Ares Project

monitoring and analysis of natural ventilation and CO₂ dispersion in school environments using low-cost sensors

Authors

DOI:

https://doi.org/10.14244/engurbdebate.v7i1.170

Keywords:

Air quality, Cross ventilation, Environmental sensors, Sick building syndrome

Abstract

Project Ares develops an innovative air quality monitoring system for school environments using low-cost sensors to measure CO₂, temperature, humidity, particulate matter, and VOCs. This study analyzed natural ventilation and CO₂ dispersion in classrooms at the Passos campus of IFSULDEMINAS, correlating environmental data with occupancy and window and door openings. Using a wind direction sensor, ventilation orientation and CO₂ dispersion conditions were assessed. Air exchange rates (ACH) were estimated based on CO₂ mass balance. Results indicate that in high occupancy conditions with closed doors and windows, natural ventilation alone does not maintain safe CO₂ levels, exceeding recommended limits. The study highlights the need to combine cross ventilation with mechanical air renewal systems to ensure air quality and thermal comfort, especially considering the structural limitations common in Brazilian schools. By providing data on an open platform, Project Ares contributes to environmental awareness and promotes healthier and more sustainable school environments.

Author Biographies

João Paulo de Toledo Gomes, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Sul de Minas, Campus Passos

Doutorando e Mestre em Tecnologia Ambiental pela Universidade de Ribeirão Preto (UNAERP), com sólida formação em Tecnologia da Informação e Educação. Possui especialização em Redes de Computadores e MBA em Gestão de TI pelo Centro Universitário do Sul de Minas (UNIS-MG), além de Complementação Pedagógica em Matemática pela Universidade Vale do Rio Verde (UNINCOR). Graduado em Ciência da Computação (UNIS-MG) e Técnico em Eletrônica pela Escola Estadual Técnico-Industrial Tancredo Neves (ETET). Atuou como Técnico em Eletrônica em empresas de telecomunicações e possui ampla experiência docente, tendo lecionado no curso de Análise e Desenvolvimento de Sistemas (ASMEC) e como professor substituto no Instituto Federal do Sul de Minas Campus Inconfidentes. Desde 2012, é professor efetivo do IFSULDEMINAS Campus Passos, em regime de dedicação exclusiva. Nesse período, exerceu funções de liderança, como Coordenador do curso Técnico em Informática, Coordenador de Pesquisa e Extensão, Coordenador do Espaço Maker e Diretor-Geral do Campus por oito anos. Suas áreas de interesse incluem redes de computadores, hardware, automação, robótica e Internet das Coisas (IoT), com foco em soluções inovadoras aplicadas a desafios ambientais.

Nilo Henrique Meira Fortes, Universidade de Ribeirão Preto

Graduação em Engenharia Química pela Universidade de Ribeirão Preto - UNAERP (2015), mestrado (2018) e doutorado (2023) em Engenharia Química pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo - Poli-USP. Atualmente pós-doutorando em Tecnologia Ambiental na UNAERP (Bolsa FAPESP) e pesquisador no Projeto ARES / SCHOOLAIR Brasil, de monitoramento de qualidade do ar em espaços escolares (https://ares.eco.br).

José Guilherme Pascoal de Souza, Universidade de Ribeirão Preto

Coordenador do curso de Engenharia Química da UNAERP. Graduado em Engenharia Química pela Universidade de Ribeirão Preto UNAERP (2009). Mestre em Tecnologia Ambiental (UNAERP 2012), Doutorando em Biotecnologia (UNAERP), MBA em Gestão de Projetos (ESALQ/USP, 2018), MBA Especialização Lato Sensu Empreendedorismo e Inovação Tecnológica nas Engenharias (UNESP, 2021). Desde 2010 atua como docente de ensino superior nos cursos de Engenharia de Produção, Engenharia Química e Engenharia Civil, nos cursos de pós graduação em Engenharia e Segurança do Trabalho e Gestão Industrial Farmacêutica pela Universidade de Ribeirão Preto - UNAERP. Foi responsável pelo Laboratório de Resíduos Químicos da UNAERP (2006-2012). Foi Conselheiro titular do CREA-SP (2012-2017), Diretor de Valorização Profissional CREA-SP (2013-2014). Coordenador da Câmara Especializada de Engenharia Química do CREA-SP (2015-2016), Coordenador da Comissão de Orçamentos e Tomada de Contas - CREA-SP (2015-2016), Coordenador da Coordenadoria de Câmaras Especializadas de Engenharia Química - CONFEA (2016). Foi Coordenador do Curso de engenharia Química do Centro Universitário da Fundação Educacional de Guaxupé (UNIFEG, 2016-2017). Foi sócio-Diretor da empresa GPM Cons. e Ass. para Eng. Química SS com atuação em projetos e processos industriais, na gestão e análises físico-químicas em águas e efluentes. É Sócio-Diretor da empresa Innocentini e Souza Assessoria e Consultoria ltda ISEQ, realizou mais de 60 serviços de consultoria e assessoria industrial, no desenvolvimento e otimização de processos e regularizações ambientais. Participou de atividades em perícias como auxiliar técnico de perito da justiça e/ou representando as partes. Tem experiência com projetos e processos industriais incluindo atividades de regularização ambiental.

