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Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Mecânica 1ª Mostra de IC DESENVOLVIMENTO DE UM INJETOR AUTOMÁTICO PARA UM SISTEMA ELETROQUÍMICO DE ANÁLISE Gustavo Souza Vieira Dutra1, Dianderson de Melo Higino Mendonça2, Eduardo Mathias Richterr3 RESUMO: Em diversas aplicações científicas a o preparo análise de amostras é a ação principal a ser realizada. Dessa forma a utilização de sistemas que facilitam a realização desses processos e aumentam a sua repetibilidade são de suma importância para a realização de uma pesquisa confiável. Neste trabalho será realizada a apresentação de um sistema cuja proposta é realizar de forma automatizada esse processo, o executando de maneira mais precisa e com maior repetibilidade que uma pessoa pode alcançar e, além disso, fornecendo uma alternativa mais barata e de menor porte que a equipamentos hoje presentes no mercado. PALAVRAS-CHAVE: No mínimo 3 no máximo 6. DEVELOPMENT OF AN AUTOMATIC INJECTOR FOR AN ELECTROCHEMICAL ANALYSIS SYSTEM ABSTRACT: In several scientific applications the preparation of sample analysis is the main action to be performed. In this way, the utilization of systems that facilitate the execution of these processes and increase their repeatability are of huge importance for conducting a reliable search. In this work will be presented a system whose proposal is to perform this process in an automated way, executing it more accurately and with greater repeatability than a person could reach and, in addition, providing a cheaper and smaller alternative than equipment today present in the market. KEYWORD: Palavras-chave em inglês, no mínimo 3 no máximo 6. INTRODUÇÃO A automatização de sistemas é uma tendência em uma ampla gama setores e aplicações, estando hoje necessária para manutenção do estilo de vida atual da sociedade. Dessa forma, além de proporcionar uma maior agilidade de produção, cria conforto e agiliza processos no cotidiano. Dessa forma a aplicação de sistemas automatizados em uma área laboratorial também pode gerar ótimos resultados, com a possibilidade da anulação do erro humano, qual representa boa parte do erro total. Assim o foco deste trabalho é apresentar uma possiblidade de realizar processos, qual sua realização antes era limitada a ser feita por uma pessoa, de maneira mais eficaz e rápida apresentando melhores resultados finais. Contudo, a existência de um sistema é atrelada a sua viabilidade e aplicabilidade, portanto é necessário que este seja acessível e que seja de fácil manuseamento para abranger o máximo de aplicações possíveis. Assim sendo a aplicação da impressão 3D é uma alternativa viável e que permite que todos que possuam do projeto de montar o sistema e utilizarem do mesmo. Desde 1984 a impressão 3D vem sendo mais comum e mais barata, hoje podendo ser construída em casa e com um preço reduzido. De fato, sua aplicação exige ao menos conhecimentos de automação e de modelagem, porém em um ambiente acadêmico sua aplicabilidade é imensa. Dessa maneira será apresentado uma proposta para substituir sistemas atualmente utilizados, cujo possuem alto custo e a presença humana é indispensável, por um sistema barato, que qualquer um possa obter e adaptar as suas necessidades e que apresentará bons resultados, otimizando processos de pesquisas e análises. MATERIAIS E MÉTODOS Reagentes Os reagents utilizados foram de alto grau analítico, portanto utilizados sem purificação prévia. As soluções foram preparadas com água deionizada, de alta pureza (com uma resistividade maior que 18 MΩ cm) obtida de um sistema de purificação Milli-Q (Millipore, Bedford, MA, EUA). Tabela 1 – Reagentes utilizados no desenvolvimento do trabalho Reagentes