Monitorização da qualidade ar nas grandes cidades
Biologia
Professora Regina Lucena
PROJETO FINAL
Como projeto final no âmbito da disciplina de Biologia planeamos a recolha, tratamento, interpretação e exposição dos dados obtidos através da experiência realizada com os dispositivos OpenSeneca. Deste modo, possibilitamos o conhecimento de um dos possiveís métodos que podem ser utilizados, no dia a dia e por qualquer indivíduo, para monitorizar a qualidade do ar e controlar a emissão de poluentes nos trajetos diários associados a um determinado local.
Por outro lado, este projeto também possibilita a exposição e sensibilização dos habitantes da cidade de Almada para a gravidade do problema em questão e a necessidade de o combater, mapeando as zonas prioritárias e atuando de forma mais eficaz no controlo da poluição atmosférica, vantagem esta para todas as faixas etárias.
Assim, consideramos que o nosso público-alvo é toda a população, uma vez que o nosso projeto apresenta benefícios gerais.
Para que esta ideia seja concretizável, faremos um estudo através dos dados recolhidos nas atividades acima descritas que provem a urgência para a diminuição e o controlo das emissões também na cidade vizinha.
Através dos sensores que serão utilizados na experiência prevista pelo grupo voluntário, ser-nos-ão dados valores qualitativos para os níveis de qualidade do ar nos percursos que serão executados ao longo da cidade onde o nosso estudo incidirá, e através das redes de sensores já instaladas no Laranjeiro (local intrínseco à cidade de Almada), também teremos acesso aos dados necessários para a comparação entre estes e os valores registados pelos dispositivos openSeneca.
Com tudo preparado podemos finalmente usufruir dos valores recolhidos, expondo-os com o intuito de impactar a população e dar mais visiblidade aos métodos de controlo e combate inerentes à poluição atmosférica.
Com a conclusão feita, resta-nos criar uma plataforma que nos possibilite a exibição dos dados recolhidos ao longo de todo o processo, dando a conhecer os dispositivos utilizados bem como o seu funcionamento. Assim não só será possivel a divulgação do nosso projeto final como também a sensibilização da população para os impactos da poluição e os métodos necessários ao seu combate.
APRESENTAÇÃO
O projeto desenvolvido pelo grupo de trabalho teve como produto final a realização de uma experiência de monitorização da qualidade do ar na cidade de Almada, com recurso aos sensores Open-Seneca, dispositivos concebidos por um grupo de estudantes da Universidade de Cambridge. Não sendo produzidos em grande número e estando restritos à utilização de um reduzido número de pessoas, os aparelhos foram-nos providenciados pela Câmara Municipal de Almada, com o auxílio da Engenheira Deolinda Ataíde, que estabeleceu contacto com a equipa de cientistas de Cambridge.
Após a transição de um tema inicial altamente abrangente - “Impactos da poluição do ar nas grandes cidades” -, para um tema mais específico e de mais exequível abordagem - "Monitorização da qualidade do ar nas grandes cidades”, é evidente a integração do produto final na nova temática abordada. Associada a esta mudança do nome do projeto, ocorreu uma reformulação dos problemas principal e parcelares que serviam de base à iniciativa, verificando-se agora uma conformidade entre o produto final e estas questões (Problema principal - “De que forma a poluição atmosférica prejudica a saúde humana nas grandes cidades?”; problemas parcelares - “Quais as consequências que a poluição do ar tem para a nossa saúde e bem-estar?”, “Quais os principais poluentes que afetam a saúde humana e respetivas doenças associadas?”, “Quais os mecanismos que devemos utilizar para monitorizar a poluição do ar? e “Quais os níveis de degradação da qualidade do ar na cidade de Almada?”). Deste modo, o produto final complementou o esclarecimento dos problemas propostos, concretizando o nosso projeto de forma exímia.
DESENVOLVIMENTO
Relação científica entre o trabalho desenvolvido e o produto final
Fortemente relacionada com estas temáticas, a palestra, organizada pelo grupo, dada pela Engenheira Deolinda Ataíde, da Câmara Municipal de Almada, serviu como uma exposição mais elaborada das ideias presentes no suporte teórico à comunidade escolar. Tal como solicitado à palestrante, pelos membros do grupo de trabalho, esta sessão, que ocorreu no dia 22 de março no auditório da Escola Secundária Emídio Navarro, incidiu, com maior destaque, sobre os poluentes particulados (PM2.5 e PM10), a fim de introduzir à comunidade aquele que seria o nosso produto final, a experiência de monitorização das concentrações de matéria particulada na cidade de Almada.
