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¹ Graduado em Automação Industrial pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da
Paraíba. E-mail: [email protected]
² Graduando em Automação Industrial pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da
Paraíba. E-mail: [email protected]
³ Graduando em Automação Industrial pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da
Paraíba. E-mail: [email protected]
Sistema de proteção contra vazamento de gás inflamável e acúmulo de fumaça
em ambientes fechados
Protection system against flammable gas leakage and smoke accumulation indoors
Arthur Horman Medeiros Correia¹
Paul Yonggi Cho Constancio de Lima ²
Tacio Vinicius Marinho dos Santos ³
RESUMO
Mesmo tendo a cada ano uma diminuição no número de incêndios, ainda é muito comum ver várias noticias de casos no Brasil e até mesmo em outros países. Casos nacionais bem conhecidos aconteceram em 2013 com o incêndio da boate Kiss, em 2018 o incêndio do museu nacional e etc. O objetivo do projeto é o desenvolvimento de um sistema simples e barato para proteção contra vazamento de gás inflamável e acumulo de fumaça, de forma autônoma em áreas estruturais, como em comércios, depósitos, etc, mas focado principalmente em áreas industriais. O projeto consiste em uma sentinela que monitora em tempo real a quantidade de gás inflamável ou fumaça no local através do sensor MQ-2 e em caso de quantidades que possa ocasionar algum risco, acionar o alarme e acionar os exautores para melhor ventilação do local para a retirada do gás e fumaça para o ambiente externo. O setor de segurança do trabalho na indústria pode usar cada vez mais a tecnologia a seu favor para evitar acidentes e salvar possíveis vítimas.
Palavras-Chave: Vazamento de gás. Sistema Autônomo. Segurança.
ABSTRACT
Even though each year there is a decrease in the number of fires, it is still very common to see several case reports in Brazil and even in other countries. Well-known national cases happened in 2013 with the fire of the nightclub Kiss, in 2018 the fire of the national museum and etc. The objective of the project is the development of a simple and inexpensive system for protection against flammable gas leakage and smoke accumulation, autonomously in structural areas, such as in trade, warehouses, etc., but focused mainly on industrial areas. The project consists of a sentinel that monitors in real time the amount of flammable gas or smoke in the place through the sensor MQ-2 and in case of quantities that could cause some risk, to trigger the alarm and to activate the exhaust for better ventilation of the place to the withdrawal of the gas and smoke to the external environment. The industrial safety industry can increasingly use the technology in its favor to prevent accidents and save potential victims.
Keywords: Gas Leak. Autonomously Sytem. Safety.
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1. Introdução
Casos de vazamento de gás não são tão incomuns de presenciar, e por vezes
pode ocasionar acidentes com riscos elevados ao ponto de gerar mortes.
A utilização da automação em sistemas de proteção deixou de ser um uso
exclusivamente da indústria e passou a ser usado também em ambientes
residências, porém com a mesma finalidade de precisão, conforto e segurança, por
ser muito superior as persepções humanas.Ou seja temos ao alcance uma infinidade
de possibilidades para a implantabilidade de um sistema automático. Para isso
trataremos com objetivo, analisar e mostrar a automação com Sistema de segurança
de forma simples e aplicável.
Segundo o cruzamento de dados do Sistema Único de Saúde (SUS) com uma
pesquisa realizada pela Geneva Association, o ISB(Instituto Sprinkler Brasil) chegou
a indicar em 2015 que no 3º lugar de mortes por incêndio está o Brasil.
Nos últimos anos acidentes com vazamento de gás inflamável em ambientes
fechados, tem sido uma problemática enorme. Em julho de 2016 um acidente chamou
atenção em Campina Grande-PB sobre explosão de gás de cozinha, segundo
a matéria do g1 pelo menos 2 pessoas ficaram feridas. Ainda com problema de
vazamento de gás no estado do Rio de Janeiro e São Paulo desde a década de 60
até os nossos dias pelo menos 53 pessoas morreram e 432 ficaram feridas dentro
desses números vale ressaltar o acidente no Shopping Osasco em 11 de junho de
1996 em que 42 pessoas morreram e 372 ficaram feridas. Além dos acidentes com
gás temos os com acumulo de fumaça toxica como foi o caso na Boate Kiss que matou
242 jovens no ano de 2013, segundo os peritos o que ocasionou a maioria das mortes
foi a fumaça toxica.
