Banca de QUALIFICAÇÃO: BRUNO MATIAS DE SOUSA

Uma banca de QUALIFICAÇÃO de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : BRUNO MATIAS DE SOUSA
DATA : 11/07/2025
HORA: 14:30
LOCAL: Lab Model - Sala 102 CTEC
TÍTULO:

Projeto de Sensores de Micro-ondas para Detecção e Classificação de Contaminantes Críticos em Água Utilizando Técnicas de Aprendizado de Máquina

PALAVRAS-CHAVES:

 Sensor planar de micro-ondas, Aprendizado de máquina, Permissividade relativa de líquidos, Sensoriamento de qualidade da água.

PÁGINAS: 87
RESUMO:

A deterioração da qualidade da água em rios e lagos tem ocorrido de maneira preocupante devido à crescente presença de contaminantes químicos resultantes de atividades industriais, agrícolas e urbanas. Entre os principais poluentes estão o desequilíbrio do pH, os níveis de glicose e oxigênio, além de agentes químicos como nitratos, fosfatos, amônio e metais pesados, os quais representam sérias ameaças tanto ao meio ambiente quanto à saúde pública. Contudo, os métodos tradicionais de monitoramento desses contaminantes geralmente apresentam altos custos, são de difícil aplicação em larga escala e dependem de laboratórios especializados. Nesse contexto, torna-se imperativa a busca por soluções acessíveis, reutilizáveis, confiáveis, autônomas e eficazes que possibilitem o monitoramento contínuo e preciso da qualidade da água. Este trabalho apresenta um estudo sobre sensores de micro-ondas planares utilizando a técnica Defect Ground Structure (DGS), com estruturas de ressoadores modificadas baseadas no Complementary Split Ring Resonator (CSRR). São propostas quatro novas topologias de sensores de micro-ondas para o sensoriamento de contaminantes críticos, como nitratos, fosfatos, amônio, glicose e condutividade em água. Foram desenvolvidos quatro dispositivos finais de sensores de micro-ondas, os quais operam em diferentes frequências de ressonância. O modelo 01 atua na faixa ISM (Industrial, Científica e Médica) na frequência de 2,45 GHz para concentrações de glicose acima de 50 mg/dL e na faixa de 2,22 GHz a 2,24 GHz para concentrações de glicose até 20 mg/dL. Já os modelos 02 e 03 utilizam uma estrutura CSRR ligada e é feita uma comparação com sensores de micro-ondas com estruturas CSRR comumente encontradas na literatura, operando na faixa de comunicações móveis, com frequência de 1,5 GHz. O sensor 04 utiliza como estrutura DGS um capacitor interdigital (IDC), operando na frequência de ressonância de 2,0 GHz, dentro da faixa da banda-S utilizada para dispositivos de radiofrequência. O estudo analisa a variação da frequência de ressonância em diversas amostras de água destilada contaminada em laboratório, com a finalidade de montar um dataset para análise de aprendizado de máquina supervisionado, visando classificar contaminantes críticos na água quanto ao tipo e ao valor da permissividade relativa. A fabricação do sensor utiliza a tecnologia de microfita com substrato FR-4, e as principais ferramentas de modelagem são baseadas no método de circuito equivalente e no software de simulação eletromagnética ANSYS HFSS®. Além disso, foram efetuadas medições das propriedades dielétricas das amostras, utilizando a curva de sensibilidade dielétrica dos sensores e o método Nicolson-Ross-Weir (NRW), para diferentes contaminantes e parâmetros. Os resultados obtidos em laboratório demonstraram boa concordância com as curvas obtidas via simulação para os três modelos de sensores propostos. Além disso, a eficácia dos sensores foi comparada com trabalhos anteriores, evidenciando a confiabilidade e a eficiência dos dispositivos desenvolvidos. Por fim, este trabalho contribui significativamente para o avanço no estudo do monitoramento móvel de contaminantes em água, na faixa de 1-3 GHz.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 3921178 - VALDEMIR PRAXEDES DA SILVA NETO
Interno - 6345784 - ADAILDO GOMES D ASSUNCAO
Externo ao Programa - 1422699 - HERTZ WILTON DE CASTRO LINS - UFRN