SISTEMA DE SEGURANÇA Da função de RECICLAGEM DO AR INTERNO

Apresentação em tema: "SISTEMA DE SEGURANÇA Da função de RECICLAGEM DO AR INTERNO"— Transcrição da apresentação:

1 SISTEMA DE SEGURANÇA Da função de RECICLAGEM DO AR INTERNO
Categoria: ENGENHARIA Universidade: UTFPR (Câmpus Curitiba) Professora Orientadora: ELISABETE NAKONECZNY MORAES Acadêmicos: HIGOR WONSOWICZ PADILHA MARIA EDUARDA KOTTEL DE MACEDO SISTEMA DE SEGURANÇA Da função de RECICLAGEM DO AR INTERNO

2 01 02 03 04 05 06 SUMÁRIO Desafio Renault Experience Introdução
Objetivo Geral Objetivos Específicos 03 Desafio Renault Experience Apresentação do projeto 04 Desafio Renault Experience Viabilidade técnica e econômica Desafio Renault Experience Conclusões e Recomendações 05 06 Desafio Renault Experience Sugestões para futuros trabalhos

3 01 Desafio Renault Experience Introdução

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5 CONTEXTUALIZAÇÃO: As estatísticas sobre acidentes automobilísticos são comumente atribuídas às más condições das estradas, manutenção inadequada dos veículos e falha humana; à qual pode- se subentender como a imprudência dos envolvidos e/ou abuso do álcool. Contudo, esta realidade pode estar omitindo uma causa pouco investigada: a sonolência do motorista ao volante [1]. Porém, ainda defronta-se com um limitado conjunto de referências que forneça dados para que este assunto seja devidamente avaliado e enfrentado [2]. Assim sendo, a temática desta proposta é realizar o monitoramento do nível de CO2 no interior de veículos, tendo em vista que este gás é tido como um dos principais fatores que causam sonolência em motoristas.

6 Briefing INTRODUÇÃO: Sabe-se, a partir dos manuais dos carros, que a utilização da função de reciclagem do ar interno de um veículo é aconselhavel quando não se deseja isolar-se do ambiente externo (zonas poluídas) e atingir mais rapidamente a temperatura interna desejada. Contudo, a utilização prolongada deste recurso proporciona um aumento da concentração de CO2 no interior do veículo, e esta condição se agrava quanto maior for o número de passageiros no interior do mesmo. Deste modo, na presente situação, julgou-se necessário o desenvolvimento de um sistema capaz de detectar a quantidade de CO2 prejudicial aos ocupantes de um veículo, em especial ao motorista, e sinalizar aos ocupantes a situação de risco. Descrever o problema e a motivação da campanha, público-alvo, contextualizar

7 02 Desafio Renault Experience Objetivos

8 OBJETIVOS Tem-se, com a realização deste projeto, o objetivo de se desenvolver um dispositivo capaz de detectar o nível de dióxido de carbono liberado pela utilização do ar condicionado na função de recirculação do ar, agindo de modo a desativar o mesmo quando o nível de CO2 for prejudicial ao motorista (causando sonolência, dores de cabeça, entre outros). Desta maneira, visa-se reduzir o índice de acidentes de transito causados por sonolência e cansaço por parte do motorista, proporcionando maior segurança à todos no interior do veículo, evitando que o nível de gás carbônico se torne nocivo ao organismo.

9 03 Desafio Renault Experience Apresentação do projeto

10 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

11 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
O alicerce principal do projeto fundamenta-se na pesquisa de mestrado de Robson Dagmar Schaeffer [3]. Em linhas gerais, o autor descreve o desenvolvimento de um sensor de CO2, indicando os componentes utilizados e o circuito eletroeletrônico desenvolvido para viabilizar a detecção de níveis superiores a 1000ppm de CO2.

12 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Em uma reportagem publicada pelo site extra.globo.com no dia 19/12/12, atualizada em 29/0915, a pneumologista Fabíola Schorr, do Hospital do Coração de São Paulo, afirma que existe uma concentração tolerável de CO2 no sangue, que varia de 35 mm Hg à 45 mm Hg. Concentrações deste gás acima do tolerável induzem a pessoa a um estado de sonolência, que pode levar ao coma e à parada respiratória. [6]

13 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA (PESQUISAS)
De acordo com pesquisas feitas sobre o CO2, pode-se observar na tabela a seguir, os efeitos no organismo de acordo com cada faixa de concentração: FONTE: [5]

14 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA (PESQUISAS)
A partir do estudo feito pela ABES (Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental), percebe-se, observando-se a tabela a seguir, que a concentração de gás carbônico aumenta significativamente do primeiro para o terceiro caso, pois naquele (Renault Clio) o estudo foi realizado com um passageiro apenas, enquanto que neste (Ford Focus) o estudo foi realizado com quatro passageiros [4], reforçando a importância do estudo sobre o tema do projeto. FONTE: [4]

15 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA (PESQUISAS)
Finalmente, a ideia deste projeto é a confecção de um sistema capaz de detectar a concentração de CO2 no ambiente interno do automóvel, quando a função de reciclagem do ar estiver acionada, atuando de modo a avisar (por meio de um sinal sonoro, por exemplo) o condutor da presente situação de risco e desativar o sistema de ar condicionado até que o nível de gás carbônico esteja em uma faixa de concentração segura ao motorista e aos demais ocupantes do veículo.

