Nome do Projeto
Desenvolvimento de um sensor capacitivo para umidade de grãos e sementes
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
01/08/2020 - 31/07/2021
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Engenharias
Resumo
O projeto visa o desenvolvimento de um sensor capacitivo para medição do teor de água de grãos e sementes. O sensor capacitivo será de placas paralela, onde os grãos servirão como dielétrico do capacitor. As medições das amostras no sensor serão realizadas por uma placa de aquisição de dados capacitivos e de um medidor LCR. Logo após, as amostras serão mensuradas pelo método padrão da estuda a 105º por 24 horas. Para validação do sensor será utilizado lotes de grãos de soja com diferentes níveis de teor de água e os resultados serão submetidos a análise estatística pela análise de variância e diferenciados pelo teste de média de Tukey a significância de 5% e uma análise de regressão para verificar o ajuste dos dados.

Objetivo Geral

O objetivo do trabalho é desenvolver um sensor capacitivo para medição do teor de água de grãos e sementes.
Específicos:
• Desenvolver um sensor capacitivo de placas paralelas
• Verificar a relação entre permissividade dielétrica com teor de água dos grãos de soja
• Validação do sensor através da experimentação

Justificativa

Este projeto de justifica devido a dificuldade da medição do teor de água de grãos e sementes por métodos indiretos, rápidos e precisos. Esses métodos auxiliam na tomada de decisão e possibilitam a automação de sistema de secagem e armazenamento de grãos e sementes.

Metodologia

Os grãos de soja a serem utilizados no experimento serão colhidos na safra 2020. Os grãos, que estarão em umidade inicial de armazenamento, serão homogeneizados, em homogeneizador de amostras e após, o lote será dividido em três subamostras de 2kg.
As amostras de soja utilizadas serão divididas em 3 subamostras. A primeira subamostra será utilizada para a medição do teor de água pelo método da estuda a 105º por 24 horas, segundo BRASIL (2009). Este valor será utilizado como o teor de água de referência. A partir da referência, a segunda subamostra será submetida à secagem, em secador de amostras para reduzir o teor de água e gerar amostras com diferentes teores de água, menores que o valor de referência, gerando 3 níveos de umidade. A terceira subamostra será condicionada em uma estufa a 35ºC e elevado umidade relativa do ar, para que os grãos absorvam água até valores superiores ao teor de água inicial e possibilitem a obtenção de mais 3 amostras com teores superiores ao teor do grupo de referência. Os tempos de secagem e umedecimento das amostras serão determinado através de pré-testes, onde as amostras serão pesadas e submetidas a secagem e umedecimento, sendo retiradas em intervalos de 1h para pesar novamente e determinar o quanto de água foi perdido ou absorvido, obtendo assim o tempo necessário para gerar diferentes níveis de teor água dos grãos e sementes.
Será desenvolvido um sensor de placas paralelas de alumínio para reduzir o problema de deformação das placas, evitando variações de capacitância devido a isso. As dimensões do sensor e o tamanho das amostras a serem mensuradas serão calculadas de acordo com a escala de capacitância utilizada na placa de aquisição de dados capacitivo e do medidor LCR.
Para validar o sensor será realizado um experimento usando uma amostra com o teor de água de referência, 3 amostras com níveis de teor de água inferiores e outras três amostras com níveis superiores a referência. Cada tratamento contará com 5 repetições. A capacitância das amostras será medida utilizando sensor de placas paralelas com a placa de aquisição de dados Capacitivos (EVAL-AD7746EBZ) e com o medidor LCR (resistência, capacitância e indutância). Posteriormente, as amostras serão pesadas e submetidas a determinação de umidade, através do método de referência (estufa a 105ºC por 24h). Para análise estatística será realizada uma análise de variância ANOVA e as médias serão comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. Também será realizada uma análise de regressão para verificar o ajuste dos dados a um modelo matemático, utilizando o software estatístico R.

Indicadores, Metas e Resultados

O desenvolvimento do trabalho irá mostrar as relações entre o teor de água e a permissividade dielétrica dos grãos de soja. Através da metodologia utilizada poderão ser observadas a precisão, a exatidão e a faixa de operação do sensor.

Através deste estudo espera-se desenvolver e validar um sensor de teor de água a ser aplicado para grãos e sementes que poderá ser utilizado em sistemas de automação para secagem e aeração de grãos e sementes, minimizando assim as perdas dos produtos armazenados.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
ADAMO DE SOUSA ARAÚJO2
FRANCIELE KROESSIN
GIZELE INGRID GADOTTI1
ISABELLA BRANDAO MOREIRA
MARIA LAURA GOMES SILVA DA LUZ1
MAURIZIO SILVEIRA QUADRO1
PEDRO RODRIGUES BRISOLARA DA CUNHA
RAFAEL JUNQUEIRA MORO
RICARDO SCHERER POHNDORF1

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