Procedência Teor Ácido acético Vetec (Rio de Janeiro, Brasil) 99,7% Paracetamol Synth (Diadema-SP) 99,8% Etanol Synth (Diadema-SP) 99,5% 2,2-difenil-2-picrilhidrazil – DPPH Sigma-Aldrich <85% Butil Hidroxitolueno – BHT Vetec (Rio de Janeiro, Brasil) 99% Fonte: Dianderson Mendonça Instrumentação Potenciostato Os registros eletroquímicos foram conduzidos usando um potenciostato µ-Autolab tipo III (EcoChemie, Utrecht, The Netherlands), interfaceado à um microcomputador. Para o controle do equipamento foi utilizado o NOVA (versão 1.11.12). Micropipeta eletrônica Para os experimentos ilustrados das Figuras 10 à 18, as injeções de soluções padrão foram conduzidas, utilizando uma micropipeta eletrônica (Eppendorf Multipette stream) que permite injeções de 10 a 1000 µL e com velocidades de injeção programável de 28 a 350 µL s-1, aproximadamente. Sistema de injeção com bomba seringa e fuso O sistema ilustrado na Figura 1 é um injetor conhecido como bomba seringa, pois há uma seringa acoplada a ele e o movimento do êmbolo que faz a solução deslocar para frente ou para trás. Também acoplado a este dispositivo tem-se: um motor de passo modelo NEMA 17, dois guias lineares, dois rolamentos lineares, uma barra roscada e um bloco de alumínio que funciona como porca para a barra. As demais partes que constituem o sistema foram impressas em impressora 3D. Figura 1 – Sistema de injeção com bomba seringa e fuso Fonte: Autoria Própria Sistemas de movimentação com motores de passo e sensores magnéticos Figura 2 – Ilustração do sistema de movimentação com motores de passo e sensores magnéticos Fonte: Autoria própria A Figura 2 expõe um aparato que integra peças impressas, e componentes comerciais: 3 motores de passo tipo NEMA 17, 1 motor de passo tipo 28BYJ-48, 1 potenciômetro rotativo modelo B10K, 3 sensores magnéticos, 1 sensor mecânico de fim de curso, 1 fuso de Ø 5mm e 2 mm de passo com castanha em latão, um acoplador e rolamentos diversos. O potenciômetro descrito anteriormente, nesse sistema, tem a função de sensor. O motor 28BYJ-48 não é preciso o suficiente além de apresentar uma pequena folga no eixo, por isso, o B10K foi adicionado. Trabalhando em malha fechada com o motor, ou seja, cada movimento que o motor faz o dispositivo lê a posição e se preciso corrige-a. Com isso este componente resolve o problema de precisão e alinhado com o eixo do motor, gira juntamente com o mesmo eliminando a folga do motor, já que seu eixo não apresenta folga. Método A avaliação da melhor configuração durante os experimentos se deu com base na resposta dos eletrodos, repetindo-as diversas vezes e calculando o Desvio Padrão Relativo – DPR. A comparação foi realizada entre resultados obtidos entre a micropipeta eletrônica e o sistema desenvolvido durante o projeto. RESULTADOS PARCIAIS/FINAIS Apresentar de forma sucinta os resultados pretendidos e/ou obtidos até o momento. 1 Titulação, Instituição, Cidade, Estado 2 Titulação, Instituição, Cidade, Estado 3 Titulação, Instituição, Cidade, Estado As ilustrações devem ser inseridas no texto. Ex.: Figura 1 – Logo do Congresso Fonte: Silva (2014) As tabelas devem ser inseridas no texto de acordo com as Normas de Apresentação Tabular do IBGE. Ex.: Tabela 1 – Modelo de Tabela Modelo Tabela Modelo 1 Tabela 1 Modelo 2 Tabela 2 Modelo 3 Tabela 3 Fonte: Elaborado pelo autor CONCLUSÃO OU CONSIDERAÇÕES FINAIS Apresentar de forma sucinta as reflexões realizadas até o momento, os aspectos relevantes sobre o trabalho e as recomendações que se façam necessárias. REFERÊNCIAS Apresentar os trabalhos de todos e somente dos autores citados no texto. As referências devem ser elaboradas de acordo a norma ABNT NBR 6023.
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