Sistema multiespectral portátil para monitoramento de oxigênio dissolvido em meios aquosos e da dinâmica de crescimento microbiano.

• Main Author: Fatima Cristina de Oliveira
• Other Authors: Walter Jaimes Salcedo
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2017
• Subjects: Fibra óptica; Octaetilporfirina de platina; Oxigênio; Sensor; Sistema multiespectral portátil; Optical fiber sensor; Oxygen dissolved; Platinum octaethylphorphyrin; portable multispectral system.
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-27022018-091936/

Nos dias de hoje o controle e monitoração de sistemas biológicos relacionados ao controle ambiental tem sido considerado importante para o diagnóstico e biorremediação de sistemas aquosos como rios e lagos. A eficácia dos processos de controle está diretamente relacionada aos processos de medição \"in-situ\" em tempo real. Nesse sentido o presente trabalho apresenta o desenvolvimento de sistemas multiespectrais portáteis para monitoramento, \"in-situ\" e em tempo real, da dinâmica do crescimento microbiano utilizados em processos de biorremediação. Assim, para este fim foram desenvolvidos dois sistemas, um para monitorar a concentração de oxigênio dissolvido (OD) em meio aquoso e outro para monitorar a absorção óptica do meio de cultura. O sensor óptico para monitorar a concentração de OD está baseado em uma fibra óptica na qual em uma de suas pontas (extremidades) foi depositado um filme fino de Poli (cloreto de vinila) (PVC) dopado com moléculas de octaetilporfirina de platina (PtOEP) como parte sensível do dispositivo. O sensor mostrou resposta linear em regiões entre 4 e 18 mg/L de OD em meio aquoso, tendo como tempo de resposta de 8 s e tempo de recuperação de 236 s. O sistema de medida de absorção óptica do meio de cultura foi projetado e fabricado utilizando-se um fotodetector multiespectral e um diodo LED (600nm) como fonte de excitação. A aquisição, controle e processamento de sinais deste sistema está baseado em uma placa de aquisição NI modelo myRIO-1900 fabricado pela National Instruments, utilizando-se tecnologia Field Programmable Gate Array (FPGA). Os resultados obtidos com este sistema mostram ter o mesmo nível de desempenho se comparado ao de um sistema biofotométrico comercial na faixa de concentração entre 1,13 mg/ml à 2,11mg/ml. === Nowadays, the controlling and monitoring biological systems related to environmental control has been considered important for the diagnosis and bio-remediation of aqueous systems like rivers and lakes. The effectiveness of this control processes are directly related to \"in-situ\" and real-time measurement processes. In this sense the present work presents the development of portable multispectral systems for monitoring, \"in-situ\" and in real time, the dynamics of microbial growth used in bio-remediation processes. So, for this purpose were fabricated two systems, one to monitor the concentration of dissolved oxygen (DO) in aqueous medium and another to monitor the optical absorption of culture medium. The optical sensor to monitor the DO is based on an optical fiber in which in one of its ends was deposited a poly(vinyl chloride) (PVC) thin film doped with Platinum octaethylphorphyrin molecules (PtOEP) as part of the device. The sensor showed linear response in regions between 4 and 18 mg/L of DO in aqueous medium, with response time of 8s and the recovery time of 236s. The system of measurement of optical absorption of culture medium was designed and manufactured using a multispectral photodetector and a diode LED (600nm) as a source of excitation. The acquisition, signal processing and control of this system are based on an acquisition card NI myRIO-1900 model manufactured by National Instruments, using FPGA technology. The results obtained with this system shows to have the same level of performance to that of a commercial biophotometric system in the concentration range of 1.13 mg/mL to 2.11 mg/mL.