Monitoramento baseado em sensores para identificação de contaminação de água
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Data
2020
Tipo de documento
Monografia
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Área do conhecimento
Ciências Exatas e da Terra
Modalidade de acesso
Acesso aberto
Editora
Autores
Silva, Ricardo Júnior Abreu da
Vieira, Rodrigo Mendes
Orientador
Ceci, Flávio
Coorientador
Cubas, Anelise Leal Vieira
Resumo
The intensification of mining activity and its processes, expanded the national economy, providing a complex economic dynamism, causing deep marks in regional ecosystems, as well as low levels of quality of life and environmental quality in the southern region of the State of Santa Catarina. The pollution of water sources is the most serious impact caused by the extraction of mineral coal, as they are close to deposits where the mineral is explored, due to acidic effluents from mines and coal tailings. In order to contribute to the process of purifying water contaminated with the effluents from the extraction of mineral coal, the Unisul plasma laboratory developed a reactor, which uses the technology of cold plasma by corona discharge, responsible for the ionization of a gas at low temperature , which has the advantage of promoting the simultaneous occurrence of the mining effluent remediation process, completely, being at the forefront of high cost chemical processes, via the addition of alkaline agents, and / or sulfides to precipitate dissolved metals in the form of hydroxides, carbonates and sulfides. In order to contribute to the processes carried out in the laboratory, as well as to solve the problem related to possible new contamination during the process of remediation with the plasma reactor, the development of an embedded system, capable of collecting data in real time and simultaneously the effluent remediation process was put in place. The system consists of sensors that collect pH, temperature, humidity, pressure and frequency coupled to a Becker with contaminated water, in addition to a graphical interface that presents this data at the time of collection, as well as functions to save, search and export results. For the development of the project, referring to the embedded module, the BeagleBone Black development platform, physical sensors and the C programming language were used. For the graphical interface, developed as a web, the VUE framework was used, as well as JavaScript and other tools to assist in the development and debugging of the application. For data storage, it was decided to use PostgreSQL. With the prototype developed, the tests were carried out, as well as the evaluation of the results obtained, in the laboratory, accompanied by the responsible teacher Anelise Leal Vieira Cubas, and the possibility of obtaining the data in real time was verified, minimizing the changes in the data used by the instability in plasma processes, as well as the accuracy of the data used simultaneously, that is, jointly collected values of pH, temperature, temperature, pressure and frequency. Taking these benefits into account, we ensure that the water in the treatment is not contaminated by other bacteria.
A intensificação da atividade mineradora e seus processos, expandiram a economia nacional, proporcionado um complexo dinamismo econômico, causando profundas marcas nos ecossistemas regionais, bem como baixos índices de qualidade de vida e qualidade ambiental na região Sul do Estado de Santa Catarina. A poluição dos mananciais hídricos, é o mais grave impacto causado pela extração do carvão mineral, por estarem próximos a jazidas onde o mineral é explorado, decorrente de efluentes ácidos provenientes das minas e dos rejeitos de carvão. Afim de contribuir com o processo de tratamento da água contaminada com os efluentes da extração do carvão mineral, o laboratório de plasma da Unisul desenvolveu um reator, que utiliza a tecnologia do plasma frio por descarga corona, responsável pela ionização de um gás a baixa temperatura, do qual possui a vantagem de promover a ocorrência simultânea do processo de remediação dos efluentes de mineração, por completo, estando a frente dos processos químicos de custos elevados, via adição de agentes alcalinos, e/ou sulfetos para precipitar os metais dissolvidos na forma de hidóxidos, carbonatos e sulfetos. Com o intuito de contribuir com os processos realizados no laboratório, bem como resolver a