O projeto do grupo, inicialmente focado na poluição generalizada das grandes cidades (abrangendo todos os meios terrestres), teve como princípio a formulação de uma fundamentação teórica que fosse responsável por apresentar todo o conhecimento fundamental e necessário à evolução do trabalho. Assim, esta base de informação padeceu de uma redução de estudos que passaram a abordar apenas, e com especificidade, a poluição atmosférica nas grandes cidades, debruçando-se sobre as suas causas, consequências, principais substâncias responsáveis, doenças associadas e, até mesmo, mecanismos de prevenção da degradação da qualidade do ar.
Em adição, a atividade experimental criada e adaptada pelo grupo, cujo objetivo principal consistia na construção de coletores de material particulado existente na atmosfera terrestre, revelou, do mesmo modo, uma relação evidente com a medição dos níveis de qualidade do ar por parte dos dispositivos providenciados pela CMA. Utilizando duas estratégias totalmente distintas, foi-nos possível monitorizar a presença de partículas em suspensão no ar em contextos práticos díspares: no primeiro, potenciou-se uma recolha de poluentes em pontos fixos e com recurso a mecanismos de retenção de partículas com fiabilidade questionável; no segundo, recorreu-se à utilização de equipamentos, desenvolvidos em laboratório por cientistas informados e especialistas na área, tendo sido registados dados em movimento. Apesar desta divergência nos processos de funcionamento destes dois objetos, podemos verificar que ambos os métodos convergem relativamente ao problema que estão a abordar (poluição por parte de matéria particulada), tendo ambos a finalidade de monitorizar os teores destes poluentes na nossa atmosfera.
ELABORAÇÃO DO PRODUTO FINAL
A ideia inicial do produto final teve origem numa reunião realizada, dia 11 de janeiro de 2023, por dois membros do grupo com a Engenheira Deolinda Ataíde, ex-integrante do Departamento de Inovação, Ambiental, Clima e Sustentabilidade (DIACS) da CMA. Este encontro foi decisivo para o progresso do nosso projeto, uma vez que contribuiu para o esclarecimento de quais as atuais medidas a serem tomadas para o controlo da poluição atmosférica em Almada, assim como, quais seriam as possíveis contribuições que poderíamos ter, como grupo de estudantes do ensino secundário, para o combate deste problema. Assim sendo, fomos informados da existência de um conjunto de sensores Open-Seneca, capazes de medir as concentrações de material particulado no ar envolvente e outrora projetados para integrar uma experiência com 15 participantes na cidade de Almada, que se encontravam na posse do DIACS. Durante a reunião, a autarca explicitou o caráter complexo e pouco facilitado do processo de obtenção dos aparelhos em questão, no entanto, ao demonstrarmos o nosso interesse pela utilização dos mesmos, a engenheira comprometeu-se a fazer os possíveis para ter acesso a estes. Ao contrário do que seria ambicionado pelo grupo, este procedimento foi temporalmente extenso, provocando um atraso em todo o trabalho previsto, estando os sensores disponíveis à concretização da nossa experiência apenas em maio.
--> Com vista a atingir todos os objetivos que definimos ao longo do percurso do nosso trabalho, foi mandatório o desenvolvimento de competências orais e de escrita, da capacidade proativa e do poder de adaptação dos membros da equipa de trabalho às adversidades que surgiram.
No início do mês de maio, recebemos a confirmação de que os sensores estariam à nossa disposição dentro de um curto período de tempo, avançando assim o nosso projeto para a sua etapa mais importante. Contudo, devido a impedimentos burocráticos, este período estendeu-se ligeiramente, só se dando início à experiência no dia 17 de maio de 2023.
Fig. 1: Sensor de medição da qualidade do ar Open-Seneca.
Como se procedeu a experiência?
A experiência de campo, com uma duração de sete dias, contou com a participação de seis indivíduos, os quatros membros do grupo de trabalho e duas professoras de Biologia da Escola Secundária Emídio Navarro (professoras Regina Lucena e Teresa Lourenço). Assim, durante uma semana inteira foram registadas as concentrações de matéria particulada (PM2.5 e PM10), no concelho de Almada, mais especificamente da sede do município.