Carlos Eduardo Formigoni, Universidade de Ribeirão Preto

Possui graduação em Matemática pela Faculdade de Filosofia Ciências e Letras de Lins (1989), graduação em Física pela Faculdade de Filosofia Ciências e Letras de Lins (1991), Especialização em Matemática pela Pontifícia Universidade Católica (PUC) de Minas Gerais (1993), mestrado em Física Aplicada a Medicina e Biologia pela USP-Universidade de São Paulo (1996) e doutorado em Física Aplicada à Medicina e Biologia pela USP-Universidade de São Paulo (2001). Atualmente é professor da Universidade de Ribeirão Preto, para graduação e pós graduação(mestrado e doutorado) em tecnologia ambiental. Tem experiência na área de Matemática e Física, com ênfase em Física Médica, atuando principalmente nos seguintes temas: biomedicina, matemática, física, eletrônica ,processamento de sinais e de imagens, softwares e equipamentos para medicina, modelagem matemática de sistemas dinâmicos, sistemas embarcados e tecnologias ambientais.

Murilo Daniel de Mello Innocentini, Universidade de Ribeirão Preto

Graduado em Engenharia Química pela Universidade Federal de São Carlos (UFSCar, 1991), onde também obteve o título de mestre (1993) e doutor (1997) em Engenharia Química, incluindo período de doutorado sanduíche na University of Birmingham, Inglaterra (1996). Realizou pós-doutorado (1998-2003) no Departamento de Engenharia de Materiais da UFSCar (DEMa/UFSCar), com ênfase na avaliação da permeabilidade de materiais cerâmicos refratários. É professor do curso de graduação em Engenharia Química e coordenador do Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Ambiental da Universidade de Ribeirão Preto (UNAERP). Atua, também, como professor visitante na University of Bath, Inglaterra, tendo sido agraciado com o título de Global South Chair 2023 junto ao Centre for Regenerative Design Engineering for a Net Positive World (RENEW) (https://www.bath.ac.uk/research-centres/centre-for-regenerative-design-engineering-for-a-net-positive-world/). Integra a Câmara Técnica de Educação Ambiental (CTEA) do Comitê da Bacia Hidrográfica do Pardo (CBH-Pardo). Coordena o grupo de pesquisa do CNPq Materiais Sustentáveis e Otimização de Processos Ambientais (http://dgp.cnpq.br/dgp/espelhogrupo/783919). Lidera o projeto ARES / SCHOOLAIR Brasil, dedicado ao monitoramento da qualidade do ar em ambientes escolares (https://ares.eco.br), e o PERMELAB-UNAERP na Plataforma PNIPE, para avaliação da permeabilidade de materiais cerâmicos e poliméricos. Prestou mais de 140 serviços de consultoria e assessoria em engenharia química e de materiais, envolvendo desenvolvimento e otimização de processos industriais e de equipamentos para controle de poluição atmosférica (ciclones, filtros de manga, filtros cerâmicos, lavadores e precipitadores eletrostáticos), incineração e pirólise de resíduos, além de ventilação industrial. Atua ainda como perito cadastrado em disputas judiciais na área de engenharia química.

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Published

2026-06-30

How to Cite

Gomes, J. P. de T., Fortes, N. H. M., Souza, J. G. P. de, Formigoni, C. E., & Innocentini, M. D. de M. (2026). Ares Project: monitoring and analysis of natural ventilation and CO₂ dispersion in school environments using low-cost sensors. Urban Engineering in Debate, 7(1), 90–108. https://doi.org/10.14244/engurbdebate.v7i1.170

Issue

Vol. 7 No. 1 (2026): Engenharia e Resiliência Urbana

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Copyright (c) 2026 João Paulo de Toledo Gomes, Nilo Henrique Meira Fortes, José Guilherme Pascoal de Souza, Carlos Eduardo Formigoni, Murilo Daniel de Mello Innocentini

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