Análise técnico-econômica de medição de nível de gás liquefeito de petróleo em ambiente residencial: aplicabilidade e desenvolvimento de um sistema automatizado, não-intrusivo e de baixo custo
Carregando...
Data
2023-07-21
Autores
Orientador
Nascimento, Andreas
Coorientador
Júnior, João Andrade de Carvalho 
Dias, Fagner Luis Goulart
Pós-graduação
Engenharia - FEG 33004080027P6
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Dissertação de mestrado
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
O aumento da demanda energética impulsiona a procura por diferentes fontes de energia, podendo destacar dentre elas os hidrocarbonetos, que possuem participação vital no suprimento energético mundial. O Gás Liquefeito de Petróleo (GLP) é uma mistura de gases de hidrocarbonetos utilizado amplamente pelas famílias brasileiras, em 97% do território nacional. Normalmente, o gás é transportado e armazenado em reservatórios modelo P-13. Este estudo tem como objetivo investigar a viabilidade técnico-econômica da análise de medição de nível de GLP em ambiente residencial, com base no seguinte questionamento: há no mercado, um sistema eletrônico capaz de medir a quantidade de GLP em um recipiente de uso doméstico, com baixo custo e que seja eficaz? Considerando o preço médio em 2023 do botijão, este estudo justifica-se pela grande utilização de GLP, de forma residencial não só no Brasil, mas mundialmente. As contribuições e impactos complementam a justificativa do estudo. Como impacto econômico, pode-se melhor controlar a utilização deste combustível para uso em estabelecimentos comerciais ou para geração de renda fam. Impacto técnico-científico, uma vez que permiti o desenvolvimento de um instrumento passível de registro de patente que pode ser melhorado futuramente. A metodologia utilizada para desenvolvimento desse projeto empregou uma vasta pesquisa bibliográfica de revistas indexadas na plataforma Scopus e Web of Science, além de estudo de caso e testes práticos comparativos. Como resultado, foram pesquisadas diferentes formas de medição de nível de GLP de um botijão de uso doméstico, sendo priorizadas as formas de baixo custo e não-intrusivas. Foi possível verificar cinco métodos de medição de nível para um cilindro de GLP de uso doméstico, sendo eles: medição através da pesagem do cilindro de gás, medição através da pressão interna do cilindro, medição utilizando tecnologia ultrassônica, medição através de sinais de vibração e medição através da diferença de temperatura externa do cilindro. Dentre eles, o método ultrassônico foi escolhido para desenvolvimento de um protótipo, por ser um método não-intrusivo e pouco explorado no mundo acadêmico. O protótipo desenvolvido, em pleno funcionamento, se mostrou eficaz, garantindo um resultado na forma de produto tecnológico em fase de teste, necessitando ainda de aprimoramentos. Diante desse estudo, concluiu-se que, dentre os diversos sistemas de medição pesquisados, identificou-se alguns mais acessíveis a nível de custo e outros menos, levando em consideração o perfil de muitos brasileiros que utilizam o botijão de cozinha em casa. A medição de nível através de ultrassom foi um dos mais relevantes em estudo, pois esse tipo de sistema é capaz de medir o nível de GLP de forma não-intrusiva. Com o estudo de caso, foi possível concluir que o método com menor custo, mais preciso e de mais fácil manuseio é aquele através da verificação do peso do cilindro.
Resumo (inglês)
The increase in energy demand drives the search for different energy sources, among them hydrocarbons, which play a vital role in the world's energy supply. Liquefied Petroleum Gas (LPG) is a mixture of hydrocarbon gases widely used by Brazilian families, in 97% of the national territory. Normally, the gas is transported and stored in model P-13 cylinders. This study aims to investigate the technical-economic feasibility of analyzing the measurement of LPG level in a residential environment, based on the following question: is there an electronic system on the market capable of measuring the amount of LPG in a cylinder for domestic use, low cost and effective? Considering the average price of the cylinder in 2023, this study is justified by the large use of LPG, residentially, not only in Brazil, but worldwide. Contributions and impacts complement the justification of the study. As an economic impact, it is possible to better control the use of this fuel for use in commercial establishments or to generate family income. Technical-scientific impact, since it allowed the development of an instrument subject to patent registration that can be improved in the future. The methodology used to develop this project employed vast bibliographical research of journals indexed in the Scopus and Web of Science platforms, in addition to case studies and comparative practical tests. As a result, different ways of measuring the level of LPG in a domestic cylinder were researched, with priority given to low-cost and non-intrusive methods. It was possible to verify five methods of measuring the level of a LPG cylinder for domestic use, namely: measurement through weighing the gas cylinder, measurement through the internal pressure of the cylinder, measurement using ultrasonic technology, measurement through vibration signals and measurement through the external temperature difference of the cylinder. Among them, the ultrasonic method was chosen for the development of a prototype, as it is a non-intrusive method and little explored in the academic world. The prototype developed, in full operation, proved to be effective, guaranteeing a result in the form of a technological product in test phase, still in need of improvements. In view of this study, it was concluded that, among the various measurement systems researched, some were more accessible in terms of cost and others less, considering the profile of many Brazilians who use the cooking cylinder at home. The level measurement through ultrasound was one of the most relevant in the study, as this type of system is able to measure the LPG level in a non-intrusive way. With the case study, it was possible to conclude that the method with lower cost, more accurate and easier to handle is the one through the verification of the weight of the cylinder.
Descrição
Idioma
Português
Como citar
OLIVEIRA, M. P. Análise técnico-econômica de medição de nível de gás liquefeito de petróleo em ambiente residencial: aplicabilidade e desenvolvimento de um sistema automatizado não-intrusivo e de baixo custo. 2023. 75 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia) – Faculdade de Engenharia e Ciências de Guaratinguetá, Universidade Estadual Paulista, Guaratinguetá, 2023.
