BURN - Esterilizador Inteligente De Baixo Custo Utilizando Radiação No Ultravioleta-C

Introduction: BURN - Esterilizador Inteligente De Baixo Custo Utilizando Radiação No Ultravioleta-C

A ideia do projeto surgiu em uma reunião de grupo do Prof. Antônio A. R. Neves, da Universidade Federal do ABC (UFABC), já em modalidade remota, durante o início da suspensão das atividades acadêmicas. Um dos alunos do grupo havia desenvolvido, em anos anteriores, protótipos semelhantes voltados à influência da radiação UV-C em frutas e vegetais[MD1] [FM2] , apresentados tanto em feiras de ciências quanto no próprio simpósio da UFABC. A solução encontrada foi a automatização de um dispositivo, por meio de eletrônica derivada de circuito desenvolvido em um projeto de Iniciação Científica em Levitação Acústica, de autoria de um dos membros do grupo de pesquisa.

Com a publicação do edital para o combate à Covid-19 da UFABC, vimos uma oportunidade para iniciar a explorar o potencial germicida da radiação ultravioleta-C de modo a desenvolver um equipamento acessível e eficaz ao controle da disseminação do vírus, atendendo ao novo estilo de vida adotado nesse cenário de pandemia.

O BURN consiste em uma caixa esterilizadora de objetos do cotidiano que estão vulneráveis à contaminação do SARS CoV-2, patógeno responsável pela pandemia do Covid-19. O princípio de desinfecção desse projeto está relacionado diretamente ao potencial germicida da radiação do UV-C, a qual possui comprimento de onda igual à 254 nm. Embora comprovada a sua eficiência na eliminação do vírus, estar exposto a esse tipo de radiação exige o conhecimento dos possíveis riscos envolvidos, assim os cuidados necessários podem ser tomados, evitando acidentes e utilizando a tecnologia da melhor forma possível.

Aviso legal
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A construção e utilização deste dispositivo é por sua própria conta e risco, e são necessários cuidados em relação a segurança do UVC e também à eletricidade. Todas as precauções de segurança devem ser tomadas, realizando pesquisas sobre os assuntos aqui abordados. No final deste tutorial, temos as Orientações de uso e Riscos, que devem ser lidas e seguidas.

Este dispositivo é um desinfetante de organismos, não um esterilizador. Esterilizador é um processo de remoção de todos os organismos, e a higienização e de remover a maioria dos organismos em uma superfície. E deve ser utilizado junto a outras ações e orientações indicadas pelos órgãos de Saúde de seu país e também da Organização Mundial de Saúde. O equipamento não é destinado a hospitais, e não passou por testes em órgãos como a ANVISA, portanto não utilize como tal.

Apesar de realizarmos revisão bibliográfica dos níveis de dose e tempo de exposição para inativação, e testes de eficiência de potência da lâmpada, não há comprovação da inativação do vírus por esse dispositivo. __________________________________________________________________________________________

Supplies

Montagem Mecânica:

1 x Bisnaga silicone para vedação (p/ furos evitando entrada de água)

1 x Cola Quente

1 x Cola Branca (opção caixa isopor)

1 x Cola Adesivo Instantâneo (opção caixa plástica)

1 x Rolo de papel alumínio

Chaves diversas

Caixa de térmica de isopor 50L (opção caixa isopor)

Caixa de térmica de isopor 40L (opção caixa plástico)

2 x Abraçadeira T5

2 x Dobradiças Parafusos (recomendado)

Montagem Sistema de Controle:

2 x Caixa de Passagem Sobrepor 102x102x55 mm

4 x Prensa Cabo PG7

4 x Cabo PP Flexível 3 X 0,5 mm (metro)

1 x Plug Macho 2p + T 10 A 250 V

1 x Barra de 12 bornes p/ fio de 4 mm

2 x Parafuso 3x15 mm

20 x Cinta abraçadeira 2,5x200 mm

1 x Cinta abraçadeira 2x50 mm

Montagem Eletrônica:

1 x Potenciômetro Linear sem chave 3,3 MΩ ou 4,7 MΩ; (à depender do tempo)

1 x Resistor 1/4 W - 5% tolerância -150 Ω;

1 x Resistor 1/4 W - 5% tolerância -10 kΩ;

2 x Capacitor eletrolitico Radial 470µF; (à depender do tempo)

1 x Chave push button NA;

1 x Chave micro switch mini 2A com haste;

1 x LED 5mm vermelho difuso;

1 x Micro Switch 2A com Haste;

1 x Relé 5V 10A;

1 x Circuito integrado LM555;

1 x Soquete CI 8 pinos;

3 x Borne KRA encaixe 2 vias;

1 x Placa fibra de vidro ilha (50x100 mm);

1 x Cabo USB A macho x USB A Macho 2m;

1 x Cabo USB A Macho X USB A Fêmea 3.0 Azul 1.5 Metros;

1 x Knob Numérico Preto com Frontal;

2 x Parafuso 3x10 mm.

