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Sensor de calidad del aire de grado de consumo: ¿es lo suficientemente bueno?

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La contaminación del aire afecta a todos. Cada vez más, las personas utilizan sensores de calidad del aire de bajo costo para medir este fenómeno microscópico. ¿Puedes confiar en la lectura? La respuesta tiene implicaciones reales, especialmente cuando se trata de su salud.

Los sensores de consumo aún no son tan confiables como los sensores de laboratorio y requieren más investigación para ser más confiables y precisos. Pero todavía puede proporcionar valor. Este artículo describe los beneficios y desafíos de los sensores y lo que puede aprender de ellos hoy.

¿Qué es un sensor de calidad del aire del consumidor?

Los sensores de calidad del aire para los consumidores son relativamente económicos. Algunos caben en la palma de tu mano, mientras que otros brindan datos en tiempo real. Los monitores de calidad del aire muy económicos, como los detectores de humo y monóxido de carbono, le advierten cuando ocurre un problema. En comparación con los sofisticados equipos de laboratorio y las estaciones federales de vigilancia de la aviación, los sensores de consumo y la información que generan son más accesibles para el público en general y pueden cubrir más ubicaciones. Los estándares técnicos para sensores de consumo están evolucionando, pero se necesita más esfuerzo para interpretar los resultados.

¿Qué tipo de contaminantes miden los sensores de calidad del aire?

Hay dos categorías principales de contaminación que pueden ser monitoreadas por sensores de consumo, ya sea medidos interna o externamente: 1) partículas y/o 2) gas. Los contaminantes del aire (moho, bacterias, etc.) tienen una gama y componentes mucho más amplios, cada uno con diferentes efectos en la salud, pero actualmente estas son dos categorías que la mayoría de los sensores de consumo pueden monitorear.

Material particulado (PM)

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Fuente: Por ejemplo, al desgasificar artículos del hogar o usar un spray de limpieza.

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¿Cuáles son los estándares para la contaminación del aire?

Los sensores de consumo no están destinados a reemplazar las costosas y grandes estaciones de calidad del aire ordenadas por el gobierno federal. Estos Servicios Federales de Inteligencia controlan y regulan la lista de contaminantes exteriores como el ozono, las partículas (PM) y el dióxido de nitrógeno. Se han probado y desarrollado muchos sensores de consumo en relación con estos monitores de grado reglamentario.

La combinación de la contaminación del aire interior puede ser muy diferente a la del aire libre. Los niveles de contaminantes comunes individuales del aire interior, como el moho y el polen, no se pueden informar individualmente a partir de una mezcla de otros contaminantes mediante sensores de consumo comunes. Hoy en día, con la excepción del monóxido de carbono y el humo, no existen muchos estándares para probar la calidad del aire interior utilizando sensores residenciales.

¿Cómo funcionan los sensores de calidad del aire del consumidor?

Los sensores de consumo proporcionan estimaciones de partículas (PM) o contaminantes gaseosos en el aire. A menudo relacionado con el contaminante real, pero basado en otra medida, que es mucho más fácil de medir. Por ejemplo, un sensor puede medir la cantidad de luz dispersada por partículas. Esto generalmente aumenta a medida que aumenta el nivel de contaminación. A veces estos resultados están en una escala baja, media, alta o para un monitor de calidad del aire muy básico con una onda sinusoidal como un detector de humo, una escala binaria (que indica la presencia de humo). Primera vista Sensor PM de bajo costo ¡Hecho de detectores de humo!

Los muestreadores de calidad del aire de laboratorio, por otro lado, pueden medir directamente los contaminantes en el aire, como la cantidad de polvo contenido en un metro cúbico de aire (microgramos/m). 3 ).

Desafíos para sensores PM de bajo costo

Muchos sensores de materia particulada (PM) son fotómetros. Es decir, estima la cantidad de PM en el aire en función de la cantidad de luz del láser o LED que se bloquea o dispersa a medida que pasa por el aire. Hay muchos factores que pueden interferir con estos procesos.

