Issue 44
| Author (s): | Nataly Soares de Oliveira Polanco; Juan Carlo Villalba; Fauze Jacó Anaissi; Almir Oliveira Neto; Estevam Vitório Spinacé
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| Título: | INFLUÊNCIA DO TEMPO DE SÍNTESE NAS PROPRIEDADES DE HÍBRIDOS PtRu/CARBONO PREPARADOS PELO MÉTODO DA CARBONIZAÇÃO HIDROTÉRMICA |
| Resumo: | Introdução: Eletrocatalizadores PtRu/C apresentam bons resultados para a eletro-oxidação do metanol. A atividade destes eletrocatalisadores é fortemente dependente do método de síntese. Adicionalmente, o uso de carbonos mesoporosos ou nanoestruturados aumentam o desempenho de eletrocatalisadores usados para a eletro-oxidação de álcoois. A carbonização hidrotérmica é uma alternativa para obter diferentes nanoarquiteturas sem envolver condições drásticas. Objetivos: Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar a influência do tempo de síntese nas propriedades de híbridos PtRu/Carbono preparados pelo método da carbonização hidrotérmica. Métodos: Híbridos PtRu/Carbono foram preparados por carbonização hidrotérmica em diferentes tempos (6 h e 12 h). A celulose foi a fonte de carbono e agente redutor e H2PtCl6.6H2O e RuCl3.xH2O foram as fontes de metais e catalisadores do processo de carbonização. Os materiais foram tratados a 900 °C e caracterizados por espectroscopia por energia dispersiva de raios-X, termogravimetria, isotermas de B.E.T., difração de raios-X, microscopia eletrônica de transmissão e voltametria cíclica. A eletro-oxidação do metanol foi estudada por cronoamperometria. Resultados: O aumento de 6 para 12 h de síntese, aparentemente, resultou em aumento do tamanho médio de partículas, redução do volume de mesoporos e aumento da área superficial e do volume total de poros. A cronoamperometria da eletro-oxidação do metanol sobre os híbridos PtRu/Carbono indicaram uma maior eletroatividade para o material preparado em 6 h. Discussão: Provavelmente, a maior eletroatividade do material preparado em 6 h está associada ao menor tamanho de partícula, à estrutura de mesoporos e conteúdo de óxidos superficiais. Conclusões: Portanto, é possível afirmar que o tempo de síntese é um importante parâmetro que afeta as propriedades físico-químicas de híbridos metal/carbono obtidos pelo método da carbonização hidrotérmica. |
| Palavras chaves: | Células a Combustível, Eletrocatálise, Eletro-oxidação do Metanol. . |
| Title: | INFLUENCE OF SYNTHESIS TIME IN THE PROPERTIES OF PtRu/CARBON HYBRIDS PREPARED BY HYDROTHERMAL CARBONIZATION METHOD |
| Abstract: | Background: PtRu/C electrocatalysts present good results in methanol electo-oxidation. The activity of these electrocatalysts is strongly dependent on the synthesis method. Additionally, the use of mesoporous carbons or nanostructured carbons increases the performance of electrocatalysts applied in alcohol electro-oxidation. The hydrothermal carbonization method is an alternative to obtain different nanoarchitectures without involving harsh conditions. Aims: Thus, this work aimed to evaluate the influence of synthesis time on the properties of PtRu/Carbon hybrids prepared by the hydrothermal carbonization method. Methods: PtRu/Carbon hybrids were prepared by hydrothermal carbonization at different times of synthesis (6 h and 12 h). It used cellulose as a carbon source and reducing agent and H2PtCl6.6H2O and RuCl3.xH2O as metal sources and catalysts of the carbonization process. The materials were treated at 900 °C