Além disso, tivemos perdas bastante concideráveis por motivos de incendios
em quais os predios estavam sem uma boa prevenção. Exemplos em nossos dias nos
trás a tona sobre tamanha perda que um icendio rigoroso causa como um incêndio
destruindo, por exemplo, o Museu do Louvre (Paris, França), o Museu Britânico
(Londres, Inglaterra) ou a Biblioteca do Congresso dos EUA.
Uma das perdas doloridas que causou repercussão mundial, ocorreu no Museu
de Arte Moderna do Rio de Janeiro em 9 de julho de 1978. Um incêndio destruiu 90%
da coleção do museu, que incluía aproximadamente 1000 obras de arte, além de
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pinturas emprestadas para uma exibição especial. Em apenas 30 minutos o incêndio
causou uma perda estimada em 50 milhões de dólares, em valores da época. O
edifício, de arquitetura moderna e que não possuía sistema de detecção e alarme ou
de extinção automáticos, foi completamente recuperado, porém o seu acervo nunca
voltou a ser o mesmo e a lembrança da tragédia permanece na memória da cidade.
Em circunstâncias como estas, os bombeiros orientam o que fazer para evitar
os acidentes, como não ligar qualquer aparelho elétrico e desligar a chave geral de
eletricidade que na maioria dos casos não fica dentro da casa. Além disso eles
recomendam fechar a alavanca do regulador de pressão de gás, alertar as pessoas
do vazamento, abrir portas e janelas se o local for fechado para melhor ventilação e
ligar para o corpo de bombeiros pelo 193.
A segurança em residências vem tendo um crescimento. Segundo a
Associação Brasileira das Empresas de Sistemas Eletrônicos de Segurança (Abese),
apenas em 2012, o país registrou um crescimento de 9% no setor. O faturamento ficou
em torno de R$ 4,2 bilhões. O que antes parecia luxo, hoje vem como
necessidade. Focaremos no sistema contra vazamento de gás e acumulo de fumaça
no ar.
Entretanto, essas medidas de segurança não são do conhecimento de todos e
nem sempre o morador nota a presença do vazamento, podendo até chegar a óbito
pela inalação do gás caso esteja dormindo. Em situações como estas o uso de
sensores para detecção de vazamento de gás pode ser de grande importância. Estes
sensores já são comercializados, como o MQ-9 e o MQ-2 por exemplo, e podem ser
aplicados em sistemas de detecção de vazamento de gás conforme Santos (2012).
Porém, ainda assim é necessário conhecer as medidas de prevenção contra
vazamento de gás.
Além de casos de incêndios residenciais, não é tão incomum ver incêndios
acontecendo em ambientes comerciais e industriais. Na indústria a causa do incêndio
pode ter diversos motivos – elétrico, químico, etc...- e cabe ao setor de segurança do
trabalho na indústria se prevenir de possíveis acidentes segundo CONECT (2018).
Porém a tecnologia em sua constante evolução pode ser utilizada de forma cada vez
mais eficaz para ajudar na prevenção.
Nesse contexto a proposta deste trabalho é o desenvolvimento de um sistema
de proteção para vazamento de gás de forma automatizada. Tais medidas de proteção
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de forma automatizada podem evitar riscos sem a necessidade da intervenção
humana, poupando tempo para a execução das outras medidas de segurança e o
chamado para o corpo de bombeiros e automação residencial em parceria a sistema
de segurança contra concentrações de gases combustíveis e fumaça no ar para a
preservação da vida humana e também de patrimônios.
2 . Breve histórico de normalizações e regulamentações sobre
segurança contra incêndios no Brasil
As medidas tomadas de segurança contra incêndio, assim como qualquer outra
tomada de segurança, pode ter caráter preventivo ou de proteção. BERTO (1991)
define essas medidas da seguinte forma:
“As medidas de prevenção de incêndio são aquelas associadas ao elemento precaução contra o início do incêndio e se destinam, exclusivamente, a prevenir a ocorrência do início do incêndio, ou seja, controlar o risco de início de incêndio.
Sabe-se que a primeira grande normalização em relação a segurança contra
incêdio surgio no Brasil em 1975, quando o país ficou em choque devido a ocorrência
dos incêndios nos edifícios Joelma e Andraus, no estado de São Paulo. Esses
incidentes ocorridos causou bastante indignação da população, pelo ocorrido, mas
resultou na criação do Laboratório de Ensaios de Fogo no Instituto de Pesquisas
Tecnológicas (IPT) do Estado de São Paulo em 1976 e numa extensiva compilação e
sistematização de informações sobre segurança contra incêndio na FAUUSP, pelo
Professor Teodoro Rosso, que preparava sua livre-docência nessa área.