Montagem Elétrica e Iluminação:

1 x Lâmpada Germicida 6W - OSRAM;

1 x Reator 1x8 Bivolt para Fluorescente Tubular Germicida (suporta até 8W);

2 x Braçadeira de metal T5; 2 x Soquete T5 p/ lâmpada;

Montagem Suporte de Níveis (Opcional):

1 x Perfil U (tamanho à depender das medidas internas da caixa);

1 x Tela Hexagonal Galinheiro (tamanho à depender das medidas internas da caixa);

10 x Cinta abraçadeira

Step 1: Montagem Da Caixa Elétrica Do Reator

Podemos iniciar a montagem pela caixa de elétrica para o reator e o cabo de energia para alimentação da lâmpada. A fim de garantir a segurança, as caixas sugeridas são as que possuem proteção IP65, com proteção à poeira e contra jatos de água (https://blog.cpetecnologia.com.br/ip-grau-de-protecao/), evitando acidentes em caso de queda de água de forma acidental.

Para os cabos de ligação, são necessários furos na caixa. Para manter a proteção, devemos utilizar prensa cabo (PG7), para evitar a entrada de água.

Vamos realizar a furação na parte superior, para saída dos cabos do reator que chegarão até a lâmpada, e na lateral esquerda para o cabo de energia. Os furos são de 12 mm e devem ser centralizados nas duas faces da caixa, conforme figura 1.

Corte o cabo de 3 vias de 4m, deixando com comprimento de 2,5m ou medida que desejar, deixando uma sobra de 1m para ligações que iremos apresentar mais à frente. Decapar o cabo e ligar no plug de 10A e 3 pinos, mostrado na figura 2, e passar o cabo pelo prensa cabo na lateral com a rosca de aperto como mostrado na figura 3.

Para que o sistema de lâmpada funcione, devemos passar um cabo de aproximadamente 10cm de comprimento, para a caixa do sistema eletrônico de controle, que iremos montar depois. Um furo na lateral direita é necessário para a passagem desse cabo, com o furo de 7mm justo para evitar entrada de água. A posição do furo deve ser na lateral direita, o mais próximo da coluna, e também próximo da parte superior dessa lateral, como mostrado na figura 4.

Com todos os furos feitos, deve ser preparado o conector para conexão de todos os cabos na caixa de elétrica. Corte a barra com 12 conectores, um pedaço com 3 conectores e outro com 2 conectores, porém preservando o furo de passagem de parafuso, para fixação na caixa, conforme as figuras 5 e 6, com utilização de 2 parafusos de 3x15mm.

Fixar a parte com 3 conectores no furo inferior da caixa. Conectar um cabo de energia, e o cabo que irá para a caixa de eletrônica, conectando 2 cabos. Na parte superior, parafusar a parte com 2 conectores e conectar o outro cabo de energia, conforme a figura 7.

Para fixação na caixa térmica, deve ser utilizado 4 fitas lacre de 2,5x20mm.

Devem ser feitos 4 furos de 3mm no fundo da caixa, na região com rebaixo, para passagem das fitas abraçadeiras.

Com a caixa de elétrica finalizada, deve ser conectado os fios de alimentação do reator. Devem ser ligados os cabos correspondentes à alimentação que irá utilizar (127V ou 220V), e para o exemplo, utilizamos os fios branco e preto para ligação em 127V. Um dos cabos deve ser fixado no conector superior, no lado direito, e outro cabo nos conectores inferiores, no lado esquerdo, conforme a figura 8.

Com todas conexões realizadas, passar os fios pelo prensa cabo PG7, para ligação da lâmpada, e posicionar o reator dentro da caixa, conforme a figura 9.

Para a tampa, coloque o aviso de risco de choque elétrico, disponibilizado em um dos nossos documentos abaixo, para alerta e cuidados em relação à água nessa região, conforme a figura 10.