and characterized by energy-dispersive X-ray spectroscopy, thermogravimetric analysis, B.E.T isotherms, X-ray diffraction, transmission electron microscope and cyclic voltammetry. The electro-oxidation of methanol was studied by chronoamperometry. Results: The increase in synthesis time from 6 to 12 hours, apparently, resulted in an increase in mean particle size, reduction of mesoporous volume and increase in superficial area and total pore volume. The chronoamperometry of methanol electro-oxidation on these PtRu/Carbon hybrids indicated a higher electroactivity to the material prepared in 6 hours. Discussion: Probably, the higher electroactivity of material prepared in 6 h is associated with smaller particle size, mesoporous structure and surface oxides content. Conclusions: Therefore, it is possible to affirm that the synthesis time is an important parameter that affects the physical-chemical properties of metal/carbon hybrids obtained by the hydrothermal carbonization method. |
| Keywords: |
Fuel Cells, Electrocatalysis, Methanol Electrooxidation.. |
| Year: | 2023 |
| Number: | 44 |
| Volume: | 20 |
| Initial page: | 1 |
| Final page: | 14 |
| Link: | Acessar |
| DOI: | 10.52571/PTQ.v20.n44.2023_01_TUSI_pgs_01_14.pdf |
| Author (s): | Priyanka Sarma; Dr. Atowar ul Islam;
Tony Bayan
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| Título: | SISTEMA DE MONITORAMENTO AMBIENTAL E DE SEGURANÇA AGRÍCOLA BASEADO EM IoT |
| Resumo: | Introdução: A agricultura é uma parte vital da economia que alimenta a população mundial em expansão. No entanto, o setor enfrenta várias dificuldades, incluindo restrições de água, degradação do solo e mudanças climáticas. A demanda por maior segurança nas atividades agrícolas agrava esses problemas. Este artigo sugere um sistema de monitoramento ambiental e de segurança agrícola baseado em IoT para abordar essas questões. Objetivos: O principal objetivo deste trabalho é desenvolver um sistema inteligente de monitoramento e irrigação automatizada que minimize o uso de água com base em condições individuais e permita métodos ambientais em tempo real. Métodos: O microcontrolador Arduino Uno R3 baseado no Microchip ATmega328P é usado para coletar dados ambientais, como umidade, temperatura e níveis de umidade do solo. A placa Arduino é integrada a um relé e um módulo RTC para regar as plantas em momentos precisos. Também possui um sensor infravermelho passivo para detectar intrusos. A câmera ESP32 também é usada para registrar automaticamente a condição atual do solo agrícola. Uma amostra de leitura em intervalo de 1 hora é registrada. Esse método envolve a transmissão sem fio dos dados para plataformas baseadas em nuvem. Resultados: O valor do sensor no início de uma condição úmida é 0. Quando isso ocorre, a bomba do motor é desligada e o valor medido é comunicado ao microcontrolador por meio do NodeMCU. A bomba do motor liga e desliga automaticamente quando as plantas recebem quantidade suficiente de água. Discussão: Observou-se que a bomba de água começa assim que o limite de temperatura de 19,5 °C é atingido. Foi observado que, à medida que a umidade aumenta, não é necessário regar as plantas, pois elas absorvem o vapor de água da superfície das folhas em condições úmidas. Conclusões: Esta pesquisa oferece um modelo de protótipo conveniente que pode medir simultaneamente temperatura, umidade e umidade do solo, identificar intrusões e monitorá-las remotamente pela internet.
