SISTEMA EXPERIMENTAL PARA MONITORAMENTO DO DIÓXIDO DE CARBONO EM PROCESSOS DE DIGESTÃO ANAERÓBIA

HUGO CARVALHO PEREIRA; Lucas da Silva Rosa; Igor Ferreira Oliva; Felipe André Gonçalves Pereira; Israel Davi Da Silva; Romulo Cardoso Valadão; Juliana Lobo Paes

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Trabalho

Título do Trabalho

SISTEMA EXPERIMENTAL PARA MONITORAMENTO DO DIÓXIDO DE CARBONO EM PROCESSOS DE DIGESTÃO ANAERÓBIA

Autores

HUGO CARVALHO PEREIRA
Lucas da Silva Rosa
Igor Ferreira Oliva
Felipe André Gonçalves Pereira
Israel Davi Da Silva
Romulo Cardoso Valadão
Juliana Lobo Paes

Modalidade

Resumo

Área temática

Engenharias - Engenharia Ambiental

Data de Publicação

27/03/2026

País da Publicação

Brasil

Idioma da Publicação

pt-BR

Página do Trabalho

https://www.even3.com.br/anais/xii-reuniao-anual-iniciacao-cientifica-da-ufrrj-raic/1311276-sistema-experimental-para-monitoramento-do-dioxido-de-carbono-em-processos-de-digestao-anaerobia

ISBN

978-65-272-2302-3

Palavras-Chave

Sensor MQ-135, Arduino, automação, Biodigestor Anaeróbio, Biogás

Resumo

O biogás é uma fonte renovável gerada pela digestão de resíduos orgânicos e tem ganhado destaque como alternativa energética sustentável. Para seu aproveitamento, é necessário monitorar a composição, especialmente o dióxido de carbono (CO₂), que influencia a qualidade do combustível. Tecnologias de baixo custo, como sensores, vêm surgindo como solução prática para esse tipo de análise. Nesse cenário, o uso do MQ-135 aliado à microeletrônica apresenta-se como uma opção acessível. Objetivou-se avaliar a capacidade do sensor MQ-135 em mensurar a concentração de CO₂ do biogás. O experimento foi conduzido no Laboratório de Eficiência Energética Rural, vinculado ao Laboratório de Pesquisas Multiusuário do Grupo de Energias Renováveis e Alternativas Rurais (LabGERAR). O biodigestor anaeróbio utilizado no experimento se baseou no modelo indiano, sendo constituído por câmara de contenção do “selo de água”, câmara de digestão anaeróbia, gasômetro e manômetro de bulbo em U com líquido manométrico água. A presença de CH₄ foi confirmada pelo teste de queima realizado durante a liberação do gás no gasômetro, onde uma mangueira flexível foi conectada à saída de gás do biodigestor e um maçarico foi acoplado à sua extremidade. Para o monitoramento do CO₂ no biogás, utilizaram-se o Sistema de Aquisição de Dados Convencional (SADC) e o Sistema de Aquisição de Dados Automático (SADA). No SADC, a composição do biogás foi determinada utilizando o Kit de Análise de Biogás Alfakit®, que mede metano (CH₄), CO₂, amônia (NH₃) e sulfeto de hidrogênio (H₂S). No SADA foram utilizados dois métodos, sendo o Pote V1 com um sensor MQ-135 em seu interior e o Pote V2 com três sensores, mantendo-se as válvulas de admissão e escape do pote abertas. O experimento foi conduzido em Delineamento Inteiramente Casualizado (DIC), com dois metodos de aplicação (Pote V1 e Pote V2), sob duas condições de gás (ar ambiente e biogás) e altura dos sensores, utilizando seis sensores distintos, com três repetições por método. Quando observada interação significativa entre os fatores, procedeu-se à análise de desdobramento das interações, aplicando-se o teste de comparação de médias de Scott-Knott ao nível de 5% de probabilidade. No ar ambiente, os valores de leitura, tanto no Pote V1 quanto nas alturas h2, h3 e h4 do Pote V2, apresentaram baixa variação percentual. Independentemente da altura em que os sensores foram posicionados, as leituras se mantiveram constantes e com baixa variação. Comparando os resultados obtidos pelos sensores com o teste Alfakit, verificou-se que os sensores 1 e 4 foram os que mais se aproximaram dos valores de referência, registrando leituras de 20,50 e 25,50% de CO₂. No teste Alfakit, os valores obtidos foram de 16% de CO₂, 84% de CH₄, 45/10 de NH₃ e 20/30 de H₂S. Apesar da proximidade, observou-se variação de 4 a 9%, considerada baixa; entretanto, quando comparada aos demais sensores, a discrepância foi maior. No Pote V2, a média obtida em cada altura apresentou resultados distintos. Na posição inferior, os valores foram mais elevados, em torno de 35%. Na altura intermediária, as leituras reduziram levemente, chegando a cerca de 27%. Já os sensores posicionados na parte superior registraram as menores concentrações. Conclui-se que o uso do sensor MQ-135 em conjunto com o Arduino pode ser uma solução de baixo custo e fácil implementação para estudos acadêmicos visando a quantificação no biogás, principalmente por não exigir grande infraestrutura. Além disso, fornece informações confiáveis sobre a presença de CO₂ e permite o desenvolvimento de sistemas de aquisição de dados adaptáveis a diferentes configurações experimentais.

Título do Evento: XII Reunião Anual de Iniciação Científica da UFRRJ (RAIC 2025) & VI Reunião Anual de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação (RAIDTec 2025)
Cidade do Evento: Seropédica
Título dos Anais do Evento: Anais da Reunião Anual de Iniciação Científica e Reunião Anual de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação da UFRRJ - Justiça climática: por um mundo mais sustentável, justo e igualitário
Nome da Editora: Even3
Meio de Divulgação: Meio Digital

Como citar

PEREIRA, HUGO CARVALHO et al.. SISTEMA EXPERIMENTAL PARA MONITORAMENTO DO DIÓXIDO DE CARBONO EM PROCESSOS DE DIGESTÃO ANAERÓBIA.. In: Anais da Reunião Anual de Iniciação Científica e Reunião Anual de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação da UFRRJ - Justiça climática: por um mundo mais sustentável, justo e igualitário. Anais...Seropédica(RJ) UFRRJ, 2025. Disponível em: https//www.even3.com.br/anais/xii-reuniao-anual-iniciacao-cientifica-da-ufrrj-raic/1311276-SISTEMA-EXPERIMENTAL-PARA-MONITORAMENTO-DO-DIOXIDO-DE-CARBONO-EM-PROCESSOS-DE-DIGESTAO-ANAEROBIA. Acesso em: 25/05/2026