  • Los diferentes tipos de partículas pueden dispersar la luz de manera diferente según su tamaño, forma y color. Por ejemplo, las partículas oscuras tienen menos luz dispersada que las partículas claras. La calibración de estos factores es necesaria para una evaluación de MP muy precisa.
  • Algunos PM muy (muy) pequeños pueden pasar desapercibidos por la luz que pasa por el aire.
  • Algunos PM son tan grandes que es posible que no quepan en la cámara del sensor.
  • Las propias partículas de polvo pueden acumularse en el dispositivo con el tiempo y bloquear el sensor. Limpiar el sensor con aire comprimido es una forma de ayudar con esto.
  • Las fuentes de luz LED o los láseres pueden oscurecerse con el tiempo, lo que reduce erróneamente el bloqueo del sensor o las estimaciones de dispersión.
  • Los sensores requieren una cantidad modesta de aire dentro y fuera de la cámara de detección para generar estimaciones confiables de los niveles de contaminación que cambian con el tiempo. Si se encuentra en un lugar donde el flujo de aire está bloqueado o significativamente reducido, puede subestimar la concentración de partículas.
  • La humedad y la temperatura pueden afectar significativamente las mediciones. Por ejemplo, si acerca un sensor a la ducha, “detecta” muchas partículas en el aire, pero en realidad detecta vapor de agua.
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Desafíos para los sensores de gas portátiles

Un monitor que muestra la concentración de gas como CO y NO 2 Tiende a ser costoso, oscilando entre cientos y miles de dólares.

Los sensores portátiles de VOC son económicos, pero tienen limitaciones debido a las funciones avanzadas necesarias para medir las concentraciones de gas. En la actualidad, los sensores de VOC de consumo generalmente no son muy sensibles. Incluye algunas restricciones:

  • Los sensores portátiles de VOC generalmente no miden un VOC específico. En cambio, es posible medir una mezcla total de múltiples VOC (llamados TVOC). En este caso, el sensor puede cambiar su respuesta a diferentes tipos de compuestos orgánicos volátiles. Por ejemplo, un compuesto puede tener una estimación más alta que otro. A continuación, puede inflar la lectura final. Esto es muy importante porque algunos COV son más peligrosos que otros. Las lecturas de TVOC más altas para VOC de bajo riesgo pueden ser menos peligrosas que las lecturas de TVOC más bajas para VOC de alto riesgo.
  • La contaminación con otros gases puede dar lugar a mediciones imprecisas. Por ejemplo, si está midiendo VOC, el sensor puede detectar otros gases como CO y NO. 2 Sin decírtelo.
  • Los sensores de gas deben calibrarse regularmente para mantener la confiabilidad. De lo contrario, las medidas pueden “desviarse” y volverse menos precisas con el tiempo.
  • Si usa un sensor de gas, necesita controlar o calibrar la temperatura y la humedad. De lo contrario, las lecturas pueden verse alteradas.

¿Cuáles son los beneficios de los sensores de calidad del aire?

Los sensores de calidad del aire del consumidor tienen sus límites, pero también tienen sus ventajas. Muestran una tendencia general a la contaminación del aire y pueden advertir sobre los tipos de actividades que causan contaminación en interiores. También pueden mostrar tendencias en la calidad del aire exterior en su vecindario. Estos son datos localizados y es posible que no estén disponibles en los monitores federales de calidad del aire en regiones comunes.

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Investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley comparan sensores de consumo con sensores de laboratorio (Cantante Delp, 2022) .. Midieron el material particulado (PM) de actividades normales como quemar tostadas, encender velas y cocinar judías verdes. De los siete sensores de partículas de consumo, cuatro tenían aproximadamente el doble de compensación. Los otros tres sensores de consumo se duplicaron con creces.

¿Los sensores de calidad del aire del consumidor son lo suficientemente buenos?

Actualmente, la mayoría de los sensores de calidad del aire para consumidores tienen limitaciones técnicas que pueden afectar la precisión y la confiabilidad. Es posible que las lecturas no sean lo suficientemente precisas para compararlas con los estándares regulatorios o lo suficientemente sensibles para representar de manera confiable concentraciones ultrabajas de contaminantes ambientales, pero guían las decisiones de salud personal., Ayuda a notificar. Si solo está buscando puntos críticos y tendencias, los sensores del consumidor le dirán si las intervenciones de calidad del aire están funcionando con el tiempo, o qué acciones causan cambios en la concentración (cocinar, aspiradoras, ventanas). Puede ser útil saber (como apertura). Además, es posible que muchos sensores de consumo no informen los niveles de contaminación del aire con gran precisión, pero las nuevas tecnologías y Tecnología de calibración Muestra grandes expectativas.

Los sensores de calidad del aire son más valiosos cuando se trata de identificar la causa de un problema, mostrar patrones de contaminación y estimular soluciones. Si su dispositivo puede ayudar a cambiar la calidad del aire en su hogar o comunidad, este es un paso en la dirección correcta.

agradecer dibujó la colina , PhD MPH por su aporte. Drew es un colega PELO , Ramball -Una poderosa empresa emergente que trabaja para ayudar a las ciudades, comunidades y empresas a hacer más con las mediciones de la calidad del aire.