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| Palavras chaves: | Internet das Coisas, sensores de temperatura, sensores de umidade, sensores de movimento. |
| Title: | IoT-BASED AGRICULTURE ENVIRONMENT AND SECURITY MONITORING SYSTEM |
| Abstract: | Background: Agriculture is a vital part of the economy that feeds a part of the world expanding population. However, the sector faces several difficulties, including water constraints, soil degradation, and climate change. The demand for increased security and safety in agricultural activities worsens these problems. This paper suggests an IoT-based agriculture environment and security monitoring system address these issues. Aims: The main objective of this work is to develop an intelligent monitoring and automated irrigation system that minimizes water use based on individual conditions and enables real-time environmental Methods: The Arduino Uno R3 microcontroller based on Microchip ATmega328P is used to gather environmental data such as humidity, temperature, soil moisture levels. The Arduino board is integrated with a relay and RTC module to water plants at precise times. It also has a passive infrared sensor to detect intruders. ESP32 camera is also used to record the current condition of the agricultural ground automatically. A sample of reading in an interval of 1 hour is recorded. This method involves wirelessly transmitting the data to cloud-based platforms. Results: The value of the sensor at the start of a wet condition is 0. When this occurs, the motor pump turns off, and the measured value is communicated to the microcontroller through NodeMCU. The motor pump automatically turns ON and OFF when plants receive enough amount of water. Discussion: It has been observed the water pump starts as soon as the temperature threshold of 19.5 °C is achieved. It has been observed that as humidity increases, it is unnecessary to water the plants as the plants take up water vapor from the surface of the leaves under humid conditions. Conclusions: This research offers a convenient prototype model that can simultaneously measure temperature, moisture, and humidity, identify intrusion, and remotely monitor it over the internet. It was concluded that with the decrease in moisture of the soil, the plants need to be watered.
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| Keywords: |
Internet of Things, temperature sensors, humidity sensors, motion sensors.. |
| Year: | 2023 |
| Number: | 44 |
| Volume: | 20 |
| Initial page: | 15 |
| Final page: | 31 |
| Link: | Acessar |
| DOI: | 10.52571/PTQ.v20.n44.2023_02_ATOWAR_pgs_15_31.pdf |
| Author (s): | Luis Alcides Brandini De Boni |
| Título: | AUTOMAÇÃO DO CÁLCULO DO AJUSTE DA DOSAGEM DE CLORO EM POÇOS TUBULARES PROFUNDOS DE ÁGUA POR MEIO DE UM SCRIPT EM JAVASCRIPT E HTML |
| Resumo: | Introdução: O cloro, na forma de hipoclorito de sódio (NaClO), é amplamente usado no tratamento de água para torná-la segura para consumo humano. Existem três formas principais de cloro: cloro gasoso (Cl2), hipoclorito de sódio (NaClO) e hipoclorito de cálcio. Todas são eficazes na desinfecção da água. A dosagem de cloro é controlada para eliminar microrganismos patogênicos sem exceder os limites seguros de ingestão de cloro para consumo humano, visando evitar a utilização de quantidades elevadas de cloro tendem a gerar subprodutos indesejados. A medição foi efetuada usando o reagente DPD para determinar a concentração de cloro livre na água. Objetivo: Este trabalho busca facilitar o ajuste da dosagem de cloro no tratamento de água, visando a redução de correções adicionais. Métodos: Foi utilizado o método 8021 da Hach para ajustar a dosagem de cloro com base nas medições do intervalo de tempo entre as pulsações da bomba dosadora e a concentração de cloro observada. Além disso, foi determinado o tempo adequado para a leitura correta do cloro e verificado o tempo necessário para que a quantidade corrigida de cloro fosse observável no sistema, seguindo os limites mínimos da legislação. Resultados: O ajuste da concentração de cloro inicial (1,66 mg/L) foi realizado utilizando o método Hach 8021, resultando em uma concentração estável de aproximadamente 1,19 mg/L. A dosagem desejada era de 1,20 mg/L. O tempo necessário para medição correta da quantidade de cloro e