Devido a este facto, os sensores portáteis acabam por apresentar algumas vantagens relativamente às estações fixas, sendo análogos para a demonstração dos benefícios advindos da instalação de uma rede de sensores de medição da qualidade do ar em Almada.
Fig. 2: Sensor de medição da qualidade do ar Open-Seneca (verso).
Com o auxílio da funcionalidade GPS do dispositivo, que permite a portabilidade do sensor com respetiva aquisição móvel de dados, são construídos mapas da região palco da experiência que retratam as diferenças entre a qualidade do ar das várias freguesias. Consequentemente, é possível fazer-se uma análise tanto a nível global como específico do concelho, não nos limitando a uma medição localizada, característica de estações de monitorização da qualidade do ar (EMQA), como a estação do Laranjeiro.
Precauções na utilização dos sensores
Exposição dos dados à comunidade
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Sendo uma das finalidades fundamentais do nosso projeto a consciencialização da comunidade acerca da questão ambiental associada à poluição atmosférica, desenvolvemos uma página web - "Qualidade do ar em Almada" - com toda a informação recolhida no decorrer da experiência.
Assim, para além do grupo, qualquer interessado pode consultar os valores dos teores de matéria particulada registados pelos aparelhos Open-Seneca, podendo inferir sobre a qualidade do ar da cidade de Almada.
Devido a todos os obstáculos que surgiram durante o percurso do trabalho, verificou-se uma alteração no rumo do projeto que culminou na mudança de produto final expectado pelo grupo.
Num momento inicial, tínhamos em vista a elaboração de um estudo, repleto de dados recolhidos (fossem estes relativos às concentrações de poluentes particulados, captados pelos sensores Open-Seneca; ou alusivos ao número de incidências das várias doenças respiratórias, recolhidos em hospitais e centros de saúde) e de relações entre os mesmos, que visasse sustentar, de forma justificada e efetiva, a importância da instalação de uma rede de sensores de monitorização da qualidade do ar no concelho de Almada.
Porém, tornando-se o nosso tempo útil de desenvolvimento do projeto escasso, a experiência com os aparelhos, que estava projectada como um meio para atingir um fim maior, teve de se transformar no nosso produto final, em função de dois imprevistos. Primeiramente, a falta de resposta por parte dos estabelecimentos de saúde e/ou o exigente e demorado processo burocrático por estes requerido, impossibilitou por completo a obtenção de dados relativos a doenças respiratórias, não obtendo, portanto, uma base de informação passível de ser relacionada com os parâmetros atmosféricos. Segundamente, a aquisição tardia dos sensores, resultante do longo procedimento ao qual a engenheira Deolinda Ataíde, juntamente com o grupo, estiveram sujeitos para validação da execução da experiência. Tratando-se de aparelhos de custo elevado, foi-nos exigido, pela CMA, uma declaração, da Escola Secundária Emídio Navarro, assumindo a responsabilidade de devolução do valor em caso de perda ou avaria dos Open-Seneca. No entanto, este pedido foi recusado, levando-nos imprescindivelmente a pensar novamente numa solução viável que conjugasse a realização de uma experiência numa escala representativa e conclusiva com uma atribuição satisfatória da responsabilidade pelos equipamentos. Em conjunto com a ex-integrante do DIACS, o grupo tomou a decisão de coordenar a experiência com apenas seis dos quinze sensores, durante o período de sete dias.
DIFICULDADES
Todos estes impasses anteriormente referidos provocaram uma incoerência entre o nosso tema inicial - “Impactos da poluição atmosférica nas grandes cidades” - e o tema para o qual o projeto foi efetivamente direcionado posteriormente, o que levou implicitamente a uma mudança do nome do nosso projeto - "Monitorização da qualidade do ar nas grandes cidades”.
Sendo o projeto baseado em determinados problemas (principal e parcelares) também estabelecidos numa fase inicial, de modo análogo, pode-se afirmar que confrontámos dificuldades em esclarecer todas estas questões, em consequência da insuficiência de dados obtidos. Perante esta dificuldade, o grupo considerou alterar estas perguntas, adaptando-se ao novo panorama e sendo capaz de responder aos novos problemas, suportando-se agora nos resultados do produto final.
AVALIAÇÃO FINAL DO PROJETO
Atendendo aos problemas reformulados e aos objetivos da equipa de trabalho, podemos concluir que atingimos, de modo quase absoluto, o que expectámos alcançar. Considerando um dos primários motivos para termos desenvolvido um projeto incluso na temática da poluição dos ecossistemas, que se define como a nossa ambição de termos um papel interventivo no combate à poluição atmosférica, verificamos que atingimos indubitavelmente o nosso objetivo.
