Publicação: Detecção de compostos orgânicos voláteis em ambientes internos usando nanoquadricópteros
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS::AUTOMACAO ELETRONICA DE PROCESSOS ELETRICOS E INDUSTRIAIS
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Coorientador
Morais, Aniel Silva de
Resumo
A dispersão de gases químicos representa uma séria ameaça à saúde humana, à fauna e à
flora, bem como ao ecossistema em geral. Incidentes como vazamentos ou acidentes
ocorridos durante a manipulação de amostras e materiais de laboratório podem levar à
liberação descontrolada de substâncias perigosas ou explosivas. Portanto, é de suma
importância que as concentrações de gases sejam monitoradas rigorosamente em ambientes
onde tais substâncias são manuseadas, transportadas ou armazenadas. A tecnologia de
sensores de gás tem avançado rapidamente nos últimos anos, proporcionando soluções cada
vez mais precisas e confiáveis para o monitoramento de gases. No entanto, ainda enfrenta
desafios significativos, especialmente quando esses sensores são implantados em veículos
aéreos não tripulados (VANTs). O presente trabalho visa avaliar a eficácia dessa abordagem
para a detecção de gases em locais fechados de difícil acesso ou que representem riscos à
segurança humana. A solução proposta emprega uma estratégia de identificação de fontes de
odor, baseada em mapeamento tridimensional da distribuição de gases. Durante os
experimentos foram usadas aeronaves tipo nanoquadricóptero modelo Crazyflie 2.1 e sensores
de gás semicondutor de óxido de metal modelo SGP40. Esse veículo foi escolhido por ser
adequado para voos em ambientes fechados, devido ao seu baixo peso, dimensões reduzidas e
facilidade para realizar manobras rápidas. Os resultados obtidos demonstram de forma clara e
objetiva que a utilização de VANTs equipados com sensores de gases representam uma
alternativa altamente promissora para a detecção e monitoramento de vazamentos de gases em
ambientes internos.
Abstract
The dispersion of chemical gases is a serious threat to human health, wildlife, flora, and the
ecosystem. Incidents such as leaks or accidents during the handling of samples and
laboratory materials can lead to the uncontrolled release of hazardous or explosive
substances. Therefore, it is of paramount importance that gas concentrations be rigorously
monitored in environments where such substances are handled, transported, or stored. Gas
sensor technology has advanced rapidly in recent years, providing increasingly precise and
reliable solutions for gas monitoring. However, it still faces significant challenges, especially
when these sensors are deployed on Unmanned Aerial Vehicles (UAVs). This study aims to
assess the effectiveness of this approach for gas detection in hard-to-reach or human safetycritical indoor locations. The proposed solution employs an odor source identification
strategy based on three-dimensional mapping of gas distribution. During the experiments,
nano quadcopters aircraft model Crazyflie 2.1 and the metal oxide semiconductor gas
sensors model SGP40 were used. This vehicle was chosen for its suitability for indoor flights,
given its low weight, compact dimensions, and ease of performing rapid maneuvers. The
results obtained clearly and objectively show that using UAVs equipped with gas sensors is a
promising alternative for detecting and monitoring indoor gas leaks.
Palavras-chave
Crazyflie 2.1, Detecção de gás, Nanoquadricóptero, VANTs, Automação, SGP40, Gas detection, Nano Quadcopter, UAVs, Automation
Citação
OLIVEIRA, Aline Mara. Detecção de compostos orgânicos voláteis em ambientes internos usando nanoquadricópteros. 2024. 94 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2024. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.te.2024.443 .
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