Termistor nanoestruturado como elemento sensor para sistema de monitoramento ambiental

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dc.contributor.advisor1REIS, Marcos Allan Leite dos
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8252507933374637pt_BR
dc.contributor.advisor1ORCIDhttps://orcid.org/0000-0003-2226-2653pt_BR
dc.creatorFERREIRA, Marcio Kennedy Araujo
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/3546276231126491pt_BR
dc.date.accessioned2022-09-12T18:46:25Z
dc.date.available2022-09-12T18:46:25Z
dc.date.issued2022-07-15
dc.description.abstractThe incidence of large uncontrolled fires has increased on every continent, regardless of firefighting capabilities or strategies. One of the main tools used for fire identification and mapping is remote sensing, given the ease of construction and use, in addition to the wide operating range, however the thermistors usually used have a high cost to manufacture. In this sense, the present work aims to develop a low-cost nanostructured thermistor sensor (E-tatu) for integration into a ground forest fire monitoring system. The developed sensor consists of NTCPM synthesized by the CVD method and functionalized with COOH, the process of manufacturing macroscopic porous sheets composed of carbon nanotube networks called Buckypaper was carried out through the suspension, where 100 mg of NTCPM functionalized with COOH ( NTCPM-COOH) and then solubilized in 100 ml of hydrogen peroxide in two 200 ml beakers by means of an ultrasound bath in a Soniclean 2PS ultrasonic washer at 40 kHz for 60 minutes, then the solutions were deposited on a qualitative filter paper 37, and this filter was in a Buchner funnel that was placed in a 500 ml kitasate that was connected to a vacuum pump, as a result, a film of uniform appearance and soon afterwards it was taken to the oven (with temperature of 100° C) for complete drying of the solvent. The Buckypaper produced is 800 mm long, 100 mm wide, 205 µm thick, the copper electrodes were fixed with Mechanic Silver Conductive Ink MCN DJ002, the resistance of this Buckypaper is approximately 55.7 Ω. During tests with alternating temperature, an increase in voltage across the device was observed as the temperature increased near the flame source and under the buckypaper. This behavior can be explained by the ability of CNTs to absorb and retain heat, causing the buckypaper electrodes to heat up more than the copper electrodes, thus creating a temperature gradient between them. The results obtained suggested that carbon nanostructured devices are effective, have a quick response and are a technically and financially viable alternative to the sensors on the market. In short, the research achieved the proposed objectives, because from this study it was possible to develop an environmental monitoring system based on a nanostructured thermistor sensor. It is noticed that the use of monitoring systems for research of fires and burned areas becomes of great importance for the Amazon Region, as well as for the country as a whole.pt_BR
dc.description.resumoA incidência de grandes incêndios descontrolados aumentou em todos os continentes, independentemente das capacidades ou estratégias de combate a incêndios. Uma das principais ferramentas utilizadas para identificação e mapeamento de incêndios é o sensoriamento remoto, dada a facilidade na construção e utilização, além da ampla faixa de operação, no entanto os termistores usualmente utilizados apresentam um alto custo para fabricação. Nesse sentido, o presente trabalho tem como objetivo desenvolver um sensor termistor nanoestruturado (E-tatu), de baixo custo para integração em sistema de monitoramento de incêndios florestais em solo. O sensor desenvolvido é constituído por NTCPM sintetizados pelo método CVD e funcionalizados com COOH, o processo de fabricação de folhas porosas macroscópicas compostas por redes nanotubos de carbono denominadas Buckypaper foi realizado por meio da suspensão, onde foram pesado 100 mg de NTCPM funcionalizados com COOH (NTCPM-COOH) e posteriormente foi solubilizados em 100 ml de peróxido de hidrogênio em dois béqueres de 200 ml por meio de um banho de ultra-som em uma lavadora ultra-sônica Soniclean 2PS a 40 kHz por 60 minutos, em seguida as soluções foram depositadas sobre um papel filtro qualitativo 37, sendo que esse filtro estava em um funil Buchner que foi alocado em um kitasato de 500 ml que estava conectado a uma bomba a vácuo, tento como resultado um filme de aparência uniforme e logo em seguida foi levado à estufa (com temperatura de 100° C) para secagem completa do solvente. O Buckypaper produzido possui 800 mm de comprimento, 100 mm de largura, 205 µm de espessura, a fixação dos eletrodos de cobre foi realizada com Tinta Condutiva De Prata Mechanic MCN DJ002, a resistência deste Buckypaper é de aproximadamente 55,7 Ω. Durante os testes com a alternância da temperatura, observou-se um aumento da tensão no dispositivo à medida que a temperatura aumentava próximo à fonte da chama e sob o buckypaper. Esse comportamento pode ser explicado pela capacidade dos NTC’s de absorver e reter calor, fazendo com que os eletrodos de buckypaper aqueçam mais do que os eletrodos de cobre, deste modo, criando um gradiente de temperatura entre eles. Os resultados obtidos sugeriram que os dispositivos nanoestruturados de carbono são eficazes, apresentam uma resposta rápida e são uma alternativa viável técnica e financeiramente para os sensores existentes no mercado. Em suma, a pesquisa alcançou os objetivos propostos, pois a partir desse estudo foi possível desenvolver um sistema de monitoramento ambiental baseado em sensor termistor nanoestruturado. Percebe-se que a utilização de sistemas de monitoramentos para pesquisas de focos e áreas queimadas torna-se de grande importância para Região Amazônica, assim como para o país como um todo., considerando que o Brasil sofre recorrentemente com queimadas principalmente em período de seca.pt_BR
dc.identifier.citationFERREIRA, Marcio Kennedy Araujo. Termistor nanoestruturado como elemento sensor para sistema de monitoramento ambiental. Orientador: Marcos Allan Leite dos Rei. 2022. 73 f. Trabalho de Curso (Licenciatura em Física) – Faculdade de Ciências Exatas e Tecnologia, Campus Universitário de Abaetetuba, Universidade Federal do Pará, Abaetetuba, 2022. Disponível em: https://bdm.ufpa.br:8443/jspui/handle/prefix/4422. Acesso em:.pt_BR
dc.identifier.urihttps://bdm.ufpa.br/handle/prefix/4422
dc.languageporpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.source1 CD-ROMpt_BR
dc.subjectTermistorpt_BR
dc.subjectNanotubos de carbonopt_BR
dc.subjectBuckypaperpt_BR
dc.subjectIncêndios florestaispt_BR
dc.subjectThermistorpt_BR
dc.subjectCarbon nanotubespt_BR
dc.subjectForest firespt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICApt_BR
dc.titleTermistor nanoestruturado como elemento sensor para sistema de monitoramento ambientalpt_BR
dc.typeTrabalho de Curso - Graduação - Monografiapt_BR

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