Monitoramento da poluição do ar relacionado ao tráfego com o uso de sensores de baixo custo e estimativa da carga de poluentes inalada por ciclistas na cidade de São Paulo (2022)
- Authors:
- Autor USP: AGUIAR, ERICK FREDERICO KILL - FM
- Unidade: FM
- DOI: 10.11606/T.5.2022.tde-19012023-162234
- Subjects: MATERIAL PARTICULADO; POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA
- Keywords: Air pollution; Calibração de sensores; Cardiorespiratory diseases; Human exposure; Material particulado; Particulate matter; Poluição do ar; Pulmonary ventilation; Sensor calibration
- Language: Português
- Abstract: Introdução: A bicicleta como meio de transporte ativo promove grandes benefícios à saúde. Contudo, estudos prévios têm demonstrado que os ciclistas apresentam, pela demanda do exercício, ventilação duas a cinco vezes maiores do que indivíduos que se deslocam em veículos motorizados. Soma-se à esse fato a frequente proximidade ao tráfego de veículos nas vias públicas e a velocidade do deslocamento de bicicleta, fatores que implicam no aumento da inalação de poluentes, quando comparado aos indivíduos que dirigem seus veículos ou utilizam transporte público. Entretanto, outros estudos sugerem que o benefício entre o efeito do exercício regular e o efeito negativo do maior aumento da inalação de poluentes é favorável ao exercício na maioria dos ambientes urbanos. Apesar de estudos crescentes, ainda persistem dúvidas quanto ao comportamento dos poluentes em microambientes nesses percursos. A presente pesquisa testou a hipótese de que o monitoramento da qualidade do ar nos microambientes dos deslocamentos com bicicleta pode ser feito utilizando sensores de baixo custo (CO, MP2,5 e MP10) calibrados utilizando modelos de regressão com algoritmos de Machine Learning (ML), bem como esses dados, associados aos registros de frequência cardíaca (FC), podem ser aplicados para estimar a carga de poluentes inalada, a partir da equação que estima a relação entre FC e ventilação (VE) obtidas por meio do Teste de Esforço Cardiopulmonar (TECP) realizado em laboratório. Estas informaçõessubsidiam a modelagem da expectativa de Risco Relativo de mortalidade por todas as causas (RR) e pode orientar os ciclistas na organização de melhores rotas, horários e tempos de uso da bicicleta em suas atividades diárias. Métodos: Foi selecionada a estação de monitoramento da qualidade do ar de Congonhas (Companhia Ambiental do Estado de São Paulo - CETESB) como referência para a calibração dos sensores de baixo custo, com leituras durante 17 dias. Para a avaliação dos deslocamentos, foram selecionados 15 ciclistas homens, não tabagistas e sem doenças cardiorrespiratórias, que se deslocaram na cidade de São Paulo e Região Metropolitana de São Paulo (RMSP). Todos realizaram previamente o TECP para a geração de uma equação individual que estimasse a VE a partir da FC mensurada nos deslocamentos e fizeram o registro de CO, MP2,5 e MP10 durante os percursos. A média dos coeficientes de determinação entre FC e VE das equações de regressão individuais, resultou em um valor elevado (R2 = 0,97). A partir disso, foi possível calcular a carga dos poluentes inalados. Resultados: A calibração dos sensores utilizando modelos de ML resultou em valores dos coeficientes de correlação considerados altos (CO (Ridge) R2 = 0,80, MP2,5 (AdaBoost) R2 = 0,84 e MP10 (Extra Trees) R2 = 0,80). As concentrações médias dos poluentes registradas nos percursos estão acima dos valores recomendados pela OMS (CO = 1,87 ppm, MP2,5 = 20,89 µg/m3 e MP10 = 26,37 µg/m3). O impacto disso, se refletiu naestimativa média de carga inalada (µg) representada por média±DP (CO =4189,22±3392,29; MP2,5 = 71,88±67,56 e MP10 = 116,28±118,64). A mediana e o intervalo interquartil (IIQ) respectivamente foram: CO = 2746,28 µg (851,19 - 6677,64), MP2,5 = 58,61 µg (26,57 - 145,18) e MP10 = 86,8 µg (38,19 - 211,14). A avaliação utilizando o modelo de Risco Relativo de mortalidade por todas as causas (RR) apresentou média entre os indivíduos razoavelmente elevada (0,82), demonstrando a relação das variáveis de concentração de MP2,5 (µg/m3), concentração de background (µg/m3) e tempo de deslocamento (min), direcionando que os benefícios da atividade física para os percursos críticos com elevadas concentrações de particulados, são atingidos até o tempo máximo de 2h30min. Porém, mesmo em espaços urbanos considerados poluídos, ainda é recomendável o uso da bicicleta como promotora de saúde, visto que os benefícios da atividade física ainda superam os riscos, na maioria dos casos dos ciclistas avaliados nessa pesquisa. Conclusão: Os resultados deste trabalho contribuem de forma prática e aplicada como ferramenta de apoio aos formuladores de políticas públicas a expandir a infraestrutura de ciclismo, o que pode vir a promover a segurança e deslocamento saudável para esse modal de transporte. Nesse sentido, as ciclovias devem aprovisionar relações reduzidas com o tráfego motorizado e os ciclistas devem ser estimulados a se deslocar por percursos pendulares que apresentam menor exposição aospoluentes e em horários alternativos aos picos de tráfego, o que colabora com a redução da carga inalada e o fomento da melhoria da qualidade de vida
- Imprenta:
- Data da defesa: 05.09.2022
- Este periódico é de acesso aberto
- Este artigo NÃO é de acesso aberto
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ABNT
AGUIAR, Erick Frederico Kill. Monitoramento da poluição do ar relacionado ao tráfego com o uso de sensores de baixo custo e estimativa da carga de poluentes inalada por ciclistas na cidade de São Paulo. 2022. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2022. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/5/5144/tde-19012023-162234/. Acesso em: 22 jan. 2026. -
APA
Aguiar, E. F. K. (2022). Monitoramento da poluição do ar relacionado ao tráfego com o uso de sensores de baixo custo e estimativa da carga de poluentes inalada por ciclistas na cidade de São Paulo (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/5/5144/tde-19012023-162234/ -
NLM
Aguiar EFK. Monitoramento da poluição do ar relacionado ao tráfego com o uso de sensores de baixo custo e estimativa da carga de poluentes inalada por ciclistas na cidade de São Paulo [Internet]. 2022 ;[citado 2026 jan. 22 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/5/5144/tde-19012023-162234/ -
Vancouver
Aguiar EFK. Monitoramento da poluição do ar relacionado ao tráfego com o uso de sensores de baixo custo e estimativa da carga de poluentes inalada por ciclistas na cidade de São Paulo [Internet]. 2022 ;[citado 2026 jan. 22 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/5/5144/tde-19012023-162234/
Informações sobre o DOI: 10.11606/T.5.2022.tde-19012023-162234 (Fonte: oaDOI API)
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