BLOG - Sistemas Embarcados

Este blog tem como autores os participantes do projeto Smart Campus e alunos das disciplinas: Sistemas Embarcados(Engenharia de Controle e Automação) e Plataformas de prototipação para Internet das Coisas (Especialização Lato Sensu em Internet das Coisas). O objetivo é a divulgação de trabalhos em desenvolvimento no campus que envolvam a utilização de conceitos de sistemas embarcados, internet das coisas, telemetria e outras tecnologias para a resolução de problemas da indústria, meio ambiente, cidades inteligentes, fazendas inteligentes, ....
Coordenação: Prof. Marcos Chaves

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Projeto de Controle: Módulo para Biodigestores de uso em Restaurantes

Contextualizando

  O descarte inapropriado de matéria orgânica gera gases poluentes que contaminam o ar e o solo. Uma das alternativas a esta contaminação do solo são os biodigestores: sendo recipientes onde podemos armazenar restos orgânicos para produzir biogás através de biodigestão anaeróbica (RIBEIRO, 2020). O biogás tem se apresentado como uma alternativa barata e eficaz ao gás de cozinha derivado de petróleo (GLP — Gás Liquefeito de Petróleo), principalmente em comunidades rurais.  Segundo Barreira (2011), a matéria-prima para produção do biogás (também conhecida como biomassa) é uma das mais abundantes e baratas do mundo, podendo ser obtida de inúmeras formas.  

   Segundo os dados divulgados pela EMPRESA de PESQUISA ENERGÉTICA — EPE (2015), as maiores fontes de geração do biogás por biodigestor no Brasil são: os aterros sanitários (51%), a indústria de alimentos e bebidas (25%), a suíno cultura (14%) e o lodo de esgoto (6%).

   Atualmente existem diversos modelos de biodigestores disponíveis no mercado brasileiro, projetados conforme a categoria de dejetos que serão decompostos por eles. Entretanto, a ampla maioria destes modelos carece de um sistema de controle associado a sua produção do biogás, dificultando a obtenção dados como: a quantidade do gás produzido, a qualidade do gás e o seu tempo de produção.

Objetivo

   O objetivo do presente trabalho é possibilitar a análise remota de dados sobre a produção de biogás em biodigestores de uso específico. Com base nesta análise, poderemos obter dados sobre quais restos de alimentos deverão ser separados e armazenados no biodigestor, a quantidade em volume de gás que estes alimentos podem produzir, o tempo gasto no processo de digestão destes e a qualidade do gás produzido no biodigestor.

  Para tanto, serão monitoradas condições físicas de ambiente consideradas fundamentais (KUNZ, STEINMETZ E AMARAL, 2019) durante o processo de biodigestão anaeróbica:

  • Temperatura: A temperatura considerada ideal para manter vivos os microorganismos responsáveis pela digestão da matéria orgânica no biodigestor é de 30 á 40 graus Celsius;
  •  Percentual de Hidrogênio (p.H): Para se preservar a existência dos microorganismos decompositores o p.H. deve se manter próximo á neutralidade 6 á 7 por cento;
  • Pressão: A pressão no sistema biodigestor não poderá exceder o seu limite na estrutura, tendo em vista que a área do biodigestor não será alterada com o aumento de volume do gás;
  • Volume: O volume de gás (em litros) será a forma de quantificar o tanto de gás produzido pelo sistema;
  • Percentual de Metano: O percentual de metano será a forma de quantificar (em porcentagem) a qualidade do gás produzido pelo biodigestor, que segundo especialistas são de 50 á 70%  do gás.

Métodos e Desenvolvimento

  A escolha dos sensores que serão utilizados por este Módulo deverá basear-se no resultado de ensaios feitos em biodigestores Dry Digestion de batelada (KUNZ, STEINMETZ E AMARAL, 2019), seguindo as recomendações das normas alemã DIN (38.414, 2008) e européia VDI (4630, 2006), onde poderemos determinar com precisão quais eventos físicos poderão intervir na aquisição de dados pelos sensores. De modo geral, os componentes escolhidos para o nosso projeto são:

  • Módulo ESP 32 Dev Kit V1;
  • Sensor LM35;
  • Módulo sensor ultrassônico;
  • Módulo sensor de p.H;
  • Módulo sensor de metano MQ-5;
  • Regulador 7805;
  • Capacitores: 1000µf e 10µf;
  • Resistores: 10kΩ, 1kΩ, 680Ωe 100Ω;
  • Protoboard;
  • Leds: vermelho e verde.

 

 

[ID:82] Autor:Vinicius Alves - Criado em: 2022-05-01 22:59:47 - [ Compartilhar ]