Professores e alunos inovam na pesquisa sobre volume gases em biorreatores

Pesquisadores que trabalham com determinação dos volumes gases em laboratórios se deparam com o alto custo dos sensores para essas observações. Recentemente, professores e alunos do grupo de pesquisa em Tecnologias de Produção e Purificação de Biogás do Campus Medianeira, juntamente com um professor do Campus Pato Branco, publicaram um artigo, no periódico Flow Measurement and Instrumentation, com os resultados da confecção de um sensor volumétrico por contagem de bolhas de gases.

Os sensores por contagem de bolhas para determinação da produção de gases em pequena escala (escala laboratorial) são utilizados desde 1974 e vem sendo empregado largamente desde então. “Nossa principal inovação foi a alteração do material usado na fabricação do corpo do sensor e na inclusão de um sensor capacitivo para detectar a passagem das bolhas de gás”, explica o professor do Departamento de Física do Campus Medianeira, Leandro Herculano.

Tradicionalmente, os sensores tem o corpo feito de vidro, o que, além de ser um material frágil, tem sua confecção restrita a profissionais com experiência para modelar o vidro. “A mão de obra para confecção destes sensores está escassa, elevando os custos de produção e restringindo a aplicação em larga escala nas pesquisas”, complementa o professor Herculano.

Os pesquisadores substituíram então o vidro pelo acrílico, sendo uma alternativa mais acessível, uma vez que este material pode ser cortado, no tamanho e forma do sensor, em máquinas de corte a laser, encontrada na maioria das empresas de comunicação visual.

Outra inovação do grupo, foi a inclusão de um detector responsável pela contagem das bolhas de gás. “Além de substituir o vidro pelo acrílico, utilizamos um detector capacitivo com o objetivo de verificar a passagem das bolhas e “medir” a quantidade e gás produzido. Para isso, o detector foi acoplado a um sistema de aquisição de dados, formado por um microcomputador de placa única (Raspberry pi) e um interface gráfica desenvolvida em linguagem de programação Python”, completa.

Como é feita a contagem?

O volume de gás produzido é determinado pela contagem do número de bolhas geradas pela passagem do gás por um tubo em forma de U, contendo água ou solução ácida em seu interior. Ao passar pelo tubo em U, a bolha é detectada por um sensor capacitivo, que envia um sinal elétrico para um computador. O sistema de aquisição de dados é responsável por armazenar os valores do volume de gás, a taxa de produção em função do tempo e apresentar essas informações para o usuário remotamente por acesso via internet, por exemplo.

Atualmente, o aluno do Programa de Pós-graduação em Tecnologias Ambientais, Adenilson Rodrigues dos Santos, já está aplicando esse sensor em seus estudos sobre produção de biogás, sob orientação dos professores Laercio Mantovani Frare e Leandro Herculano

Além do professor Leandro Herculano, participaram da publicação do artigo os alunos do curso de Engenharia Elétrica do Campus Medianeira, Bruno Maihach e Jailson da Silva, os professores do Campus Medianeira Laercio Frare (Departamento de Ciências Biológicas e Ambientais), Alex Lemes Guedes (Departamento de Engenharia Elétrica), Eliane Colla (Departamento de Alimentos) e o professor do Departamento de Física do Campus Pato Branco, Marcos Paulo Belançon.