Step 2: Montagem Do Sistema Inteligente De Controle

Para o desligamento automático da lâmpada como forma de segurança desenvolvemos um sistema de controle inteligente. Semelhantemente à caixa de elétrica, temos uma caixa para o sistema eletrônico, ligação dos sensores e alimentação via cabo USB.

Utilizaremos uma caixa de passagem com proteção IP65, assim como no passo anterior. Iniciar com a furação de 3 mm, nos pontos no fundo da caixa, para passagem de fitas de lacre, de 2,5x200mm, conforme a figura 11.

Realizar a furação de 12 mm da lateral direita e lateral superior, deixando os furos centralizados horizontalmente, e na metade superior próximo à tampa, para que os cabos não fiquem muito próximos à placa que será afixada no fundo da caixa, conforme as figuras 12 e 13.

Corte na metade ou na medida de comprimento que preferir, o cabo USB com conectores tipo A macho/fêmea e desencape o cabo com conector fêmea. Utilizaremos os fios vermelho e preto, podendo ser cortados os fios amarelo e branco, conforme a figura 14.

Coloque fita isolante na base do cabo para isolar a parte metálica dos fios amarelo e branco que foram cortados. Com os fios desencapados , dobre os fios, a fim de deixá-los com espessura maior, pois são muito finos e pode dificultar a conexão nos bornes posteriormente, figura 15. Estanhe as pontas de cada fio dobrado, conforme a figura 15. Passe pelo prensa cabo PG7 e aperte o conjunto para evitar entrada de poeira e água. O cabo deve ficar no furo da lateral direita, o cabo do USB depois de pronto, conforme a figura 16.

Utilize a sobra do cabo de energia da caixa de elétrica. Decape dois fios para solda na chave micro switch com haste, que será o sensor de tampa para desligamento da iluminação, conforme a figura 17.

Para solda do cabo do sensor de segurança, pode ser utilizado termo retrátil que ao ser aquecido, diminui seu diâmetro, devendo ser colocado no cabo antes da solda. Realize a solda com um dos fios no contato C (comum), e o outro no contato NO (normalmente aberto na sigla em inglês). A sequência com indicação dos contatos, solda e aquecimento do termo retrátil, são mostrados na figura 18.

Após finalizar a solda e isolamento do cabo do sensor, passar o cabo pelo prensa cabo PG7, deixar uma sobra para dentro da caixa para posterior conexão nos bornes do circuito eletrônico e apertar o sistema, no furo da lateral superior da caixa do sistema de controle, conforme a figura 19.

Step 3: Circuito Eletrônico

Para realizar o controle do sistema de iluminação, desligamento automático e sensor de segurança, utilizamos um circuito eletrônico baseado no CI 555, na função contador de tempo. Uma alternativa barata e que não depende de programação, somente regulagem através de um potenciômetro para o tempo que indicaremos no passo de utilização do sistema BURN.

O esquemático é apresentado na figura 20 com indicação dos bornes para conexão dos cabos para sensores, alimentação e saída para controle do reator da lâmpada e todos componentes dimensionados para os tempos necessários com as distâncias indicadas posteriormente.

Os componentes necessários para o sistema eletrônico são indicados na lista no início do tutorial, e são mostrados na figura 21.

Antes de realizar a solda dos componentes na placa de universal, recomendamos a ligação em uma placa de testes (protoboard) para verificar o funcionamento correto do sistema. Um exemplo do circuito montado em protoboard é mostrado na figura 22.

Para os componentes que serão fixados na caixa de eletrônica, como um painel de controle, corte 6 fios de 15 cm cada para serem soldados no LED vermelho, chave push button (botão de acionamento) e potenciômetro, conforme a figura 23.

Soldar os componentes na placa universal, seguindo o esquemático mostrado anteriormente. A sugestão de disposição dos componentes na placa é mostrada na figura 24. Os componentes que ficaram no painel devem ser soldados na placa através dos fios preparados anteriormente.

Step 4: Montagem Do Painel Do Sistema De Controle

Para o painel, realizar 1 furo de 5 mm para o LED e 2 furos de 9 mm para o botão e potenciômetro, conforme figura 25. A posição dos furos deve levar em conta a disposição dos componentes eletrônicos soldados na placa, conforme a figura 26. Portanto, fixe a placa no fundo da caixa de eletrônica com os parafusos de 3x10 mm. Os contatos do potenciômetro podem ser dobrados para ficar acomodado no espaço da caixa.

Fixar os componentes nos furos da caixa de controle, conforme a figura 27. Pode ser utilizado silicone ou cola quente para fixação do LED.