Entretanto com o sistema de normalização e regulamentação ainda muito falho,
pensando em melhorias contra a degradação contra o patrimônio e contra a
integridade fisíca humana tomou tamanhas preocupações que no dia 11 de Dezembro
de 2018 por intermédio do Decreto nº 63.911 passa a institui o regulamento de
segurança contra incêndios em edificações e áreas de risco, tendo como objetivo
prioritário a proteção da vida dos ocupantes desses locais. Entretanto este decreto
ainda não entrou em vigor e tem apenas alcançe a edificações do estado de São
Paulo.
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Como de fato esse processo de regulamentação e normalização de segurança
no Brasil registra um considerável atraso em relação a outras nações.Pode-se afirmar
que ainda hoje nas contruções cívis, vemos que o número de edificações sem o
pensamento em relação a fuga contra algum devido incêndio ainda não é bom,
principlamente construções antigas. A determinação concreta dos tempos de escape
em edificações demanda a efetivação das técnicas de modelamento do incêndio com
a realização de ensaios que são fundamentais para esse fim.
A proposta desse trabalho é fazer um sistema de segurança focado
principalmente na área industrial, em que vai detectar a presença de gás inflamável
no ambiente através de um sensor e avisar as pessoas, como faz o detector de gás
multigás código AFDG2, entretanto a ideia que pretendemos implementar é de um
sistema autônomo, para que após detectar o gás inflamável execute alguma medida
de prevenção para evitar acidentes, não apenas sinalizando através de um alarme a
presença do gás, mas também ligando o exaustor automaticamente para a melhor
circulação de ar e retirada do gás.
3 . Reação do corpo mediante inalação de gás e fumaça
Pode-se afirmar que grande parte das mortes ocorridos em incêndios é
provocada por gases tóxicos em ambiente confinados. Um dos gases mais
encontrados durante o incêndio é o CO(monóxido de carbono). Este gás por ser
incolor é impercepitível aos olhos humanos, além de ser inodoro e ínsipido. A pouca
quantidade de materiais inflámaveis em contato com oxigênio pode liberar bastante
monóxido de caborno no ar, provocando varias mortes.Segundo o Corpo de
Bombeiros do Estado de São Paulo este gás afeta diretamenta a oxigenação do
sangue humano, e a mistura da hemoglobina presente no sangue misturada com a
monóxido de caborno é 200 vezes mas rapida que a mistura com o próprio oxigênio.
Além do própio monóxido de carbono outros gases podem ser encontrados
durantes os incêndios, como o gás clorídico, o gás carbônico, gás cianídrico-HCN,
fosgênio e o óxidos de nitrogênio.
Em matéria do Fantástico datada após o incêndio na Boate Kiss em Janeiro de
2013, foi afirmado por peritos que se encontraram no local que cerca de 90% das
mortes no incêndio ocorreu devido a inalação de gases tóxicos. O ar entra pela boca
ou nariz, passa pela traqueias, vai para os brônquios e chega aos alvéolos, que ficam no
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final do pulmão. É através dessas células que ocorrem as trocas gasosas: o oxigênio entra
no sangue e o gás carbônico é retirado. Esse processo respiratório é muito rápido, dura
menos de um segundo.
Figura 1: Sistema respiratória em relação a inalação de fumaça ou gás.
Fonte: Zona de Risco
Com a inalação da fumaça ou gás é provocada queimaduras internas provocadas pela
fumaça quente. Especialistas afirmam que quando a fumaça muito quente é inalada,
os brônquios da pessoa se fecham, e não deixam o ar passar, provocando sensação
de dor levando a vítima a óbito em poucos minutos.
4. Materiais
No projeto foi utilizado para captar o gás o sensor MQ-2, capaz de detectar gás
inflamáveis e fumaça, o microcontrolador Arduino UNO, um cooler de 5v para simular
o exaustor e um relé para a lógica de acionamento. O supervisório foi feito no software
do Elipse Scada para o monitoração em tempo real.