problemática relacionada a novas contaminações possíveis durante o processo de remediação com o reator de plasma, o desenvolvimento de um sistema embarcado, capaz de coletar dados em tempo real e em simultâneo ao processo de remediação dos efluentes foi posto em prática. O sistema é composto por sensores que coletam pH, temperatura, umidade, pressão e frequência acoplados a um Becker com água contaminada, além de uma interface gráfica que apresenta esses dados no momento da coleta, bem como funções para salvar, buscar e exportar resultados obtidos. Para o desenvolvimento do projeto, referindo-se ao módulo embarcado, foi utilizado a plataforma de desenvolvimento BeagleBone Black, sensores físicos e a linguagem de programação C. Para interface gráfica, desenvolvida como web, foi utilizado o framework VUE, bem como componentes JavaScript e outras ferramentas para auxiliar no desenvolvimento e depuração da aplicação. Para armazenamento dos dados, optou-se por utilizar o PostgreSQL. Com o protótipo desenvolvido, foram realizados testes, bem como a avaliação dos resultados obtidos, no laboratório, acompanhados pela professora responsável Anelise Leal Vieira Cubas, e comprovado que a possibilidade de obter-se os dados em tempo real, minimiza alterações nos dados causados pela instabilidade nos processos do plasma, bem como a exatidão dos dados obtidos simultaneamente, ou seja, coletar em conjunto valores de pH, temperatura, umidade, pressão e frequência. Levando em consideração estes benefícios, garantiu-se que água em tratamento não seja contaminada com outras bactérias.
A intensificação da atividade mineradora e seus processos, expandiram a economia nacional, proporcionado um complexo dinamismo econômico, causando profundas marcas nos ecossistemas regionais, bem como baixos índices de qualidade de vida e qualidade ambiental na região Sul do Estado de Santa Catarina. A poluição dos mananciais hídricos, é o mais grave impacto causado pela extração do carvão mineral, por estarem próximos a jazidas onde o mineral é explorado, decorrente de efluentes ácidos provenientes das minas e dos rejeitos de carvão. Afim de contribuir com o processo de tratamento da água contaminada com os efluentes da extração do carvão mineral, o laboratório de plasma da Unisul desenvolveu um reator, que utiliza a tecnologia do plasma frio por descarga corona, responsável pela ionização de um gás a baixa temperatura, do qual possui a vantagem de promover a ocorrência simultânea do processo de remediação dos efluentes de mineração, por completo, estando a frente dos processos químicos de custos elevados, via adição de agentes alcalinos, e/ou sulfetos para precipitar os metais dissolvidos na forma de hidóxidos, carbonatos e sulfetos. Com o intuito de contribuir com os processos realizados no laboratório, bem como resolver a problemática relacionada a novas contaminações possíveis durante o processo de remediação com o reator de plasma, o desenvolvimento de um sistema embarcado, capaz de coletar dados em tempo real e em simultâneo ao processo de remediação dos efluentes foi posto em prática. O sistema é composto por sensores que coletam pH, temperatura, umidade, pressão e frequência acoplados a um Becker com água contaminada, além de uma interface gráfica que apresenta esses dados no momento da coleta, bem como funções para salvar, buscar e exportar resultados obtidos. Para o desenvolvimento do projeto, referindo-se ao módulo embarcado, foi utilizado a plataforma de desenvolvimento BeagleBone Black, sensores físicos e a linguagem de programação C. Para interface gráfica, desenvolvida como web, foi utilizado o framework VUE, bem como componentes JavaScript e outras ferramentas para auxiliar no desenvolvimento e depuração da aplicação. Para armazenamento dos dados, optou-se por utilizar o PostgreSQL. Com o protótipo desenvolvido, foram realizados testes, bem como a avaliação dos resultados obtidos, no laboratório, acompanhados pela professora responsável Anelise Leal Vieira Cubas, e comprovado que a possibilidade de obter-se os dados em tempo real, minimiza alterações nos dados causados pela instabilidade nos processos do plasma, bem como a exatidão dos dados obtidos simultaneamente, ou seja, coletar em conjunto valores de pH, temperatura, umidade, pressão e frequência. Levando em consideração estes benefícios, garantiu-se que água em tratamento não seja contaminada com outras bactérias.
Palavras-chave
Plasma, Embarcado, Sensor