Desenvolvimento de selo inteligente para monitoramento de novo processo de desinfecção de água com luz azul.
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Data
2023
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Resumo
Nas últimas décadas, proporcionar o acesso universal à água potável tem sido um dos maiores
desafios enfrentados pelas nações em todos os continentes. Assim, formas alternativas para a
desinfecção de água se fazem cada vez mais necessárias para a saúde humana, sobretudo as de fácil
acesso à população em geral. Este trabalho apresenta portanto, um selo para o monitoramento de
um sistema alternativo de desinfecção de água com luz azul. A escolha da luz azul vem do fato da
literatura recente apresentar resultados que sugerem que a essa fonte de radiação elimina várias
espécies de microrganismos patogênicos em até 90% após a exposição em superfície. Para atingir
esse objetivo, filmes de MEH-PPV, polímero sensível a radiação azul, depositados em superfície
de papel foram caracterizados opticamente como função do tempo de exposição à 20 μW/cm2 e 60
μW/cm2 (λmax = 460 nm). Os resultados mostram que o sistema de MEH-PPV/Papel apresenta
pico de máxima emissão antes de ser exposto a luz azul em torno de 600 nm, que vai reduzindo
com o tempo de exposição. Também é observado uma mudança de cor de laranja ao branco com a
exposição à luz. O tempo para ocorrer a variação tanto da emissão, quanto da cor, depende do
número de camadas de MEH-PPV, neste caso, quanto maior o número de camadas, mais lento é o
processo de variação, e da radiância, que quanto maior mais rápido ocorre o processo. Os resultados
da escala Pantone corroboram tal mudança de cor. Tais resultados servem de base para o
desenvolvimento de um selo para monitorar a desinfecção de coliformes totais e E.coli na água. O
design escolhido para esse dispositivo foi de um sapo por representar a vida na água. Os resultados
mostram o uso inédito da luz azul na inativação de coliformes totais e E.coli na água, com uma
dose ideal de 738 J/cm2, e o uso do selo com 1 camada de MEH-PPV para o monitoramento do
processo utilizando uma radiância de 60 μW/cm2, que fica completamente branco quando recebe a
dose necessária para inativação dos microrganismos. Para a produção do selo com outras
finalidades, em que o número de camadas e o tempo de exposição serão modificados, a equação
encontrada após caracterização dos filmes pode ser utilizada Tf = (1, 3 ± 0, 1) ∗ Nc
+ (2,2 ±
0,3), onde, Tf = Tempo final de mudança de cor, e Nc = Número de camadas de MEH-PPV
depositadas no papel.
Descrição
Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Palavras-chave
Polímeros - sensoriamento remoto, Água - estações de tratamento, Monitorização eletrônica no ambiente de trabalho, Luz - luz azul
Citação
PAIVA, Bárbara Gosziniak. Desenvolvimento de selo inteligente para monitoramento de novo processo de desinfecção de água com luz azul. 2023. 93 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2023.