Aplicabilidade do conceito de internet das coisas em um sistema de compostagem

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Lafratta, Jacqueline Mazini, 1985-
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/3495
Resumo: Orientador: Marco Aurélio Soares de Castro
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spelling Aplicabilidade do conceito de internet das coisas em um sistema de compostagemIoT-based autonomous composting system : a smart way for recycling organic wasteCompostagemResiduos orgânicosInternet das coisasReciclagemCompostingOrganic wasteInternet of thingsRecyclingOrientador: Marco Aurélio Soares de CastroDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de TecnologiaResumo: A compostagem é uma alternativa de tratamento de resíduos orgânicos caracterizada por ser de fácil instalação, baixo custo operacional e, ainda, produzir um composto que pode ser utilizado como fertilizante natural. Sendo a compostagem um processo biológico de tratamento, é crucial um cuidadoso monitoramento e controle operacional dos parâmetros físico-químicos, para assim manter um ambiente favorável ao desenvolvimento dos microrganismos. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um sistema de compostagem utilizando conceitos de Internet das Coisas para controlar autonomamente a temperatura e umidade durante o processo, e monitorar remotamente estes parâmetros em tempo real pelo envio de dados a uma plataforma online, comparando-o a um sistema de compostagem convencional com gerenciamento manual/presencial. Os sistemas convencional e automatizado utilizaram substratos idênticos, constituídos por resíduos de frutas e verduras, serragem de eucalipto, ureia e inoculante natural. Os sistemas funcionaram por 21 dias e o automatizado operou sem qualquer intervenção humana, monitorando e enviando os dados de temperatura e umidade em tempo real para a plataforma ThingSpeak. Os gráficos gerados pela plataforma permitiram acompanhar a variação da temperatura e umidade das composteiras durante todo o processo de compostagem, especialmente picos de temperatura e umidade nos primeiros dias de experimento, e o posterior decaimento nos valores ao longo da segunda semana do processo. Os compostos obtidos nos dois sistemas foram submetidos a análises de pH, condutividade elétrica, teor de umidade, matéria orgânica, carbono total, nitrogênio total, amônia, nitrato, relação NH3:NO3- e relação C/N, além de testes de fitotoxicidade. O composto gerado no sistema automatizado apresentou propriedades químicas e biológicas mais favoráveis, indicando um estágio mais avançado de maturação do que o do sistema convencional. Portanto, sistemas autônomos com monitoramento remoto, como o desenvolvido nesta pesquisa, podem permitir não só identificar com maior acurácia o estágio de maturação do composto, mas também influenciar na maturação mais precoce, em comparação com sistemas convencionais manuais. Este estudo poderá auxiliar na otimização da compostagem convencional, levando a tomadas de decisões mais rápidas e inteligentes que podem contribuir para obter um composto de melhor qualidade e em um espaço mais curto de tempoAbstract: Composting is one of the most promising alternatives for organic waste treatment. Different composting systems can be effortlessly deployed and operated with low costs, eventually generating an organic compost that can be used as natural fertilizer. Composting is a biological treatment process; therefore, it is crucial to operate it with close monitoring and control of several physical-chemical parameters so that a favorable environment is kept for proper microbial development. The objective of this work was to develop a composting system using the concept of the Internet of Things to autonomously control the temperature and moisture during the process, and remotely monitor these parameters in real time by sending data to an online platform, while comparing it to a conventional composting system that is manually operated. Fruit and vegetable waste, eucalyptus sawdust, urea and natural inoculant were used to prepare the substrate, which was divided equally in each system. Both systems were operated for 21 consecutive days, but the automated system successfully controlled, monitored, and sent real-time temperature and moisture data through the ThingSpeak platform without any human intervention. The charts provided by the platform allowed us to visualize the fluctuation in temperature and moisture of the composters during the entire composting process. After the substrate peaked in temperature and moisture in the first days of the experiment (possibly due to the intense microbial activity), the temperature of the composters began to fall and the moisture content started to drop throughout the second week of the process, indicating a reduction in microbial activity and the beginning of the maturation phase. Chemical analyses were performed on the composts that resulted from the automated and conventional system for the parameters of pH, electrical conductivity, moisture content, organic matter, total carbon, total nitrogen, ammonia, nitrate, NH3:NO3- ratio and C/N ratio, and phytotoxicity tests. The compost obtained by the automated system showed more favorable chemical and biological properties, indicating a more advanced stage of maturation than the compost from the conventional system. Thus, an autonomous composting system with remote monitoring of the process favors an identification with greater accuracy of the maturation stage of the compost and influences earlier compost maturation than conventional composting processes. This study may aid the optimization of conventional composting processes by enabling faster and more intelligent measures that can provide a higher quality compost in a shorter period of timeMestradoAmbienteMestra em TecnologiaCAPES88882.435830/2019-01[s.n.]Castro, Marco Aurélio Soares de, 1975-Schalch, ValdirPenteado, Carmenlucia Santos GiordanoUniversidade Estadual de Campinas. Faculdade de TecnologiaPrograma de Pós-Graduação em TecnologiaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASLafratta, Jacqueline Mazini, 1985-20222022-02-07T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (109 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/3495LAFRATTA, Jacqueline Mazini. Aplicabilidade do conceito de internet das coisas em um sistema de compostagem. 2022. 1 recurso online (109 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia, Limeira, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/3495. Acesso em: 15 mai. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1238739Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-04-11T14:44:57Zoai::1238739Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2022-04-11T14:44:57Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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