Para melhor desenvolvimento desse trabalho foi necessário ter como base
alguns conhecimentos teóricos não apenas sobre o tema, mas também a respeito dos
componentes usados e do softwares de programação e o do supervisório.
Bolzani(2004) fala que à automação pode ser definida como um conjunto de
tecnologias que ajudam na gestão e execução de tarefas cotidianas. A sua utilização
tem por objetivo proporcionar um maior nível de segurança além de um menor e mais
racional consumo de energia .
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4.1 Arduino
Na Itália o microcontrolador Arduino surgiu em 2005. Massimo Banzi era um
professor que tinha objetivo de ensinar eletrônica e programação de computadores
para alunos de design, os quais iriam utilizar esses conhecimentos em projetos de
arte, interatividade e robótica. Diante da dificuldade de ensinar programação para
pessoas que não são da área, Massimo e David Cuartielles decidiram projetar uma
placa e, com auxilio de seus alunos, criaram uma linguagem de programação para um
projeto denominado Arduino.
Figura 2: Microcontrolador Arduino Uno. Fonte: Comphaus, tecnologia da nova geração
O microcontrolador é um dispositivo semicondutor em forma de circuito
integrado, que integra as partes básicas de um microcomputador - microprocessador,
memórias não-voláteis e voláteis e portas de entrada e saída. Geralmente, é limitado
em termos de quantidade de memória, principalmente no que diz respeito à memória
de dados, é tilizada em aplicações específicas, ou seja, naquelas que não necessitam
armazenar grandes quantidades de dados. Apresenta um custo bastante baixo e
possui vários fornecedores. (GIMENEZ, 2002, p.4).
Dependendo das necessidades o microcontrolador Arduino pode ter uma
variação em sua estrutura física, permitindo melhor compactação para o projeto.
Foi utilizado neste projeto o microcontrolador Arduíno UNO, por ter um fácil
acesso no comércio e ter a programação e uso familiar para nós, além de ser confiável
e completamente capaz de suprir as necessidades do projeto em questão. O
microcontrolador Arduino consiste em uma placa de controle com entradas e saídas,
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com um cristal oscilador de 16 MHz, um regulador de tensão, plugue de alimentação,
pinos conectores, LEDS para indicar modo de funcionamento de gravação, regulador
de tensão de 05 V e uma porta USB.
4.2 Sensor detector de vazamento de gás e fumaça
Figura 3: Sensor de gás MQ-2. Fonte: indianmart
Em termos básicos, um sensor é um dispositivo que faz a detecção e responde
com eficiência a algumas entradas provenientes de um ambiente físico.
Quando um sensor recebe uma entrada específica proveniente do
ambiente, ele emite uma saída, que geralmente é um sinal capaz de ser convertido e
interpretado por outros dispositivos. No que tange aos sistemas elétricos, o que estou
falando é que ao ser convertido, o sinal pode ser lido por um processador ou ser
transmitido eletronicamente por uma rede de dados.(Citisystems, 2016).
O sensor utilizado para detectar o vazamento de gás é o MQ-2 que
apresenta as seguintes características:
• Modelo: MQ-2
• Detecção de gases inflamáveis: GLP, Metano, Propano, Butano,
• Hidrogênio, Álcool, Gás Natural e outros inflamáveis.
• Detecção de fumaça
• Concentração de detecção: 300-10.000ppm
• Tensão de operação: 5V
• Sensibilidade ajustável via potenciômetro
• Saída Digital e Analógica
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• Fácil instalação
• Comparador LM393
• Led indicador para tensão
• Led indicador para saída digital
• Dimensões: 32 x 20 x 15mm
4.3 Relé
Figura 4: Relé.
Fonte: SMART KITS
O relé tem um funcionamento bem simples, que quando uma corrente circula
pela bobina, esta cria um campo magnético que atrai um ou uma série de contatos
fechando ou abrindo circuitos e ao cessar a corrente da bobina o campo magnético
também cessa, fazendo com que os contatos voltem para a posição original.
Os relés podem ter diversas configurações quanto aos seus contatos: podem
ter contatos NA, NF ou ambos, neste caso com um contato comum ou central (C). Os
contatos NA (normalmente aberto) são os que estão abertos enquanto a bobina não
está energizada e que fecham, quando a bobina recebe corrente.Os NF (normalmente
fechado) abrem-se quando a bobina recebe corrente, ao contrário dos NA. O contato
central ou C é o comum, ou seja, quando o contato NA fecha é com o C que se
estabelece a condução e o contrário com o NF. (infoescola/eletrônica/relé).
