Projeto de um Sistema de Microfluídica de Baixo Custo para Aplicações Educacionais
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Data
2022
Tipo de documento
Artigo Científico
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Área do conhecimento
Engenharias
Modalidade de acesso
Acesso aberto
Editora
Autores
Resendes, Ana Sara de Lima
Zignari, Gabrieli
Meirelles, Renan Zago
Orientador
Peres, José Carlos Gonçalves
Coorientador
Resumo
A universidade é o ambiente introdutório dos graduandos com relação ao conhecimento
e tecnologias que utilizarão no início de suas carreiras. De modo a criar engenheiros versáteis, é
necessária a exposição destes enquanto estudantes a novas tecnologias. Nos últimos anos a
microfluídica despontou como uma alternativa à construção de reatores convencionais,
proporcionando a aprimoração da segurança e rendimentos de sínteses orgânicas de interesse
farmacêutico, por exemplo. Entretanto, estes sistemas são de alto custo, pois exigem altos graus
de precisão em todas as suas etapas de preparação e construção. O intuito deste trabalho é
empregar técnicas de prototipagem rápida e eletrônica para desenvolver um sistema de
microfluídica para fins educacionais. Foi construído um milirreator de 12 mL com uma geometria em
serpentina em três níveis, no qual há a presença de duas entradas e uma saída. O milirreator foi
fabricado através de impressão 3D do tipo SLA. Além deste, há o desenvolvimento de um sistema
de bombeamento com dois fluxos independentes. O controle do sistema foi alcançado por meio de
um microcontrolador Arduino Mega. Este permite controlar a alimentação de tensão das bombas,
obtendo-se vazões volumétricas entre 12 mL/min e 102 mL/min por bomba, equivalente a um tempo
de residência entre 1 minuto e 3,6 segundos. De forma a verificar a capacidade do protótipo de
desempenhar uma operação de mistura, fez-se um ensaio de distribuição de tempos de residência
aplicando um degrau de corante cristal-violeta em uma das correntes de alimentação do milirreator
e preenchendo a outra com água destilada, com vazão de 44 mL/min em cada entrada. O ensaio
mostrou que, para esta vazão de alimentação, há uma mistura completa das alimentações em
menos de 5 segundos, evidenciando o potencial do sistema para reações que demandem baixo
tempo de residência.
Palavras-chave
Microfluídica, Milirreator, Sistema de Bombeamento, Microcontrolador, Ensaio