Desenvolvimento de um sensor óptico para a determinação de umidade em ar e gás natural

• Processo: 11/00322-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2011
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2014
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Analítica
• Pesquisador responsável: Ivo Milton Raimundo Junior
• Beneficiário: Juliana Santiago dos Santos
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 08/57808-1 - Instituto Nacional de Ciências e Tecnologias Analíticas Avançadas - INCTAA, AP.TEM
• Assunto(s): Gás natural Refratometria Fibra óptica Umidade atmosférica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: fibra óptica | Gás natural | Interferómetro de Fabry-Perot | Refratometria | sensor óptico | umidade | Sensor Químico de Fibra Óptica

Resumo

O monitoramento de umidade ao longo de gasodutos tem sido considerado de grande importância para a indústria de gás natural, pois além de formar um meio líquido corrosivo com gases ácidos, pode se transformar em hidratos, que são estruturas cristalinas formadas por agregação de moléculas de água e hidrocarbonetos. Estes hidratos podem causar sérios problemas de operação, obstrução de linhas, comprometendo a produção, a segurança da unidade e prejudicando o transporte de gás natural em terra (onshore) e no mar (offshore). Em geral, a aferição da umidade em gás natural é realizada por técnicas de baixo custo, porém elas apresentam baixa precisão e são sensíveis a contaminação e a mudança de temperatura e pressão. Assim, este projeto propõe o desenvolvimento de um sensor de fibras ópticas para a determinação da umidade em gás natural baseado no interferômetro de Fabry-Perot, utilizando-se um filme hidrofílico depositado na extremidade da fibra como elemento sensor. Os materiais álcool Polivinílico (PVA), Nafion, Poletilenoglicol (PEG), Agarose, Polivinilpirrolidona (PVP), Ácido poliestireno sulfônico (PSSA), Polietilenoimina (PEI) deverão ser avaliados como fase sensora, cuja variação do índice de refração com a absorção de água resultará na mudança da intensidade do sinal óptico refletido, possibilitando assim a obtenção do teor de umidade. Serão avaliados parâmetros como sensibilidade, reprodutibilidade, limite de detecção, reversibilidade, tempo de resposta e tempo de vida do sensor. O desenvolvimento deste trabalho poderá conduzir a um sensor óptico simples, de baixo custo, que permitirá o monitoramento de umidade em gases naturais, com o objetivo de minimizar a formação de hidratos, garantindo, por conseqüência, a integridade das tubulações e a segurança das atividades, além de evitar prejuízos para a sua remoção, por perda de produtividade e danos em equipamentos. (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)

GOUVEIA, MARCELO A.; PELLEGRINI, PALOMA E. S.; DOS SANTOS, JULIANA S.; RAIMUNDO, JR., IVO M.; CORDEIRO, CRISTIANO M. B.. Analysis of immersed silica optical microfiber knot resonator and its application as a moisture sensor. APPLIED OPTICS, v. 53, n. 31, p. 7454-7461, NOV 1 2014. (11/00322-2, 08/57808-1)

SANTOS, JULIANA S.; RAIMUNDO, JR., IVO M.; CORDEIRO, CRISTIANO M. B.; BIAZOLI, CLAUDECIR R.; GOUVEIA, CARLOS A. J.; JORGE, PEDRO A. S.. Characterisation of a Nafion film by optical fibre Fabry-Perot interferometry for humidity sensing. SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL, v. 196, p. 99-105, JUN 2014. (11/00322-2, 08/57808-1)

GOUVEIA, MARCELO A.; PELLEGRINI, PALOMA E. S.; DOS SANTOS, JULIANA S.; RAIMUNDO, IVO M., JR.; CORDEIRO, CRISTIANO M. B.. Analysis of immersed silica optical microfiber knot resonator and its application as a moisture sensor. APPLIED OPTICS, v. 53, n. 31, p. 8-pg., 2014-11-01. (08/57808-1, 11/00322-2)