4.4 Cooler
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Figura 5: Cooler. Fonte: Mercado livre
O cooler é uma peça de funcionamento simples usado em demasiados tipos de
hawdwares eletrônicos com o objetivo de evitar sobrecargas de calor, o cooler é usado
para resfriamento e para a retirada de calor.
O cooler usado no projeto foi o Sunon Maglev DC 5v 2.00W para simular o nosso
exaustor, foi usado um modelo pequeno de 5v para que o Arduino conseguisse
alimentar sem o auxílio de uma fonte, para deixar o sistema mais compacto e simples.
Em relação ao pensamento de se encaixar o cooler no projeto é a perseção de
ambientes confinados, mediante a pouca circulação do Ar. Esses ambientes
confinados prediais e industrias, podem ser vastamente tomados por gás e fumaça
durante poucos minutos do momento exato da ignição do incêndio.
4.5 Programa Supervisório
Figura 6: Logo Elipse Scada. Fonte: Embarcados
O software usado para o supervisório foi o Elipse Scada que consiste em uma
ferramenta voltada para o desenvolvimento de sistemas supervisórios e de controle
de processos, visando atender as mais diversas necessidades em virtude de
disponibilizar vários recursos para o usuário. Além de proporcionar um ambiente
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totalmente configurável, que permita ao usuário monitorar variáveis em tempo real
através de elementos gráficos, bem como realizar acionamentos através do envio de
informações aos dispositivos existentes.
Os sistemas SCADA – Supervisory Control and Data Acquisition surgiram,
inicialmente, para atender as necessidades das indústrias de processos contínuos no
monitoramento da produção, mostrando de uma forma visual o andamento e o status
do seu chão-de-fábrica. Hoje em dia, esses sistemas foram adaptados para a indústria
de processos discretos, uma adaptação que atualmente está sendo adotada em larga
escala. Os sistemas SCADAS oferecem variavéis e funções a ser monitoradas durante
o projeto, assim como paradas e informações sobre possíveis defeitos de maquínas.
O principal objetivo do sistema supervisório é de monitorar variavéis na
fabrica, por meio de uma comunicação em tempo real que pode ser serial ou não
serial, ou seja, a função principal do SCADA é mostrar o que está ocorrendo no ‘chão
de fábrica’ em tempo real.
No sistema SCADA pode-se registrar valores continuamente, verificar alarmes
em máquinas, criar gráficos e relatórios (gerando históricos); viabiliza o envio de
informações para softwares, o que permite a criação de um banco de dados. O
sistema tem uma grande aplicação em operação e controle de usinas elétricas,
sistema de transporte como ferrovias e rodovias
Foi usado o software Elipse Scada pela facilidade e fácil acesso, mas não é o
único que poderia ter sido usado, o software Labview poderia ser uma opção também
para a criação do supervisório por questão de opção. Mas devido a programação já
está escrita no software oferecido pelo própria Arduino foi utilizado o Elipse Scada e
embarcado no Microcontrolador.
5. Metodologia
A criação da ideia foi originada devido à existência de vários acidentes
envolvendo vazamentos de gás e fumaça, pela sua dificuldade de ser detectado e
pelo fato de muita gente não saber o que fazer nessa situação.
O primeiro passo para o desenvolvimento do trabalho, foi pensar na ideia
proposta e fazer pesquisas a respeito de prevenção em casos de vazamento de gás
inflamável e acúmulo de fumaça no ar, fazer pesquisas de trabalhos científicos, artigos
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e em livros envolvendo o assunto, além de maneiras para deixar o sistema de forma
eficaz e compacta, já que o objetivo é que seja simples, barato e prático de usar.
Depois de desenvolver a ideia, foi preciso definir todos os componentes que são
necessários para fazer o sistema físico, no caso o que será utilizado:
• Protoboard para teste
• Placa de fenolite perfurada
• Sensor MQ-2
• Microcontrolador Arduino UNO
• Relé
• Cooler 5v
• Buzzer
• Resistor
• Fios/Jumpers
Depois de reunir tudo que era necessário, foi feito a montagem eletrônica
do sistema de experimento para testar o funcionamento como é apresentado na figura
7 logo abaixo.
