Fluensys | SEMSED
2432
page-template-default,page,page-id-2432,page-child,parent-pageid-1212,ajax_fade,page_not_loaded,,vertical_menu_enabled,qode_grid_1300,side_area_uncovered_from_content,qode-child-theme-ver-1.0.0,qode-theme-ver-11.0,qode-theme-bridge,wpb-js-composer js-comp-ver-5.1.1,vc_responsive

SEMSED

Sondă electrochimică multi-canal pentru monitorizarea evoluției sedimentelor

Informații generale

Titlu proiect: Realizarea unei sonde electrochimice multi-canal pentru a monitoriza evoluția sedimentelor
Acronim: SEMSED
Nr. contractului: 62/01.09.2020
Denumirea Programului din PN III: Programul 2 – Creșterea competitivității economiei românești prin cercetare, dezvoltare și inovare
Tip proiect: Proiect de transfer la operatorul economic
Autoritatea Contractantă: Unitatea Executivă pentru Finanțarea Învățământului Superior, a Cercetării, Dezvoltării și Inovării

Parteneri

Universitatea din Craiova
Responsabil proiect partener: prof.dr.ing. Vily Cimpoiasu

Alte informații

Director proiect: CSIII Dr. ing. Ioana Corina MOGA
Perioada de implementare: 01/09/2020 – 31/08/2022
Durata proiectului: 24 luni
Denumire beneficiar: DFR Systems SRL

Rezumat

In efortul de a monitoriza calitatea mediului am dezvoltat o noua eco-tehnologie – o sonda cu 128-512 de electrozi de lucru, pentru analiza gradientilor electrochimici in sedimente, la rezolutie sub-milimetrica.  Sonda, denumita SEMSED, contine un pachet de electrozi, un selector de canale controlat digital de computer, legate la un potentiostat comercial. Proiectul propune avansarea de la TRL4 la o sonda pilot submersa, de nivel TRL6, validata tehnologic si experimental. Noutatea proiectului consta in folosirea de multiplexoare /comutatoare electronice CMOS pentru a selecta digital combinatia de electrozi necesara pentru masuratori. Alta noutate este realizarea electrozilor de referinta solizi si a softului dedicat de comanda si comunicatie. Abilitatea sondei de a monitoriza evolutia sedimentelor fara perturbari fizice (contrar echipamentelor de pe piata) este foarte importanta in analiza modului in care sedimentele evolueaza (cresc si descresc, si cum se schimba starea lor intre aerob si anaerob). Astfel, aceasta sonda va putea fi amplasata in apa dulce sau sarata si va monitoriza schimbari de compozitie chimica in sedimente din porturi, canale, lacuri, estuare, biofiltre din acvacultura, namoale sapropelice precum si sedimente din decantoare si statii de epurare. Sondele SEMSED vor fi amplasate si validate in teren si vor fi folosite si pentru a monitoriza rata de sedimentare, starea redox a sedimentelor, pentru a identifica substantele chimice cheie ca oxigenul si hidrogenul sulfurat. Sonda SEMSED va avea capacitatea de a functiona autonom (legata la o retea electrica subacvatica) timp indelulgat fara mentenanta si fara parti mecanice in miscare, in timp ce va fi supravegheata on line. Aceasta noua eco-tehnologie va extinde paleta de capabilitati de monitorizare pentru utilizatori ca: agentii de mediu nationale si europene, piscicultori si manageri de statii de epurare, porturi si cai navale.

Rezultate estimate

Principalele rezultate: sondă multi-canal conectată cu un instrument de măsură electrochimic; rapoarte experimentări / încercare; 2 articole ISI , 1 BDI, (CO; se va participa la cel puțin 1 conferință/simpozion național/internațional; cerere brevet invenție; 250 broșuri de prezentare proiect si rezultate; manual de prezentare și utilizare sonda.

Obiectivul proiectului

Instrument de măsură electrochimic. Această realizare importantă va permite analiza evoluției stratificării aerobe/anaerobe în sedimente la o foarte bună rezoluție (<1 mm) fără însă a disturba mecanic gradienții sedimentelor, performanță ne-atinsă de o altă sondă pe piață. Gradienții chimici din sedimente sunt uşor disturbaţi de sonde mișcate cu micro-manipulatoare. Sondele SEMSED fac aceste măsurători în mod precis, dar fără a mișca electrozii prin sediment. Abilitatea de a monitoriza evoluția sedimentelor fără perturbări fizice este foarte importantă în analiza modului în care sedimentele cresc şi descresc, şi cum se schimbă starea lor între aerob şi anaerob.