A realização de uma palestra sensibilizadora da comunidade (expondo os riscos e a urgente necessidade de alterarmos os comportamentos nocivos ao ambiente circundante), assim como a realização de uma atividade prática em laboratório (comprovando a existência de matéria particulada na atmosfera) e o próprio produto final (monitorizando as concentrações de PM2.5 e PM10 no ar de Almada), constituem três pilares fundamentais da globalidade do nosso projeto. Foi através destes métodos que pudemos sensibilizar e informar um número razoável de pessoas acerca desta questão ambiental, cuja preocupação deve ser máxima no século XXI, concretizando mais um dos nossos propósitos.
Para além dos feitos mencionados anteriormente, é também notória a intervenção que tivemos no controlo das quantidades de poluentes particulados existentes na atmosfera almadense, visto que monitorizámos as concentrações destes em diversas freguesias do concelho de Almada (freguesias de Almada, Pragal, Cova da Piedade, Sobreda e Laranjeiro e Feijó) em apenas uma semana de experiência. Há que salientar o carácter único e inovador deste trabalho de campo em Almada, uma vez que, apesar de já terem sido utilizados os dispositivos em diversas cidades europeias (incluindo Lisboa), é a primeira vez que é efetuada uma medição móvel das concentrações de PM2.5 e PM10 no concelho, com recurso a sensores portáteis utilizados por cidadãos.
Com respeito ao problema principal - “De que forma a poluição atmosférica prejudica a saúde humana nas grandes cidades?” - as adversidades que surgiram impossibilitaram o seu esclarecimento do modo que pretendíamos. A nula cooperação dos hospitais e centros de saúde com o nosso projeto levou a uma escassez de dados inerentes à saúde respiratória dos almadenses, o que terá impossibilitado o estudo concreto, especializado na cidade de Almada, da influência da poluição atmosférica sobre os sistemas respiratórios. Apesar deste aspeto menos favorável, acreditamos ter, ainda assim, tornado explícita a relação entre o fenómeno da emissão de poluentes atmosféricos (gases e matéria particulada) com uma crescente incidência de doenças respiratórias, através dos seminários e da palestra dada à comunidade escolar.
PROBLEMAS PARCELARES
Relativamente aos três problemas parcelares formulados, acabámos por chegar a conclusões que respondem às questões levantadas:
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“Quais os principais poluentes que afetam a saúde humana e respetivas doenças associadas?”
Para além dos gases [ozono (O3), óxidos de enxofre (SOx), dióxido de carbono (CO2) e monóxido de carbono (CO), entre outros…], a matéria particulada revela ser um tipo de poluente atmosférico bastante prejudicial à saúde humana pela facilidade com que se insere nos tecidos dos órgãos do sistema respiratório (principalmente PM2.5 e PM10). A asma, a rinite e o cancro do pulmão são exemplos de doenças comuns e com complicações, mais ou menos graves, de surgimento potenciado pela presença dos poluentes anteriormente referidos.
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“Quais os mecanismos que devemos utilizar para monitorizar a poluição do ar?”
Os sensores de monitorização da qualidade do ar, sejam eles portáteis (como é o exemplo dos dispositivos Open-Seneca utilizados pelo grupo) ou fixos (como é o exemplo das estações de qualidade do ar - EQAR - distribuídas ao longo do território nacional) são mecanismos ideais para monitorizar as concentrações de diversos poluentes na atmosfera. Assim, são obtidos registos da qualidade do ar em tempo real, que poderão posteriormente ser tratados/analisados de forma a ser aplicados noutras áreas da ciência, nomeadamente nas iniciativas de redução de emissões de poluentes atmosféricos.
“Quais os níveis de degradação da qualidade do ar na cidade de Almada?”
No que diz respeito às concentrações de matéria particulada, a qualidade do ar em Almada encontra-se, de modo geral, dentro do intervalo de valores considerados aceitáveis e não substancialmente prejudiciais à saúde humana. Sendo o valor diário médio limite estabelecido pela OMS de 15 µg/m3 para PM2.5, e de 45 µg/m3 para PM10, verifica-se que no concelho de Almada, os teores destas substâncias não ultrapassam estes valores, salvo raras exceções.