ISBN 978-85-85905-10-1
Área
Química Tecnológica
Autores
Freire, J.S. (UEMA) ; Soares, A.C.F. (UEMA) ; Rocha, M.C.A. (UEMA) ; Sousa, M.S. (UEMA) ; Silva, A.N.C. (UEMA) ; Nunes, P.M. (UEMA)
Resumo
Esse trabalho tem como objetivos determinar à presença de gás butano no ar atmosférico através de um sensor de condutividade térmica acoplada a plataforma Arduino. O gás butano é um combustível muito utilizado como gás de cozinha, obtido através do processo de refino do petróleo, é um hidrocarboneto gasoso, de fórmula molecular C4H10. A plataforma Arduino pode ser utilizada acoplada a sensores para determinações de gases, sendo de grande valia pra química uma vez que utiliza uma linguagem mais simplificada. Por isso concluiu-se que o Arduino associado ao sensor MQ2 é muito vantajoso no que se refere ao vazamento de gás butano. Visto que o LED foi utilizado para acionar o buzzer que se encontrava pré-configurado através dos códigos para alarmar a partir de uma determinada concentração.
Palavras chaves
Arduino; Gás butano; Sensor de condutividade t
Introdução
Na natureza é possível encontrar diferentes fontes energéticas, que podem ser renováveis ou não renováveis. O butano, por exemplo, é um combustível não renovável, pois ele é um derivado do petróleo. Muito utilizado como gás de cozinha, esse combustível, obtido através do processo de refino do petróleo, é um hidrocarboneto gasoso, de fórmula molecular C4H10 (EPALANGA, 2005). O butano é um gás incolor, inflamável, tóxico e inodoro. Por não possuir odor, é introduzida uma substância com cheiro detectável nos recipientes com butano (botijões ou encanamentos), caso contrário não seria possível detectar um vazamento, dificultando, assim, o controle de possíveis acidentes. Além do gás de cozinha, o butano é comum em isqueiros, propelente em aerosóis e como matéria-prima na produção de borracha sintética. Por ser altamente inflamável, apresentando grande risco de explosão, o butano deve ser armazenado em locais seguros. O Projeto Arduino teve início no ano de 2003, na Itália, com o intuito de reduzir o orçamento em projetos escolares. Pode se comprar placas oficiais desenvolvidas na Itália ou placas clones desenvolvidas em diversos países. No Brasil temos dois projetos de placas clone, o Brasuíno, desenvolvido pela empresa Holoscópio, de Belo Horizonte e o Severino, desenvolvido por um grupo de usuários. (MEIRA, 2011). A maior vantagem do Arduino sobre outras plataformas de desenvolvimento de microcontroladores e a facilidade de sua utilização, pessoas que não são da área técnica podem, rapidamente, aprender o básico e criar seus próprios projetos em um intervalo de tempo relativamente curto. Artistas, mais especificamente, parecem considerá-lo a forma perfeita de criar obras de arte interativas rapidamente, e sem conhecimento especializado em eletrônica. (MC ROBERTS, 2011).
Material e métodos
O desenvolvimento deste trabalho foi realizado na Universidade Estadual do Maranhão situada na cidade de Caxias-MA, onde possui a população de 159.396 habitantes segundo estimativa do IBGE (2013). E buscou-se realizar detecções de gás butano empregando um sensor de condutividade acoplado a plataforma Arduino e, fazer um alerta em casos críticos a fugas de gás. É possível detectar o GPL, butano, metano, álcool, e hidrogênio. Com base no seu tempo de resposta rápido, medições podem ser feita o mais rapidamente possível. Além disso, a sensibilidade pode ser ajustada pelo potenciômetro. Para montagem do sistema de análise, fez-se necessário o uso dos seguintes equipamentos: Arduino Uno, cabo USB, sensor MQ2, sonorizador piezzo (buzzer), LEDs, fios jumpers, protoboard e uma caixa adaptada para a detecção de gás. A comunicação foi feita através de um sensor cadastrado que por meio de um código enviar ou receber informações para um microcontrolador e este por sua vez passará por comunicação serial, dados para o Arduino Uno para controlar ou atuar como detector de vazamento do gás butano. A programação deu-se por meio da conexão da placa a uma porta USB do computador, escrever o sketch, fazer o upload do sketch através da conexão USB, aguardar a reinicialização da placa, observar e analisar a execução do sketch. A estrutura de um sketch é dividida em duas partes: Void setup e Void loop: o primeiro é o local destinado ao código de inicialização. Instruções que preparam a placa antes do início do loop principal do sketch. E o segundo contém o código principal do sketch e, que deve apresentar um conjunto de instruções a serem repetidas seguidas vezes até a placa ser desligada.