a observação do valor corrigido foi de aproximadamente 40 minutos. A utilização do script permitiu em apenas um ajuste alcançar um resultado 99,2% próximo do planejado. Discussão: A utilização adequada de cloro na indústria de tratamento de água é essencial para garantir a segurança e qualidade do abastecimento. Nesta pesquisa, foi dada atenção a necessidade de monitoramento cuidadoso da quantidade de cloro utilizado, que demanda tempo e análises precisas em amostras representativas. A aplicação do script desenvolvido trouxe benefícios significativos para o ajuste da quantidade de cloro, garantindo desinfecção satisfatória e evitando problemas de superdosagem. Os resultados mostraram alta eficácia e economia de tempo, tornando o processo de tratamento mais eficiente e vantajoso economicamente. Além disso, o script contribuiu para redução de papel utilizado em cálculos, colaborando com a sustentabilidade ambiental. Conclusões: O script para ajuste da quantidade de cloro utilizado no tratamento de água tornou a operação mais prática e ágil, com interface amigável e resultados adequados em menos tempo. |
| Palavras chaves: | Industria da água, atividade química profissional, dosagem de cloro, saneamento básico, script público.. |
| Title: | AUTOMATION OF CHLORINE DOSAGE ADJUSTMENT CALCULATION IN DEEP TUBULAR WATER WELLS USING A JAVASCRIPT AND HTML SCRIPT |
| Abstract: | Background: Chlorine, in the form of sodium hypochlorite (NaClO), is widely used in water treatment to make it safe for human consumption. There are three main forms of chlorine: chlorine gas (Cl2), sodium hypochlorite (NaClO), and calcium hypochlorite. All are effective in water disinfection. Chlorine dosage is controlled to eliminate pathogenic microorganisms without exceeding safe limits for human consumption, aiming to avoid the use of excessive chlorine that can generate undesirable by-products. Measurement was carried out using DPD reagent to determine the concentration of free chlorine in the water. Aim: This work aims to facilitate the adjustment of chlorine dosage in water treatment, to reduce additional corrections. Methods: The Hach method 8021 was used to adjust chlorine dosage based on measurements of the interval between dosing pump pulsations and observed chlorine concentration. The concentration was adjusted from 1.68 mg/L to 1.20 mg/L. Additionally, the appropriate time for correct chlorine reading was determined, and the time needed for the corrected chlorine quantity to be observable in the system, adhering to the minimum limits set by legislation, was verified. Results: The adjustment of the initial chlorine concentration (1.66 mg/L) was carried out using the Hach method 8021, resulting in a stable concentration of approximately 1.19 mg/L. The desired dosage was 1.20 mg/L. The time required for correct chlorine measurement and observation of the corrected value was approximately 40 minutes. The use of the script allowed achieving a result 99.2% close to the planned value with just one adjustment. Discussion: The proper use of chlorine in water treatment is essential to ensure the safety and quality of supply. This research emphasized the need for careful monitoring of chlorine dosage, requiring time and accurate analysis of representative samples. The application of the developed script brought significant benefits, ensuring satisfactory disinfection and preventing overdosing issues. The results showed high efficacy and time savings, enhancing treatment efficiency and economic advantages. Moreover, the script reduced paper usage in calculations, promoting environmental sustainability. Conclusions: The script for adjusting the chlorine dosage used in water treatment made the operation more practical and efficient, with a user-friendly interface and accurate results achieved faster. |
| Keywords: |
Water Industry, Professional Chemical Activity, Chlorine Dosage, Basic Sanitation, Public Script. |
| Year: | 2023 |
| Number: | 44 |
| Volume: | 20 |
| Initial page: | 32 |
| Final page: | 40 |
| Link: | Acessar |
| DOI: | 10.52571/PTQ.v20.n44.2023_03_DEBONI_pgs_32_40.pdf |
| Author (s): | Ketevan Kupatadze;Giorgi Mikeladze; Nutsa Megvinetukhutcesi
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| Título: | ESTUDO SOBRE AS MUDANÇAS DE EUTROFIZAÇÃO E SUAS CONSEQUÊNCIAS NO LAGO PALIASTOMI |
