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Título: Aprimoramento de um sistema de instrumentação para células eletrocinéticas de desaguamento de rejeito.
Autor(es): Muniz, Jadson Braz
Orientador(es): Rêgo Segundo, Alan Kardek
Diniz, Iuri da Silva
Membros da banca: Rêgo Segundo, Alan Kardek
Diniz, Iuri da Silva
Ferreira, Lucas Deleon
Matos, Saulo Neves
Palavras-chave: Célula eletrocinética
Desaguamento
Sistema de instrumentação
Comunicação WiFi
Arduino
Controle PID
Rejeitos de mineração
Sistema de controle supervisório
Data do documento: 2025
Referência: MUNIZ, Jadson Braz. Aprimoramento de um sistema de instrumentação para células eletrocinéticas de desaguamento de rejeito. 2025. 64 f. Monografia (Graduação em Engenharia de Controle e Automação) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2025.
Resumo: A produção de rejeitos nas indústrias de mineração tem gerado impactos ambientais significativos, como a contaminação de solos e corpos d’água. Nesse contexto, são desenvolvidos estudos e métodos com o objetivo de desaguar e recuperar esse rejeito a fim de minimizar esses impactos. Entre os métodos que podem auxiliar no processo de filtragem da água do rejeito está a aplicação de fenômenos eletrocinéticos. Este trabalho visa aprimorar sistema de instrumentação para uma célula eletrocinética para deságue de rejeitos de mineração, utilizando processos eletrocinéticos. Para isso foi desenvolvida uma nova versão para a placa de circuito impresso com suporte a uma interface direta com o Arduino Mega, adição de bornes para conexão de sensores e atuadores, criação de um módulo que possibilita a inversão de polaridade e a utilização de um módulo para cartão de memória para armazenamento de dados local. Além disso, foi desenvolvido um sistema supervisório para monitorar e controlar o microcontrolador remotamente. O sistema como um todo possui as funcionalidades de inversão de polaridade dos eletrodos, controle manual de tensão e PID de corrente, possibilidade de utilização de corrente intermitente e contínua, e armazenamento de dados tanto local quanto em nuvem. Os testes de bancada mostram semelhança dos valores medidos com os valores do trabalho de referência. Os resultados dos ensaios realizados com a célula eletrocinética sugerem que o uso de correntes elétricas mais altas possibilita a drenagem de um maior volume de água em um menor período de tempo. Além disso, quanto maior a corrente desejada, mais rápido o sistema pode atingir a tensão máxima. Por fim, faz-se necessário a realização de mais ensaios para validar o desempenho do sistema em condições reais.
Resumo em outra língua: The production of tailings in mining industries has caused significant environmental impacts, such as soil and water body contamination. In this context, studies and methods have been developed with the aim of dewatering and recovering these tailings in order to minimize such impacts. Among the methods that can assist in the filtration process of tailings water is the application of electrokinetic phenomena. This work aims to improve the instrumentation system for an electrokinetic cell used in the dewatering of mining tailings through electrokinetic processes. For this purpose, a new version of the printed circuit board (PCB) was developed, featuring support for direct interface with the Arduino Mega, addition of terminals for connecting sensors and actuators, creation of a module enabling polarity inversion, and the inclusion of a memory card module for local data storage. In addition, a supervisory system was developed to remotely monitor and control the microcontroller. The system as a whole features electrode polarity inversion, manual voltage control and current PID control, the option to use both intermittent and continuous current, and data storage both locally and in the cloud. Bench tests showed that the measured values were consistent with those from the reference study. The results from the experiments conducted with the electrokinetic cell suggest that the use of higher electric currents enables the drainage of a greater volume of water in a shorter period of time. Moreover, the higher the desired current, the faster the system can reach the maximum voltage. Finally, further tests are required to validate the system’s performance under real-world conditions.
URI: http://www.monografias.ufop.br/handle/35400000/7680
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