Desenvolvimento de equipamento miniaturizado baseado mudança de propriedade óptica e gerenciamento por hardware livre para determinação de gases minoritários presente na atmosfera

• Processo: 15/23265-5
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Vigência: 01 de junho de 2016 - 30 de novembro de 2018
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Analítica
• Pesquisador responsável: Arnaldo Alves Cardoso
• Beneficiário: Arnaldo Alves Cardoso
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: João Flávio da Silveira Petruci ; Juliano Passaretti Filho ; Paulo Clairmont Feitosa de Lima Gomes
• Assunto(s): Fotometria
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: fotometria | medidas de gases | processamento imagens digitais | Desenvolvimento de métodos ópticos analise

Resumo

A determinação de gases reativos in situ é um desafio para a química analítica. Isto porque nem sempre existe ponto de energia disponível para instalações de equipamentos de amostragens e determinação, ou ainda porque os equipamentos existentes são pesados ou grandes de difícil manipulação no campo. Uma solução possível é o desenvolvimento de equipamento miniaturizado tanto para as etapas de amostragem e determinação do analito, funcionando à bateria. Sob o aspecto analítico, a determinação de microvolumes é factível e já utilizada em vários procedimentos de analise. Já o procedimento de amostragem utilizando microvolume, ainda pouco explorado, apresenta a vantagem de requerer menor do tempo de amostragem para se obter concentração detectável do analito. Neste projeto pretendemos desenvolver métodos para gases reativos buscando explorar amostragens utilizando microamostradores acoplados a dispositivos eletrônicos que possibilitem a determinação in situ. Serão feitas montagens de equipamentos utilizando peças adquiridas e adaptadas no comercio. O gerenciamento dos procedimentos de amostragem e determinação será feito com controladores automatizados utilizando hardware livre. Na etapa de amostragem serão utilizadas técnicas de coletas ou reação química utilizando microvolume contendo uma solução reativa. A amostra deve ser passível de sofrer transformação, resultando em solução com atividade óptica (absorbância, refletância, fluorescência etc) que pode ser medida e quantificada. Para a detecção e quantificação do sinal analítico serão construídos sistemas simples de quantificação utilizando fotodetector ou mesmo digitalização de imagens usando LED como fonte de luz. O sensor de imagem ou de intensidade de luz será ligado a microcontrolador "arduino" para aquisição do sinal analítico. Para o desenvolvimento da parte mecânica e computacional, visando a automação do sistema, pretende-se utilizar também plataformas com microcontroladores "arduino". O "firmware" será o "open-source Arduino Software (IDE)", o interpretador de comandos de código aberto mais utilizado em projetos DIY (do it your self). Esperamos ao final do projeto propor um protótipo atrelado as facilidades de projetos DIY, para determinação e monitoramento de gases poluentes in situ. Inicialmente utilizaremos como gases NO2 e NO para o desenvolvimento inicial do projeto. Posteriormente outros gases serão avaliados. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

PASSARETTI FILHO, JULIANO; GOMES VALENTE JUNIOR, MARCO ANTONIO; DE LIMA GOMES, PAULO CLAIRMONT F.; FUGIVARA, CECILIO SADAO; CARDOSO, ARNALDO ALVES. Determination of Fe(III) using digital images: study of corrosion in steel plates using a polyester laser printed device. ANALYTICAL METHODS, v. 9, n. 4, p. 655-663, 2017. (15/23265-5, 16/03369-3)

DA SILVEIRA PETRUCI, JOAO FLAVIO; HAUSER, PETER C.; CARDOSO, ARNALDO ALVES. Colorimetric paper-based device for gaseous hydrogen cyanide quantification based on absorbance measurements. SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL, v. 268, p. 392-397, SEP 1 2018. (15/23265-5, 16/16830-0)

DA SILVEIRA PETRUCI, JOAO FLAVIO; CARDOSO, ARNALDO ALVES. Portable and Disposable Paper-Based Fluorescent Sensor for In Situ Gaseous Hydrogen Sulfide Determination in Near Real-Time. Analytical Chemistry, v. 88, n. 23, p. 11714-11719, DEC 6 2016. (13/22995-4, 15/23265-5)

Patente(s) depositada(s) como resultado deste projeto de pesquisa