| Resumo: | Introdução: O artigo descreve o estudo da dinâmica da concentração de clorofila no lago Paliastom e em sua área circundante. A pesquisa abrange o período de 2015 a 2022. O estudo utiliza imagens de satélite de sensoriamento remoto obtidas do Landsat 8, Sentinel-2, como resultado de processamento na aplicação SNAP. Ao mesmo tempo, foram realizadas pesquisas in situ. Objetivos: O objetivo deste estou foi pesquisar a concentração de clorofila no lago Paliastom e em sua área adjacente por meio de métodos de sensoriamento remoto e dados in situ. Métodos: Para a pesquisa e coleta de dados históricos, foi utilizado o sensoriamento remoto por satélite, que gerou dados sobre variações espaciais e temporais de partículas suspensas em estuários e linhas costeiras. Foram realizados estudos in situ, medindo-se a concentração de clorofila e agentes químicos promotores, temperatura da água, pH, dureza total, alcalinidade, acidez e outros. A turbidez total foi determinada e reações qualitativas foram realizadas para definir a presença de fosfatos e nitratos. Resultados: Os resultados obtidos por meio de sensoriamento remoto e estudos in situ foram comparados. O lago Paliastom e sua área adjacente são propensos a processos de eutrofização, causados por fenômenos naturais e atividade industrial humana. Discussão: De acordo com estudos in situ e os dados obtidos dos sensores, a água do lago Paliastom é propensa a uma reação alcalina fraca. A água do lago pode ser considerada como tendo turbidez média. Reações de detecção de íons fosfato e nitrato realizadas com protocolos de análise qualitativa mostraram amostras positivas. A intensidade da cor obtida indicou sua alta concentração. Conclusões: A evolução anual da clorofila-a no lago Paliastom atinge o valor máximo nos meses de verão. Em comparação com anos anteriores, foi observada uma diminuição na concentração de clorofila durante o período de bloqueio em 2020 devido à pandemia de Covid. |
| Palavras chaves: | Clorofila, eutrofização, Landsat 8, sensoriamento remoto, Snap Application. |
| Title: | STUDY ON EUTROPHICATION CHANGE AND THEIR CONSEQUENCES IN PALIASTOMI LAKE |
| Abstract: | Background: The article describes the study of chlorophyll concentration dynamics in Paliastom lake and its surrounding area. The research covers the period from 2015 to 2022. The study uses remote sensing satellite images obtained from Landsat 8, Sentinel-2, as a result of processing in the SNAP application. At the same time, in situ researches was performed. Aims: This study aims to research chlorophyll concentration in Paliastom lake and its adjacent area through remote sensing methods and in situ data. Methods: For our research and historical data collection, satellite remote sensing was applied, which generates data on spatial and temporal variations of suspended particles in estuaries and coastlines. In situ studies, Chlorophyll concentration and promoting chemical agents were measured, water temperature, pH, total hardness, alkalinity, acidity, and others. Total turbidity was determined, and qualitative reactions were performed to define the presence of phosphates and nitrates. Results: The results received through remote sensing, and in situ studies were compared. Paliastom lake and its adjacent area are prone to eutrophication processes. Natural phenomena and human industrial activity cause the process. Discussion: According to in situ studies and the data obtained from sensors, the water in Paliastom lake is prone to a weak alkaline reaction. The water of the lake can be considered as having medium turbidity. Phosphate and nitrate ion detection reactions performed with qualitative analysis protocols showed positive samples. The intensity of the obtained color indicated their high concentration. Conclusions: The annual evolution of Chl-a in Paliastom lake reaches the maximum value in the summer months. Compared to previous years, a decrease in chlorophyll concentration was observed during the lockdown period of 2020 due to the Covid Pandemic. |
| Keywords: |
Chlorophyll, eutrophication, Landsat 8, remote sensing, Snap Application. |
| Year: | 2023 |
| Number: | 44 |
| Volume: | 20 |
| Initial page: | 41 |
| Final page: | 60 |
| Link: | Acessar |
| DOI: | 10.52571/PTQ.v20.n44.2023_04_KUPATADZE_pgs_41_60.pdf |
