Analisador robótico para determinações físicoquímicas no controle de qualidade de águas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Almeida Júnior, Pedro Lemos de
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB
Texto Completo: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/18863
Resumo: Water quality has been increasingly studied. This should be related to the management of anthropogenic residues and especially their progressive scarcity. In this context was proposed a robotic for conductivity, pH, total alkalinity, total hardness, chloride, nitrite, total reactive phosphorus and total iron analysis in commercial mineral waters samples. The ATLAS analyzer comprises a syringe pump coupled to a robotic arm, a solution holder, a plate and a reactor plate, conductivity, temperature and a colorimetric sensor (adapted from webcam). The analyzer is controlled by a software able to process data from sensors, automatic calibrations and calculations of analytical results. ATLAS can measure the conductivity and automatically calculate a sensor constant. It is calibrated to determine the pH from the variation of a "universal" indicator according to the Hue parameter from digital images of the reactor. Through its programming, ATLAS also monitors the operations in automatic sequences of suppression of digital filming and constructs analytical curves from the color standard in the colorimetric analyzes. The analyzer was applied in mineral water analysis and its results do not present statistical differences from the reference methods. In addition, as measured conductivity and pH, the analytical frequencies of 344 and 166 analyzes h -1, respectively. The titrimetric analysis returned the analytical frequency, between 112 and 92 analyzes h-1, and generated a total of 99.4% less residues than those generated using the reference methods. The colorimetric analysis presents analytical frequencies, between 72 and 83 analyzes h-1 and detection limits of 1.26 μg L-1, 6,79 μg L-1 and 460 μg L-1, for quantification of nitrite, total reactive phosphorus and total iron, respectively. In this way, the ATLAS analyzer presents itself as an unprecedented tool, with high precision and accuracy, low cost and with low waste generation, for multi-parameter analysis of commercial bottled waters.
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The analyzer is controlled by a software able to process data from sensors, automatic calibrations and calculations of analytical results. ATLAS can measure the conductivity and automatically calculate a sensor constant. It is calibrated to determine the pH from the variation of a "universal" indicator according to the Hue parameter from digital images of the reactor. Through its programming, ATLAS also monitors the operations in automatic sequences of suppression of digital filming and constructs analytical curves from the color standard in the colorimetric analyzes. The analyzer was applied in mineral water analysis and its results do not present statistical differences from the reference methods. In addition, as measured conductivity and pH, the analytical frequencies of 344 and 166 analyzes h -1, respectively. The titrimetric analysis returned the analytical frequency, between 112 and 92 analyzes h-1, and generated a total of 99.4% less residues than those generated using the reference methods. The colorimetric analysis presents analytical frequencies, between 72 and 83 analyzes h-1 and detection limits of 1.26 μg L-1, 6,79 μg L-1 and 460 μg L-1, for quantification of nitrite, total reactive phosphorus and total iron, respectively. In this way, the ATLAS analyzer presents itself as an unprecedented tool, with high precision and accuracy, low cost and with low waste generation, for multi-parameter analysis of commercial bottled waters.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESA qualidade da água tem sido cada vez mais objeto de estudo e controle. Isso se deve a uma série de fatores relacionados ao manejo inadequado de resíduos de origem antropogênica e, principalmente, a sua progressiva escassez. Nesse trabalho se apresenta o desenvolvimento de um analisador robótico para a análise de condutividade, pH, alcalinidade total, dureza total, índice de cloretos, nitrito, fósforo reativo total e ferro total em amostras de águas envasadas comerciais. O analisador ATLAS (Automatic Three-dimensional Linear Actuator System) é composto de uma bomba seringa acoplada a um braço robótico, um suporte para soluções, amostras e placa de reatores, sensores de condutividade, temperatura e um sensor colorimétrico (webcam adaptada). O hardware é controlado por um programa responsável pelo posicionamento preciso do braço mecânico, leitura e o tratamento dos dados oriundos dos sensores, calibrações automáticas e cálculos para obtenção dos resultados analíticos. O analisador ATLAS é capaz de medir a condutividade e calcular automaticamente a constante de célula com compensação da temperatura. É calibrado para determinar pH a partir da variação de cor das soluções utilizando um indicador universal, de acordo com o parâmetro de cor Hue obtido a partir de imagens digitais das soluções. O analisador desenvolvido também monitora as análises baseadas em titulações automáticas, utilizando filmagens digitais, e constrói curvas analíticas automaticamente nas análises colorimétricas. O equipamento foi aplicado na análise de águas envasadas e os resultados obtidos para os oito parâmetros apresentaram concordância frente aos obtidos pelos métodos de referência. Além disso, as medidas de condutividade e pH apresentaram frequências analíticas de 344 e 166 h-1, respectivamente. As análises baseadas em titulações apresentaram frequência analítica entre 112 e 92 h-1, e produziram um total de resíduos 99,4% menor que usando os métodos de referência. As análises baseadas em métodos colorimétricos apresentaram frequências analíticas entre 72 e 83 análises h-1 e limites de detecção de 1,26 μg L-1, 6,79 μg L-1 e 460 μg L-1 para quantificação de nitrito, fósforo reativo total e ferro total, respectivamente. Dessa forma, o analisador ATLAS se apresenta como uma ferramenta inédita, de alta precisão e exatidão, que apresenta baixa geração de resíduos, para análise de parâmetros físico-químicos em águas envasadas comerciais.Universidade Federal da ParaíbaBrasilQuímicaPrograma de Pós-Graduação em QuímicaUFPBAlmeida, Luciano Farias dehttp://lattes.cnpq.br/9741649526799543Almeida Júnior, Pedro Lemos de2020-12-27T10:59:41Z2020-02-272020-12-27T10:59:41Z2019-02-27info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/18863porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/embargoedAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2021-08-30T14:27:25Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/18863Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2021-08-30T14:27:25Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false
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