16 FORMAS DE DETECÇÃO DE CO2

17 FORMAS DE DETECÇÃO DE CO2
Existem vários métodos para detecção de gases. A escolha do método mais eficiente depende do gás a ser analisado e da sua concentração. Para a análise da concentração de CO2 são comunmente utilizados: Sensores eletroquímicos, que se baseiam em reações de oxidação e redução; Sensores semicondutores, que possuem uma pastilhas semicondutoras contendo o elemento detector de gás; Infravermelhos, que funcionam a partir da absorção de energia pelo gás na faixa do infravermelho; Equipe: aqui devemos estruturar os seguintes aspectos: Fazer um descritivo de como o CO2 pode ser detectado e os tipos de sensores

18 FORMAS DE DETECÇÃO DE CO2 :
Sensor semicondutor: São simples, robustos e possuem excelente resposta a concentrações baixíssimas. Porém são considerados pouco viáveis, por serem pouco seletivos para um determinado gás, alem de ser afetado pela temperatura atmosférica e as variações de umidade. Precisam de checagem e calibração com mais frequência, por perderem a sensibilidade quando desligados – acumulando impurezas sobre sua pastilha semicondutora que contém o elemento detector de gás. FONTE: hellotrade.com

19 FONTE: portuguese.alibaba.com
Sensor eletroquímico: São compactos, exigem pouca energia, exibem excelente linearidade e repetibilidade e geralmente possuem uma vida útil longa, tipicamente de 1 a 3 anos. Se baseiam em reações espontâneas de oxidação e redução. Estas reações geram a circulação de uma corrente entre os eletrodos, a qual é proporcional a concentração do gás que se deseja mensurar. Porém, necessita de manutenção a cada 3 meses, inviabilizando sua utilização. FONTE: portuguese.alibaba.com

20 FONTE: portuguese.alibaba.com
Detector de gás por infravermelho: Possuem uma velocidade muito rápida de resposta (menos de 10 segundos), baixa manutenção e controle muito simplificado. São à prova de falhas e operam com sucesso em atmosferas inertes, e sob uma ampla gama de ambientes de pressão, temperatura, interferência eletromagnética e umidade. Este tipo de detector só pode detectar moléculas de gás diatômico. FONTE: portuguese.alibaba.com

21 04 Desafio Renault Experience Análise de custos e viabilidade

22 COMPARAÇÃO DE CUSTOS

23 COMPARAÇÃO DE CUSTOS Ao se delinear o projeto, fez-se uma pesquisa comparativa de preços entre sensores comerciais e a possibilidade de construção de um sensor infravermelho, baseado na dissertação de mestrado de Robson Dagmar Schaeffer. Dos sensores comerciais, os valores variam entre R$ 1537,00 a R$ 4531,30, enquanto que os componentes sensores variam de $ 56,05 a $ 109,00.

24 ANÁLISE DE CUSTOS E VIABILIDADE (Sensores comerciais)
Modelo e marca Custo Disponível em C Instruterm R$ 4598,16 Medidor de Dióxido de Carbono com Datalogger CO-6 Plus R$ 1736,30 Medidor portátil de CO2 R$ 1537,00

25 ANÁLISE DE CUSTOS E VIABILIDADE (Componentes)
Modelo e marca Custo Disponível em Sensor CO2 (Arduino Compatible) $ 56,05 K – ppm CO2 SensorK – ppm CO2 Sensor $ 85,00 5000 ppm CO2 Sensor MISIR $ 109,00

26 ANÁLISE DE CUSTOS E VIABILIDADE
Modelo C-02 – – Marca: Instrutherm Valor: R$ 4531,30 Além do um preço inviável para o desenvolvimento do projeto, este modelo não possui a praticidade para aplicação no interior do veículo.