Bugetul proiectului aprobat în cererea de finanțare

Denumire capitol Bugetul de stat
(credite bugetare)
Cofinanțare
(surse proprii)
Total
1. Cheltuieli cu personalul (inclusiv taxele de angajator) 730.552 252.500 983.052
2. Cheltuieli cu logistica 282.005 7.320 289.325
2.1. Cheltuieli de capital 175.611 0 175.611
2.2. Cheltuieli privind stocurile 86.319 4.000 90.319
2.3. Cheltuieli cu serviciile executate de terți 20.075 3.320 23.395
2.3.1. Cheltuieli de subcontractare 0 0 0
2.3.2. Alte cheltuieli cu serviciile executate de terți 20.075 3.320 23.395
3. Cheltuieli de deplasare 22.438 9.000 31.438
4. Cheltuieli indirecte (regia) 154.005 39.925 193.930
TOTAL (LEI) 1.189.000 308.745 1.497.745
TOTAL (EUR) 245.762 63.816 309.578

ETAPA I – Perioada de implementare 09-12.2020

Ca urmare a faptului ca sonda multi canal urmeaza a fi brevetată se oferă în acest moment puține informații legate de descrierea acestui echipament.

Sonda multi-electrod va functiona ca parte dintr-o instalație parțial submersă în apă.

Funcționarea sistemului elecrochimic în mediul submers aduce provocări specifice cu privire la condițiile fizico-chimice. Pentru a le preantâmpina au fost identificate modificări specifice. Factorii principali în considerație pentru acest echipament sunt ancorarea de sediment, flotabilitate, interacțiile cu mediul acvatic și aerian, coroziune, depoziție și oxidare.

Ancorare

Ancorarea sondei de sediment este necesară pentru a evita misșcări de rotație și translație dupș instalarea sistemului în teren. Mișcările de rotație ale echipamentului relativ la axa verticală a sondei produc disturbări în interfețele redox din sedimente, ceea ce afectează citirile. De asemenea, trebuie împiedicată scufundarea sondei în sediment ulterioară instalării acesteia în teren. Scufundarea ulterioară a sondei alterează rezultatele din citiri prin introducerea de artefacte cu privire la poziția interfetei redox și rata de sedimentare sau dispersare a sedimentului.

Flotație

Instalația submersă trebuie să aibă suficientă densitate ca să permită așezarea pe sediment și evitarea ridicării ei nedorite în caz de valuri, vânt foarte puternic sau curenți subacvatici. Pentru a limita ca mișcarea apei să deplaseze instalația purtătoare de sondă multi-electrod, platforma submersă va avea decupături.

Interacții cu mediul acvatic și aerian

Din cauza sărurilor dizolvate în apă trebuie să fie evitată infiltrarea apei în zone cu circuite electrice. Sărurile din apă vor produce scurt-circuite și vor altera citirile electrozilor. Din tot echipamentul de măsurare suprafețele externe ale electrozilor trebuie să fie singurele părți expuse la apă. In acest scop sonda multi-electrod (inclusiv acele selectoare multicanal care sunt parte din sondă, contactele electrice și firele electrice) va fi încorporată în răsină expoxidică.

Coroziune, depoziție și oxidare

Părțile submerse metalice ale instrumentului sunt sensibile la coroziune și oxidare. Pentru a limita acești factori, se va utiliza oțel inoxidabil. Pentru instrumente test cu viață scurtă de folosire, se va folosi oțel electrodepozitat cu metale rezistente la rugină cum ar fi zinc. Suprafața electrozilor este vulnerabilă la coroziune și depoziție. Din această cauză, este necesară testarea periodică a stării suprafeței electrozilor folosind analize de conductivitatea suprafeței.

Activități de diseminare

I. Participări la saloanele de inventică

  1. Participare la PRO INVENT 2020 cu prezentarea posterului proiectului.
    S-a realizat posterul proiectului, care a fost prezentat în cadrul Salonului de Inventică Pro INVENT 2020, 18-20.11.2020.
    Scurta prezentare a proiectului a fost publicată în Catalogul Salonului, pg 145 – https://proinvent.utcluj.ro/img/catalogs/2020.pdf

II. Articole BDI publicate/acceptate spre publicare

  1. Articol acceptat spre publicare în revista BDI – Buletinul AGIR. Nr 3-4/2020.