Publicação
Construção e aplicação de um sistema de baixo custo para a monitoração do gás metano na cidade de Bragança
| Resumo: | O metano é o maior constituinte do gás natural, cujo transporte no ambiente urbano é realizado por uma extensa rede de condutas subterrâneas, as quais podem apresentar fugas em virtude dos inúmeros acessórios pneumáticos e da inúmeras ligações. Estas fugas, além de representarem uma perda económica para as companhias de distribuição de gás, podem ocasionar graves acidentes envolvendo incêndios e explosões. Ressalta-se também, que o metano é um dos principais gases de efeito de estufa e a sua concentração na atmosfera cresceu rapidamente nos últimos séculos, decorrente principalmente de atividades antropogénicas. Assim, o desenvolvimento de sistemas de baixo custo, elevada precisão e dimensões reduzidas para monitorização de gás metano in situ e em tempo real, torna-se economicamente atrativo em comparação com os robustos analisadores de gás. Neste estudo realizou-se o desenvolvimento e aplicação de um sistema capaz de medir baixas concentrações de metano a partir do uso do sensor de metano TGS2600 - baseado na tecnologia de semicondutores de óxido metálico. A aplicação assentou sobre a plataforma de código aberto Arduino Mega, reunindo também um sensor de pressão atmosférica; um sensor de temperatura e humidade relativa do ar; um módulo GPRS / GPS / GSM para geolocalização e envio dos dados; um ventilador para transporte do ar ao sensor; um módulo micro SD para armazenamento de dados e um ecrã LCD para visualização das medições realizadas em tempo real. O trabalho descreve também a calibração do sensor de metano, a qual demonstrou tratar de um sensor de boa precisão, capaz de detetar variações de metano na gama entre 6,2 ppm e 744 ppm. Realizaram-se também testes preliminares num estábulo de pequenos ruminantes, os quais permitiram observar a resposta do sensor ao metano na presença e ausência dos animais. Verificou-se também a dependência do sensor em relação às variáveis ambientais de temperatura e humidade relativa do ar. Para anular tal dependência, construiu-se um modelo de correção, baseado nas especificações técnicas do sensor, e que se mostrou extremamente necessário para a aquisição de dados fiáveis. Definido o modelo de correção, o sistema foi utilizado para medição de metano próximo a rede de distribuição de gás natural da cidade de Bragança. Embora nos ensaios não tenham identificado nenhum vazamento de metano, o sistema de medição mostrou ser uma solução promissora, facilmente implantável e de baixo custo para detectar metano em baixas concentrações que podem ser exploradas em outros cenários e domínios. |
|---|---|
| Autores principais: | Furst, Leonardo |
| Assunto: | Sensor de gás Baixo custo Monitorização Fugas de metano |
| Ano: | 2017 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Instituto Politécnico de Bragança |
| Idioma: | português |
| Origem: | Biblioteca Digital do IPB |
| Resumo: | O metano é o maior constituinte do gás natural, cujo transporte no ambiente urbano é realizado por uma extensa rede de condutas subterrâneas, as quais podem apresentar fugas em virtude dos inúmeros acessórios pneumáticos e da inúmeras ligações. Estas fugas, além de representarem uma perda económica para as companhias de distribuição de gás, podem ocasionar graves acidentes envolvendo incêndios e explosões. Ressalta-se também, que o metano é um dos principais gases de efeito de estufa e a sua concentração na atmosfera cresceu rapidamente nos últimos séculos, decorrente principalmente de atividades antropogénicas. Assim, o desenvolvimento de sistemas de baixo custo, elevada precisão e dimensões reduzidas para monitorização de gás metano in situ e em tempo real, torna-se economicamente atrativo em comparação com os robustos analisadores de gás. Neste estudo realizou-se o desenvolvimento e aplicação de um sistema capaz de medir baixas concentrações de metano a partir do uso do sensor de metano TGS2600 - baseado na tecnologia de semicondutores de óxido metálico. A aplicação assentou sobre a plataforma de código aberto Arduino Mega, reunindo também um sensor de pressão atmosférica; um sensor de temperatura e humidade relativa do ar; um módulo GPRS / GPS / GSM para geolocalização e envio dos dados; um ventilador para transporte do ar ao sensor; um módulo micro SD para armazenamento de dados e um ecrã LCD para visualização das medições realizadas em tempo real. O trabalho descreve também a calibração do sensor de metano, a qual demonstrou tratar de um sensor de boa precisão, capaz de detetar variações de metano na gama entre 6,2 ppm e 744 ppm. Realizaram-se também testes preliminares num estábulo de pequenos ruminantes, os quais permitiram observar a resposta do sensor ao metano na presença e ausência dos animais. Verificou-se também a dependência do sensor em relação às variáveis ambientais de temperatura e humidade relativa do ar. Para anular tal dependência, construiu-se um modelo de correção, baseado nas especificações técnicas do sensor, e que se mostrou extremamente necessário para a aquisição de dados fiáveis. Definido o modelo de correção, o sistema foi utilizado para medição de metano próximo a rede de distribuição de gás natural da cidade de Bragança. Embora nos ensaios não tenham identificado nenhum vazamento de metano, o sistema de medição mostrou ser uma solução promissora, facilmente implantável e de baixo custo para detectar metano em baixas concentrações que podem ser exploradas em outros cenários e domínios. |
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