AUTOMAÇÃO DE BIODIGESTORES DE LONA ATRAVÉS DA MONITORAÇÃO E CONTROLE DE PARÂMETROS ESPECÍFICOS

Resumo

O objetivo deste projeto é desenvolver um biodigestor acessível e de baixo custo e comprovar que, com o controle e monitoramento de variáveis, é possível melhorar o desempenho e a eficiência do mesmo, visando a difusão da tecnologia no País. Assim, menos resíduos orgânicos serão dispostos de forma inadequada, diminuindo a poluição e destacando o Brasil no cenário mundial de tecnologias sustentáveis. Este tipo de pesquisa é caracterizado como uma pesquisa de laboratório. Neste tipo de procedimento de investigação existe instrumental específico, ambiente e tecnologia adequados para medições e avaliações. É uma metodologia mais difícil, porém mais exata (MARCONI, LAKATOS ,2007). Para realizar o projeto, foi necessário um estudo acerca das variáveis a serem monitoradas, e a identificação da instrumentação para realizar as medições: medidor de temperatura e pH do substrato e de vazão, que fará a leitura do volume de gás gerado, estes fatores têm grande influência no controle da eficiência do biodigestor (PEREIRA, 2009). Um protótipo de um biodigestor financeiramente acessível e compacto está sendo montado, em caráter experimental, em uma propriedade rural. O substrato será composto de excrementos equinos, coletados em uma propriedade próxima ao local de instalação do biodigestor. Após a construção do protótipo, será realizada uma análise qualitativa da eficiência inicial do biodigestor levando em consideração a quantidade de biogás produzida, determinada a partir da vazão de gás na tubulação de saída. A análise do gás será feita utilizando o equipamento GEM-5000, e os valores serão utilizados como fatores de comparação (KUNZ, SULZBACH, 2007). Para a leitura de pH foi montada uma estrutura, onde amostras do substrato são coletadas, medidas e devolvidas ao biodigestor, aumentando a vida útil do eletrodo. Condicionadores de sinal para leitura do eletrodo de vidro de PH e transdutores de temperatura (PT100) foram adquiridos, neles, os respectivos sinais de saída são condicionados. Para medição de vazão foi adquirido um rotâmetro específico para a aplicação. Os sinais condicionados são lidos e convertidos em variáveis de engenharia através de um Arduino MEGA. O sistema supervisório do biodigestor foi desenvolvido utilizando uma placa ESP8622 e linguagem JAVA. A placa é responsável por alimentar o banco de dados, localizado na nuvem, e o supervisório por colocar os dados na tela em forma de gráficos que simulam a estrutura real. A fim de garantir uma mistura homogênea dentro do biodigestor, um agitador mecânico está sendo manufaturado. Após a construção do biodigestor, junto aos sistemas de atuação e monitoramento, serão iniciados os testes. Primeiro, o biodigestor será monitorado utilizando a tecnologia de IoT, descrita por Lacerda e Lima-Marques (2015), mas sem o uso da automação. Após isso, a automação será acionada e os valores de produção de biogás serão comparados com os antes medidos e documentados. O objetivo da construção de uma estrutura de baixo custo foi atingido. A montagem do biodigestor e toda a tubulação foi feita em PVC, excluindo a necessidade de custos com escavação e acabamento. Para o tratamento de sinais, foram adquiridos e desenvolvidos condicionadores de sinais e alimentadores próprios para o sistema. A equipe espera que este sistema seja alvo de outros estudos e que com isso, mais biodigestores sejam implantados no Brasil. É um objetivo do grupo contribuir e colaborar com o desenvolvimento das energias renováveis no país.