| Author (s): | Maria Eduarda Gomes de Castilho; Frederico Novaes da Fraga; Cristiane de Souza Siqueira Pereira; Irenilda Reinalda Barreto De Rangel Moreira Cavalcanti;Sandro Pereira Ribeiro |
| Título: | POSSIBILIDADES DE RECUPERAÇÃO DE ENERGIA PARA A MELHORIA DA GESTÃO DE RESÍDUOS SÓLIDOS MUNICIPAIS |
| Resumo: | Introdução: A busca por novas fontes de energia é um dos aspectos mais significativos da crescente consciência ambiental que prevalece no mundo contemporâneo. O uso onipresente de combustíveis fósseis e outras fontes prejudiciais tornou-se uma das principais preocupações das comunidades política e científica, que, desde o século passado, iniciaram uma campanha em busca de alternativas. Objetivo: discutir as contribuições da recuperação de energia derivada de Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) para o panorama brasileiro de fontes elétricas, adotando a economia circular aplicada a um município. Métodos: Foi realizada uma revisão da literatura para reunir conceitos e casos, utilizando economia circular, gestão de resíduos e município como palavras-chave. Resultados e Discussão: Os artigos reunidos apresentam a proeminência da economia circular no cenário intelectual do debate ambiental; além disso, há uma lacuna no tratamento anterior dos resíduos coletados, especialmente a separação de materiais pela população, o que impacta negativamente a recuperação. Os principais aspectos do problema incluem promover o envolvimento popular no ciclo, identificado como um ativo importante para um processo bem-sucedido. Isso inclui o cenário latino-americano, que começou a mudar recentemente com planos piloto implementados em algumas regiões. A maneira eficiente é envolver tanto a indústria quanto a população no processo. Conclusões: Um dos panoramas mais limpos de fontes de energia, tal instalação poderia ser implementada no Brasil, seguindo uma tendência sul-americana que já possui exemplos como Santa Rosa, Peru, e Barueri, no próprio Brasil. Uma oportunidade para desenvolver regiões e municípios. |
| Palavras chaves: | consciência ambiental; reciclagem; recuperação de materiais; gestão municipal de resíduos; panorama de energias renováveis.. |
| Title: | POSSIBILITIES OF ENERGY RECOVERY FOR THE IMPROVEMENT OF MUNICIPAL SOLID WASTE MANAGEMENT |
| Abstract: | Background: The quest for new energy sources is one of the most significant aspects of the renewed environmental consciousness that prevails in the contemporary world. The omnipresent use of fossil fuels and other harmful sources became one of the principal worries of the political and scientific communities, that since the past century started a campaign in search of alternatives. Aims: The aim of was to discuss contributions of energy recovery derived from MSU to the Brazilian panorama of electrical sources, adopting circular economy applied to a municipality. Methods: a revision of the literature was undertaken, to gather concepts and cases, taking circular economy, waste management and municipality as keywords. Results: The gathered papers present the prominence of circular economy in the intellectual scenario of environmental debate; also, a lack in previous treatment of collected residue, especially the sorting of materials by population, which impacts negatively the recovery. Discussion: The key aspects of the problem include promoting popular engagement in the cycle, identified as an important asset for a successful process. This includes the latin american scenario, that began to change recently with pilot plans implemented in some regions. The efficient way is to engage both industry and population in the process. Conclusions: One of the cleaners panoramas of energy sources, such facility could be installed in Brazil, following a south American upraising that already has Santa Rosa, Peru, and Barueri, in Brazil itself. An opportunity to develop regions and municipalities. |
| Keywords: |
environmental consciousness; recycling; material recovery; municipal management of residue; panorama of renewable energies. . |
| Year: | 2023 |
| Number: | 44 |
| Volume: | 20 |
| Initial page: | 61 |
| Final page: | 70 |
| Link: | Acessar |
| DOI: | 10.52571/PTQ.v20.n44.2023_05_CASTILHO_pgs_61_70.pdf |
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