ÁREA: Química Analítica
TÍTULO: CONSTRUÇÃO E APLICAÇÃO DE VÁLVULAS SOLENÓIDE DE BAIXO CUSTO PARA ANÁLISE ON-LINE DE PH E CONDUTIVIDADE EM AMOSTRAS DE ÁGUA DE CHUVA
AUTORES: MATOS, R.C.,FRANCISCO, K.J.M. E CONDé, C.P.K.
NúCLEO DE PESQUISA EM INSTRUMENTAçãO E SEPARAçõES ANALíTICAS, INSTITUTO DE CIêNCIAS EXATAS, DEPARTAMENTO DE QUíMICA, UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA, JUIZ DE FORA-MG.(RENATO.MATOS@UFJF.EDU.BR)
RESUMO: Neste trabalho propomos a utilização de torneiras de PVC acopladas a eletroímãs, dois frascos de LPPE, um pHmetro e um condutivímetro interfaceados a um microcomputador, para a análise on-line de pH e condutividade em água de chuva. O sistema de coleta de dados é acionado quando o volume de amostra alcança 23,0mL. O sistema foi testado para diferentes eventos ocorridos na cidade de Juiz de Fora/MG, durante os meses de abril e maio de 2006. As amostras foram analisadas em um intervalo de 90 segundos para o pH e 30 minutos para a condutividade. O sistema usando as válvulas solenóide apresentou resultados satisfatórios quando comparados aos eventos analisados offline demonstrando importância no estudo dos níveis de pH e condutividade durante as chuvas e entre as diferentes precipitações.
PALAVRAS CHAVES: válvula solenóide, água de chuva, análise on-line
INTRODUÇÃO: As válvulas solenóide (VS) são cada vez mais utilizadas devido à sua alta capacidade de controle de vazões em equipamentos médicos, científicos e outros. No mercado há vários tipos para as mais diversas aplicações, no entanto algumas destas válvulas, possuem preço elevado inviabilizando sua aquisição. Na química, o interesse por tais válvulas está no fato das mesmas poderem trabalhar com vazões da ordem de mL/min (NEIRA et al., 2005). O presente trabalho está centrado no desenvolvimento, otimização e aplicação de sistemas automáticos aplicáveis à análise on-line de água de chuva, utilizando materiais de fácil aquisição, baixo custo e boa resistência mecânica para fluidos a baixa pressão. Durante a amostragem, foram determinados os níveis de pH e condutividade em amostras de água de chuva no campus da UFJF na cidade de Juiz de Fora, a maior cidade da Zona da Mata do Estado de Minas Gerais. A cidade de Juiz de Fora é uma das cidades brasileiras onde ocorre grande incidência de descargas elétricas, tornando-se relevante o estudo atmosférico on-line proporcionando assim uma correlação com os níveis de cátions e ânions majoritários presentes nas amostras (MATOS et al., 2006).
MATERIAL E MÉTODOS: As válvulas solenóide propostas são constituídas de duas torneiras de PVC utilizadas em um suporte de água mineral, dois eletroímãs e dois frascos de 50,0 mL de LPPE fixados a barras de alumínio. As conexões hidráulicas são feitas por mangueiras transparentes de PVC, facilitando assim, a descontaminação, a lavagem e a visualização de possíveis obstruções. Foram utilizados um pHmetro da Micronal B474 com eletrodo de vidro (Metrohm) combinado com eletrodo de referência de Ag/AgCl(Sat) calibrado com soluções tampão Merck de pH 4,01 e pH 7,00 e um condutivímetro Schott CG853 com eletrodo de platina combinado com uma célula de condutividade, a calibração foi feita com solução padrão de condutividade Digimed. O pHmetro e o condutivímetro foram interfaceados através das portas seriais (COM1 e COM2) de um microcomputador (486DX2). As válvulas solenóides são controladas através da porta paralela (SOUZA et al., 1995) do mesmo computador com o auxílio de uma interface e um programa desenvolvido na linguagem PASCAL, sendo este responsável por gerenciar o sistema eletromecânico e pela aquisição de dados.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A figura 1 mostra o esquema da VS construída no laboratório, composta de 2 parafusos de aço galvanizado, P1 e P2, adaptados à torneira com vazão ajustada em 100 mL/min. P1 ajusta a tensão no cabo de aço para que ao menor movimento do núcleo do eletroímã a torneira seja aberta. P2 mantém a torneira no limiar de sua abertura. A primeira VS retém a amostra em um pré-reservatório até atingir o volume de 23,0mL, que será suficiente para cobrir a superfície dos eletrodos de vidro e platina. Um tubo de PTFE conectado à borda superior do reservatório garante o desvio do excesso da amostra, diretamente para um reservatório final, no qual serão realizadas as análises de cátions e ânions majoritários, H2O2 e metais pesados. A segunda VS é responsável pelo descarte das amostras. O sistema foi testado em diferentes eventos nos meses de abril e maio de 2006. As amostras foram analisadas em um intervalo de 90 s para o pH e 30 min para a condutividade. A figura 2 mostra o acompanhamento dos níveis de pH e condutividade para as chuvas ocorridas no dia 10 de maio de 2006, observou-se que a condutividade e o pH nas amostras de água de chuva parecem relacionar-se de forma inversa.
CONCLUSÕES: Utilizando-se materiais de fácil aquisição, baixo custo e boa resistência mecânica, pode-se desenvolver VS para determinação de pH e condutividade das amostras em tempo real com bons resultados. O sistema usando as VS desenvolvido em nosso laboratório apresentou resultados satisfatórios quando comparados aos eventos analisados offline demonstrando importância no estudo dos níveis de pH e condutividade durante as chuvas e entre as diferentes precipitações, já que nas análises offline ocorrem alterações constantes na composição das amostras alterando os valores de pH e condutividade das mesmas.
AGRADECIMENTOS:Aos amigos e colaboradores do NUPIS, a FAPEMIG, ao PIBIC/CNPQ e a PROPESQ-UFJF.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA:MATOS, R.C.; Eunice Oliveira COELHO, E.O.; SOUZA, C.F.; GUEDES, F.A.; MATOS, M.A.C.; 2006. Peroxidase immobilized on Amberlite IRA-743 resin for on-line spectrophotometric detection of hydrogen peroxide in rainwater. Talanta. (no prelo).
NEIRA, J.Y.; MENDONZA, J.; BRUHN, C. G.; P. 2005. Flow analysis by using solenoid valves for AS(III) determination in natural waters by an on-line separation and pre-concentration system coupled to a tungsten coil atomizer. Química Nova, Vol. 28, No. 2, 217-223
SOUZA, D.F.; SARTORI, J.; CATUNDA, T.; NUNES, L.; P. 1995. Aquisição de dados e aplicações usando a porta paralela do micro PC. Rev. Bras. Ensino de Física. 17, 196.