Desenvolvimento e avaliação de um sistema de controle de nitrato em soluções nutritivas (2013)
- Authors:
- Autor USP: SALVADOR, CONAN AYADE - ESALQ
- Unidade: ESALQ
- Sigla do Departamento: LER
- Subjects: FERTIRRIGAÇÃO; INOVAÇÕES TECNOLÓGICAS; HIDROPONIA
- Keywords: Eletrodo de íon específico
- Language: Português
- Abstract: O crescimento populacional e a consequente demanda adicional de alimentos exigem uma agricultura cada vez mais intensa e tecnificada. Essa conjuntura tem contribuído para se buscar a maximização do rendimento das culturas, além da otimização do uso de recursos, em especial, fertilizantes e água. Nos sistemas que aplicam a fertirrigação, como é o caso do cultivo hidropônico, realizam-se o manejo químico da solução nutritiva mediante monitoramento da concentração salina com condutivímetro portátil. Essa prática comum entre os produtores pode ocasionar desequilíbrios nutricionais, tendo em vista que a leitura fornecida por esse aparelho não distingue os nutrientes especificamente. Contudo, o desenvolvimento e a disponibilização de novos sensores, como os eletrodos de íon específico, permite explorar novas estratégias de monitoramento e controle de nutrientes em soluções. Diante do exposto, o objetivo desse trabalho foi desenvolver e avaliar um sistema eletrônico de controle automático da concentração de nitrato em solução nutritiva por meio de um sensor de íon seletivo. O sistema desenvolvido constou, basicamente, de um Sistema de Aquisição, Processamento e Acionamento (SIAPEA), o qual realizava o processamento do sinal de sensores e o acionamento de atuadores (válvulas solenoides); um sensor seletivo a íons de nitrato; um sensor de pH; e, um sistema de injeção de solução concentrada comandada por pulsos elétricos enviados pelo SIAPEA. Além da comunicação com computador, viaserial RS-232, o SIAPEA possuía uma interface amigável com o usuário, por meio de LCD, para exibição dos resultados, e botões de navegação. Assim, possibilitava-se ao usuário alterar a concentração de ajuste desejada para a solução nutritiva. Construiu-se uma bancada hidropônica para os testes do sistema, com quatro perfis, um reservatório de 120 L e bombas para circulação da solução, sendo que, para a inserção do sensor de nitrato na bancada, montou-se uma unidade de leitura. O ajuste automático da concentração da solução foi baseado em uma lógica de controle proporcional, a qual é fundamentada na diferença entre as entradas e saídas do controlador, sendo que cada ciclo de ação do controlador (medição da concentração da solução nutritiva e injeção de solução concentrada) tinha uma duração de 20 s. O valor inicial de concentração de nitrato na solução nutritiva era cerca de 524 mg L-1, sob vazão constante de 0,1 L s-1, injetando-se solução concentrada de nitrato de potássio de 30000 mg L-1 na tubulação de retorno, próximo ao reservatório, e realizando a medição à jusante do bombeamento. Realizaram-se ensaios para valores finais da concentração de 780, 1002 e 1445 mg L-1, sendo coletadas amostras de 15 mL em tempos definidos, para se determinar a concentração de nitrato no espectrofotômetro. Os resultados obtidos comprovaram a eficiência da lógica de controle aplicada na automação, além do desempenho satisfatório do sistema em manter a concentração do nitrato no intervalodesejado. Para aquelas concentrações finais desejadas os tempos requeridos pelo sistema para os respectivos ajustes foram cerca de 12, 22 e 35 min, após o início dos testes
- Imprenta:
- Publisher place: Piracicaba
- Date published: 2013
- Data da defesa: 09.12.2013
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ABNT
SALVADOR, Conan Ayade. Desenvolvimento e avaliação de um sistema de controle de nitrato em soluções nutritivas. 2013. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2013. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11143/tde-13022014-083519/. Acesso em: 24 abr. 2024. -
APA
Salvador, C. A. (2013). Desenvolvimento e avaliação de um sistema de controle de nitrato em soluções nutritivas (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, Piracicaba. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11143/tde-13022014-083519/ -
NLM
Salvador CA. Desenvolvimento e avaliação de um sistema de controle de nitrato em soluções nutritivas [Internet]. 2013 ;[citado 2024 abr. 24 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11143/tde-13022014-083519/ -
Vancouver
Salvador CA. Desenvolvimento e avaliação de um sistema de controle de nitrato em soluções nutritivas [Internet]. 2013 ;[citado 2024 abr. 24 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11143/tde-13022014-083519/
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