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

Processo: 11/00322-2
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de abril de 2011
Vigência (Término): 31 de março de 2014
Área do 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

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. Citações Web of Science: 13.
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. Citações Web of Science: 33.

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