27 ANÁLISE DE CUSTOS E VIABILIDADE
Igualmente ao modelo apresentado anteriormente, não possui a praticidade de aplicação no interior do veículo. Medidor de Dioxido de Carbono com datalogger Valor: R$ 1790,00

28 ANÁLISE DE CUSTOS E VIABILIDADE
Modelo de funcionamento mais simples, no entanto também não possui a praticidade de aplicação no interior do veículo. Medidor portatil de CO2, temperatura e umidade Valor: R$ 1537,00

29 ANÁLISE DE CUSTOS E VIABILIDADE
Sensor altamente sensível com regulagem onboard da tensão de sáida limite. A tensão de saída varia com a concentração de CO2 presente. Sensor MG – 811 CO2 (Arduino Compatible) Valor: $ 56,05

30 ANÁLISE DE CUSTOS E VIABILIDADE
Sensor de tamanho compacto, livre de manutenção, ideal para para o sensoriamento de ambientes fechados. K – ppm CO2 Sensor Valor: $ 85,00

31 ANÁLISE DE CUSTOS E VIABILIDADE
Sensor de CO2 de alto desempenho projetado para antender as necessidades de monitoramento da qualidade do ar. 5000 ppm CO2 Sensor MISIR Valor: $ 109,00

32 05 Desafio Renault Experience Conclusões e Recomendações

33 DETECÇÃO DE CO2 POR INFRAVERMELHO
Chegou-se a conclusão que o método mais eficiente para a confecção do sistema de detecção de CO2, na presente situação, é o sensor baseado na absorção de energia infravermelha. A escolha deste sistema deve-se ao fato do seu baixo custo de fabricação e de possuir um período prolongado entre eventuais manutenções, em comparação à outros sistemas de detecção.

34 DETECÇÃO DE CO2 POR INFRAVERMELHO
FONTE: teleco.com.br O sensor de CO2, no qual foi baseado este projeto, opera na faixa de comprimento de onda de, aproximadamente, 4,5 µm. O gráfico representa a relação entre a fração de luz incidente com um comprimento de onda específico, proveniente da interação com determinados gases.

35 ETAPAS DO SISTEMA DE MONITORAMENTO
ATMOSFERA A SER MONITORADA Interior do veículo onde há a presença do CO2 DETECTOR DE IR Estrutura ótica composta por filtros óticos CONDICIONADOR DO SINAL Circuito eletroeletrônico de amplificação responsável pelo condicionamento do sinal CIRCUITO SINALIZADOR Lâmpada sinalizadora em conjunto com buzzer responsáveis por alertar o condutor do veículo que a qualidade do ar ambiente está inapropriada e desligar automaticamente o sistema de reciclagem do ar.

36 DIAGRAMA EM BLOCOS DO CONDICIONADOR DE SINAL
FONTE: [3]

37 VIABILIDADE ECONÔMICA
Fazendo a analise de preços entre os sensores comerciais e os sensores menores para confecção de circuitos personalizados, percebe-se que o custo da montagem se torna inferior ao valor dos sensores comerciais. Elementos eletrônicos passivos como resistores, capacitores e indutores, amplificadores operacionais, diodos, entre outros, são acessíveis com custo, em média, de R$ 1,00/unidade, salvo componentes mais específicos, como circuitos integrados e placas microcontroladores, onde o preço pode variar bastante.

38 06 Desafio Renault Experience Sugestões para futuros trabalhos

39 SUGESTÕES E PROPOSTAS Para a expansão do projeto, pode-se considerar a implementação do sistema idealizado à questões relacionadas as condições do motorista, tais como: Detector sensível a redução de movimentos oculares; Monitoramento do desvio do olhar do trânsito por um tempo prolongado; Detector sensível à bocejos e/ou expressões facias relacionadas ao cansaço; Monitoramento dinâmico da pulsação do motorista, indicando sonolência.

40 REFERÊNCIAS S. F. Canani e S. S. M. Barreto, “Sonolência e acidentes automobilísticos,” J Pneumol, mar-abr 2001. F. H. d. O. Fontes, “Sonolência e apnéia do sono: uma parceria desastrosa,” J Bras Pneumol. , pp , 2008. R. D. Schaeffer, Estudo e desenvolvimento de um sensor de CO2 de baixo custo, D. d. E. Elétrica, Ed., Porto Alegre: Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 2004. VANCE, Marina E. et al. Qualidade do ar interno em veículos automotivos e ônibus de transporte público em termos da concentração de dióxido de carbôno. In: SILUBESA – SIMPÓSIO LUSO-BRASILEIRO DE ENGRNHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL, XIII, 2008, Belém. Proceeding.... ABES – Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental, 2008, pg. 4.

41 REFERÊNCIAS VAISALA. Nota de aplicação: Como medir o dióxido de carbono. Rio de Janeiro, 2012, 4 páginas. MUNIZ, Camila. Entenda como uma intoxicação por gás carbônico pode ter causado a morte de casal de namorados em São Gonçalo. Extra, 2012 (atualizado em 2015). Disponível em < Acesso em 06/11/2015.