores).
Arjan

Respuestas:


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Creo que hoy no existe.

Trabajo en un municipio holandés y, aunque las cosas podrían haber cambiado ahora, en diciembre de 2017 nuestro departamento ambiental concluyó que incluso los sensores de gas o polvo semiprofesionales no eran lo suficientemente buenos como para determinar los bajos niveles necesarios para las mediciones en exteriores. (Incluyendo todo lo que Libelium ofreció en ese momento para CO, NOx y partículas).

No es mi taza de té, sino el razonamiento de nuestro departamento ambiental:

  • Para las partículas, Libelium afirmó contar PM 1. Pero las mediciones en exteriores solo tendrían sentido para PM 0.1 (partículas menores de 0.1 micrómetros). Además, el peso de las partículas contadas no es una constante, por lo que convertir los recuentos en algún valor μg / m 3 , para compararlos con las regulaciones gubernamentales, es difícil, si no imposible.

  • Para NO 2, Libelium afirmó una precisión de 0.1 ppm (partes por millón) en condiciones ideales. Con NO 2 , 1 pbb (partes por billón) es igual a aproximadamente 1.88 μg / m 3 , una precisión alegada de 0.1 ppm = 100 ppb = aproximadamente 188 μg / m 3 . Pero los promedios por hora al aire libre de las concentraciones de NO 2 varían entre 1 μg / m 3 y 60 μg / m 3 , y los indicadores del gobierno holandés definen un límite superior para el promedio anual de 40 μg / m 3 . Por lo tanto, una precisión alegada de 188 μg / m 3 no es suficiente.

  • Cualquier otra medida que no sea polvo (ultra) fino y NO 2 no se consideró interesante para la calidad del aire.

Por supuesto, combinar muchas mediciones de bajo costo y compararlas con los resultados de mediciones profesionales (muy caras) aún podría arrojar indicadores útiles.


µg / m 3 = ppb × 12.187 × M / T, donde µg / m 3 son microgramos de contaminante gaseoso por metro cúbico de aire ambiente, ppb son partes por billón en volumen (es decir, volumen de contaminante gaseoso por 10 9 volúmenes de aire ambiente), M es el peso molecular del contaminante gaseoso, y T es la temperatura en Kelvin. Se supone una presión atmosférica de 1 atmósfera.

Entonces, para una temperatura de 25 ° C: 1 ppb SO 2 = 2.62 μg / m 3 ; NO 2 = 1,88 μg / m 3 ; NO = 1,25 μg / m 3 ; O 3 = 2,00 μg / m 3 ; CO = 1.145 μg / m 3 ; Benceno = 3.19 μg / m 3 .

Fuente: DCE - Centro Danés de Medio Ambiente y Energía .


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¿Su municipio produjo algún documento público sobre estas conclusiones? ¿Sabe si podrían funcionar como alarmas de umbral al menos (cuando exceden el límite legal, por ejemplo)?
Francesco Boi

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@Francesco, desafortunadamente no lo hicieron, pero edité mi respuesta para agregar el razonamiento que encontré en un correo electrónico.
Arjan

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(Eliminé un enlace a una presentación de la Conferencia TTN LoRaWAN a principios de 2018, donde Joost Wesseling del RIVM holandés presentó sobre la medición de grandes contaminaciones. Agradable, pero no relacionado. A las 4'37 se pueden ver algunos gráficos de algunos sensores, pero Estoy seguro de que encontrará resultados similares en otras partes de Internet.)
Arjan

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Lo siento, me vino a la mente otra pregunta. ¿Conoces los dispositivos Waspmote Plug & Sense! por Libelium otra vez? No estoy seguro, pero creo que usan los mismos sensores: ¿no son dispositivos profesionales y precisos?
Francesco Boi

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A mediados de 2016, utilizamos Waspmote PRO v1.2 Plug & Sense, Smart Environment, con la placa de sensor de gas "normal" v2.0. Estos fueron terribles, pero espero que las cosas hayan cambiado. Ni siquiera dio lecturas de temperatura confiables (tomar muestras posteriores mostraría grandes diferencias), pero ¿eso difícilmente puede ser causado por sensores pobres? Para los sensores de gas, se necesitaban establecer muchas variables, para lo cual se le dijo a nuestro proveedor "depende de la concentración que se vaya a medir" . Lea ese foro antes de ordenar algo ...
Arjan

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Adafruit tiene un sensor de compuestos orgánicos volátiles (COV) / CO2 construido para monitorear la calidad del aire ( https://www.adafruit.com/product/3566 $ 19.95 USD) que parece que se ajusta a sus requisitos. No es tan elegante como los otros que estás viendo, pero el precio es correcto. Adafruit tiene varios sensores de gas para elegir: https://www.adafruit.com/category/897


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Parece más para aplicaciones de interior.
Francesco Boi

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@FrancescoBoi Sí, lo son. Tengo el mío afuera en mi caja de sensores meteorológicos, y funcionan bien. Es una compensación: más barato / menos resistente a la intemperie, a prueba de intemperie / más caro;)
JD Allen

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sparkfun también tiene ese sensor. sparkfun.com/products/14193
Sam

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Si entiendo correctamente, la diferencia entre interiores y exteriores es sobre los niveles más bajos que los sensores pueden o deben medir. Los niveles interiores son mucho más altos, por lo tanto, mucho más fáciles de detectar de manera confiable. Para uso en exteriores, ¿se necesitan sensores mucho más sensibles?
Arjan
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