Figura 7: Esquema de ligação do sistema pelo Fritzing. Fonte: Autoria própria
Após a montagem do sistema, foi feito a programação no Software Arduino, para
que ele entendesse o sinal analógico recebido pelo sensor, e ativasse o buzzer e o
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led para o alarme chamar a atenção das pessoas próximas quando tivesse quantidade
de 12% de gás inflamável ou fumaça no ar da faixa de leitura do sensor, além de
acionar o relé que vai energizar o cooler que simula o exaustor, para retirar o quanto
antes esse gás inflamável do ambiente com melhor circulação do ar. Esse valor
mínimo de 12% para a ativação do sistema de segurança foi pré-definido na
programação para facilitar a analise do funcionamento do protótipo. Além disso esse
valor, foi escolhido aleatoriamente para que podesse observar a leitura do sensor
mediante a ignição do gás propiamente utilizado.
O teste para verificar o funcionamento do trabalho foi feito através da liberação
de gás de um isqueiro acionado manualmente perto do sensor, para que pode-se fazer
uma simulação de forma segura envolvendo poucas quantidades de gás no local, sem
oferecer nenhum risco. Esses teste foram mediante a vários dias utilizando também
fumaças de materiais plásticos, além da fumaça da espuma acústica para verificar se
o sensor MQ-2, atendia aos pré-requisitos pressupostos no início da ideia
Após os testes no protoboard do funiconamento do sistema foi confeccionado
em uma placa de fenolite perfurada o sistema elêtronico final, para se obter maior
segurabilidade dos componentes do projeto. Na placa de fenolite foi soldado o sensor
MQ-2, um led vermelho para informação luminosa de algum eventual perigo e o buzzer
afim de ter um aviso sonoro. Depois do confeccionamento do circuito na placa de
fenolite foi realizado novos teste, a fim de verificar se o protópito estava em um bom
funcionamento, e assim o estava.
Pós confecção eletrônica foi criado o sistema supervisório pelo software do
Elipse Scada para o monitoramento pelo computador em tempo real, pois foi pensado
que se houver alguém longe do perimetro ocorrido do local de vazamento de gás ou
incêncio o sistema enviasse o alerta no exato momento do fato ocorrido. A proxíma
figura mostra o sistema supervisório em trabalho no Elipse SCADA.
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Figura 8: Supervisório do projeto no Elipse Scada. Fonte: Autoria própria
Após todo funcionamento do sistema e verificação do real funcionamento do
sistema, foi fixado todo o projeto eletrônico em uma base de madeira MDF. Em uma
possível instalação do produto real desse projeto teria que estudar o local ideal de
onde deveria colocar o sensor, analisando onde poderia acontecer o vazamento de
algum gás ou o acúmulo de fumaça e analisar o peso do mesmo, para calcular a altura
ideal de instalação, dependendo da analise podendo até ser necessário mais de um
sensor e exaustor, para o monitoramento e prevenção em mais de um local e melhor
segurança na indústria.
.
Figura 9: Projeto finalizado Fonte: Autoria própria
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Para o encerramento do projeto em questão, a última etapa é
basicamente a escrita do trabalho utilizando um computador, explicando desde o
porquê de sua criação até o desenvolvimento, simulação e resultado final adquirido.
6. Resultados
Os resultados encontrados mediante experimento e analise foram satisfatorios
pelo fato de obtermos uma boa reposta mediante vazamento de gás inflamavél.
Para teste, o sensor foi estimulado mediante vazamento do gás propano (H3C
─ CH2 ─ CH3)e butano(H3C ─ CH2 ─ CH2 ─ CH3), além de compostos de enxofre que é a
composição contido dentro de isqueiros e gás de cozinha como por exemplo além do
poliuterano que é o gás resultado da queima da espuma acútica.
Figura 10: Projeto sendo estímulo Fonte:Acervo pessoal
Como o foi observado analiticamento, o sensor foi calibrado para que fosse
acionado mediante a 12% do ppm total que o sensor atua, como podemos vizualizar
na tabela a seguir.
Tabela 1. Faixa de trabalho do sensor MQ-2
Porcentagem Taxa de ppm
1% 300
16
100% 10.000
12% 1.118
Como o acionamento é imediato a capitação do gás inflamável ou da fumaça,
tornam-se satisfatoria as condições deste prototipo, tendo em vista que da-sea a
evacuação das pessoas mediante sinalização sonora e luminosa e informação com o
ambiente e supervisorio informando a pessoas que possam está fora ou dentro do
ambiente atingido.