Resultado e discussão
Neste trabalho o LED é utilizado para indicar o status de alguma saída que
controla algum dispositivo, tais como o acionamento do sonorizador piezzo. A
conexão do LED é feita por um resistor de 100 Ω da terra ao catodo e o sinal de
saída do Arduino no anodo. Realizou-se a conexão do sensor de gás MQ2 com o
Arduino. O sensor de gás MQ2 aquece para detectar o vazamento, utilizam-se
resistores para calibrar a sensibilidade do sensor. Para a realização deste
teste o sensor detector de gás MQ2 é posicionado próximo a um bico de Bunsen.
Com o gás desligado, é realizada a primeira leitura no Monitor serial, com
resultados para “VALOR DO GÁS EM PPM”. Utiliza-se o buzzer, que emite um sinal
sonoro, para indicar um alarme no teste do sensor de gás, quando a concentração
ultrapassa o valor estabelecido (500 ppm). A tensão de operação do buzzer é 5V.
Conexão do buzzer ao kit Arduino. Conecta-se o Buzzer a uma saída digital (pino
positivo ao pino 6) e o pino negativo conecta-se a terra. Os resultados
mostraram-se satisfatórios obtendo uma média de 900 ppm para as medições, dessa
forma o sensor MQ2 torna-se um forte aliado quando acoplado a plataforma Arduino
no que se refere as analises químicas. Após a realização de todos os testes é
feito um código final que contem a junção dos códigos envolvendo o sensor, o
LED, o buzzer e seus ajustes, para o proposto na presente pesquisa.
Ilustração do método utilizado: sensor e atuadores conectados ao kit Arduino.
Conclusões
Portanto o Arduino associado ao sensor MQ2 é muito vantajoso pra química no que se refere ao vazamento de gás butano, pois as analises podem ser obtidas de forma rápida, visto que a plataforma Arduino é portátil e possui uma linguagem simplificada. Tendo vista, que o LED foi utilizado para acionar o buzzer que se encontrava pré-configurado através dos códigos para alarmar a partir de uma determinada concentração (500ppm). Já o sensor por sua vez ao passo que esquentava detectava e quantificava o gás presente no ar atmosférico onde os valores foram lidos pelo monitor serial acoplado ao arduino.
Agradecimentos
Aos professores e amigo da universidade estadual do maranhão que colaboração de forma direta e indireta para realização desta pesquisa.
Referências
ARDUINO. Site Oficial. Disponível em: <http://www.arduino.cc> Acesso em: 29 de Agos. 2013.
Agência Nacional do Petróleo. 2004. Relatório de Gestão. (www.anp.gov.br).
EPALANGA, K. M. S. Otimização de uma coluna de destilação “v-104 Stabilizer” de produção de lpg - gás liquefeito de Petróleo campo petrolífero do Malongo/cabinda/angola. Florianópolis: EdUFSC, 2005.
IBGE, Disponível em: <http://cidades.ibge.gov.br/comparamun/compara.php?lang=&
coduf=21&idtema=119&codv=v01&search=maranhao%7Ccodo%7Cestimativa-da-populacao-2013> Acesso em: 05 Set. 2013.
MCROBERTS, Michael. (tradução Rafael Zanolli), Arduíno Básico, São Paulo: Editora Novatec, 2011.
MEIRA, Adriano Bacheta. Domótica: O Uso de Hardware e Software Livres em prol da Acessibilidade. In Monografia, 2011.
PROJETOSCASEIROS. Disponivel em:<http://arduinoprojetosca seiros. blogspot
.com.br/2011/11/ligando-um-led.html> Acesso 04 Nov. 2013.
PRETROBRAS. Disponivel em: <http://www.br.com.br/wps/wcm/connect/2376c1004
3a7b1f291979fecc2d0136c/fispq-comb-gas-butano.pdf?MOD=AJPERES> Acesso em 30 Out. 2013.
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