A aquisição dos dados do sensor foi mediante a comunicação serial entre o Arduino
e o Elipse SCADA.
7. Considerações Finais
Foi desenvolvido neste trabalho um dispositivo de detecção de vazamento de gás,
com a função de trazer mais segurança com medidas de proteção automatizadas.
Com os testes realizados em situações de vazamento de gás, o projeto funcionou de
forma positiva conforme o previsto, e desta forma pode ser usado para o devido fim,
detecção de vazamento de gás em ambientes industriais ou até residenciais caso seja
implementado algumas modificações simples, como o relé podendo desligar a
alimentação de gás da cozinha.
As análises presentes do protótipo sobre a quantidade de ppm no ar em casos de
acúmulo de fumaça e gases inflamáveis, se mostrou bastante satisfatória, mediante o
rapido acionamento do cooler e a rapida detecção do sensor mediante ao estímulo
efetuado.
O Arduino, microcontrolador utilizado, foi bastante importante para a execução do
projeto, pois por intermedio dele foi processado todo o sistema, tendo também
facilidade de manuseimento facíl e bastantes trabalhos, tutoriais e manuais do
mesmo. A velocidade de 16Mhz de seu cristal se mostrou eficiênte para a planta
elaborado, além de uma boa leitura do sensor MQ-2.
A avaliação do sistema mostrou-se positiva tendo bons resultados durante os
ensaios de situações adversas que podem ocasionar um incêndio como a ignição do
isqueiro, ou até mesmo pós incêndio como o acúmulo de fumaça no ambiente
confinado.
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O supervisório mostrou-se bem utíl e eficaz durante a programação e verificação
dos resultados, mediante a análises grafícas e em tempo reias da situação ocorrida e
simumalado durante o estímulo.
O Cooler juntamente com a sinalização utilizada no projeto apesar de ser de baixa
potência, foi bastante satisfatória a participação, tendo em vista que mediante uma
baixa quantidade de gás e fumaça foi demasiadamente útil e gradavél como
experimento de prototipo.
Em relação a viabilidade de aquisição de componentes e ao preço total do projeto
o Arduino Uno genérico custa R$ 30,00, o sensor MQ-2 custou R$ 12,51 ,além de
componentes que tem um custo base de centavos. O supervisório Elipse SCADA
utilizado foi uma versão DEMO, ou seja gratuita. Com isto suposto, além de segurança
e conformidade, o prototipo foi de baixo custo e de facíl aquisição de componentes.
A missão do sistema de detecção de gás é de uma sentinela 24 horas, monitorando
o ambiente onde o projeto está instalado, alertando a ocorrência de um evento
anormal que indique um vazamento de gás e agindo de forma automatizada.
O objetivo do projeto foi alcançado, o protótipo funciona conforme o planejado.
Ocorreram alguns imprevistos durante o processo de comunicação entre o arduino e
o SCADA devido ao driver Modbus, mas isso foi superado. O microcontrolador
atendeu completamente as funções do protótipo, que ainda pode ter adicionado outros
componentes para ideias futuras, melhorando, por meio da tecnologia, cada vez mais
na segurança do trabalho na indústria e evitando acidentes e, consequentemente,
salvando possíveis vítimas.
7.1 Projetos Futuros
Tendo em vista uma melhor referência para possiveís projetos futuros, pode-se ter
como sugestões para aperfeiçoamento de um protótipo, ou até mesmo a sua real
instalação.
• Usar um sensor de detecção de gás e fumaça mais robusto
• Criar uma interface gráfica Android e IOS capaz de enviar informações em tempo
real causa tenha um príncipio de incêndio.
• Criar uma forma de desligar as instalações elétricas para que o incêndio não ganhe
grandes proporsões.
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• Instalar sistemas de chaves fluxos em tubulações para quando houve incêndio ou
princípio do mesmo, essa chave ser ativada.
• Melhorar a Interface gráfica do Elipse SCADA
• Tentar implementar outros microcontroladores com melhores processamentos, ou
até mesmo um CLP para que se ganhe ainda mais confiabilidade no projeto.
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REFERÊNCIAS
ALVES, R. M. Risco de incêndio em edificações comerciais tipo shopping
centers. Academia de Polícia Militar, Polícia Militar de Minas Gerais, 2001. p.90.
(Monografia de Especialização).
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