As duas caixas, elétrica e eletrônica, serão afixadas na tampa da caixa de desinfecção uma ao lado da outra e a geometria da tampa deve ser levado em conta.

Para a opção de caixa de isopor, não há desnível, portanto, utilizar o furo na caixa de elétrica para marcar a lateral esquerda da caixa e realizar um furo de 7mm para passagem do cabo ligado ao reator. As caixas devem estar no mesmo nível.

Para a opção de caixa de plástico, há um desnível de 1 mm, portanto, suba a caixa de eletrônica 1 mm para realizar a furação de 7 mm, conforme as figuras 28 e 29.

A haste do potenciômetro deve ser cortada para encaixe do botão com indicador de posição). Deixe o suficiente para chegar ao parafuso de aperto do knob, conforme a figura 30.

Indicamos na lista de materiais, um botão com indicador de posições para compra. Porém, se não encontrar, pode ser impresso o marcador, recortado um furo no centro, retirado o knob e colado no painel, conforme as figuras 31 e 32.

Finalizamos a montagem com um indicador da radiação UV, que por ser do tipo C devem ser tomadas as precauções, conforme seção de Orientações de uso e riscos associados. Alerta mostrado na figura 33.

À seguir, temos duas opções de caixas térmicas a serem montadas com a eletrônica mostrada anteriormente. Uma caixa térmica de Isopor de 50 L, que possui um volume maior e custo menor, permitindo objetos maiores a serem higienizados, ou uma caixa térmica de plástico de 40 L, com maior resistência e portabilidade para transporte. A escolha fica a seu critério, podendo ser utilizada a que melhor se adequar aos objetos para higienização, como também à utilização. Escolha uma das opções de caixa térmica e siga as instruções para esta.

Step 5: Montagem Mecânica - Caixa De Isopor 50L

As primeiras furações que iremos fazer são as de fixação das duas caixas que armazenam os circuitos e componentes eletrônicos. A seguir, na figura 34, está disposto o diagrama da localização dos furos que devem ser feitos na tampa da caixa de isopor. Para furar o isopor pode-se usar uma chave philips ou outro objeto que possua ponta, tomando cuidado para não se furar ou danificar a caixa no processo.

Os furos, numerados de 1 a 8, devem seguir as dimensões especificadas na imagem a fim de permitir o encaixe correto das caixas elétricas. Todas as medidas das caixas, representadas pelos quadrados vermelhos, são simétricas.

Ainda não fixe as caixas eletrônicas pois podem atrapalhar nas demais furações!

A próxima furação será para fixar as abraçadeiras T5, responsáveis por segurar a lâmpada UVC.

Para essa furação, deve-se seguir o gabarito disposto abaixo, figura 35, se atentando que os espaçamentos são exclusivos para a lâmpada usada nessa caixa, podendo ser diferente caso se utilize outra.

No gabarito os furos para as abraçadeiras são representados pelos furos L1 a L4.
Antes de procedermos, podemos fixar as partes nas furações já efetuadas. Para isso, primeiramente deve-se fixar as abraçadeiras T5, cada uma utilizando uma braçadeira convencional de L1 a L2 e outra de L3 a L4.

Após isso, pode-se fixar as caixas elétricas, também fazendo uso de abraçadeiras convencionais. Para isso deve-se seguir a seguinte ordem de fixação:

1 braçadeira de 1 a 2;

1 braçadeira de 3 a 4;

1 braçadeira de 5 a 6;

1 braçadeira de 7 a 8;

Feito isso iremos abrir espaço para fixar o sensor de segurança que ficará na tampa. Para isso deve-se abrir um furo de tamanho e posição dispostos no gabarito a seguir.

Com a furação feita, o sensor da tampa deve ser fixado com cola quente, tomando cuidado para garantir que o mesmo apenas se encontre fechado quando a tampa esteja fechada e para não colar as partes móveis do mesmo também.

Por fim, iremos fixar as dobradiças na tampa da caixa para evitar que o conjunto com a lâmpada quebre ou caia. Para isso, deve-se seguir o gabarito a seguir.

Os furos indicados por T3, T4, T7 e T8 devem ser feitos na parede da caixa, a fim de fixar as dobradiças da tampa na caixa com abraçadeiras entre T3-T4 e T7-T8.

Já os furos T1, T2, T5 e T6, por serem feitos diretamente na tampa, recomenda-se que sejam presos por parafusos, cuidadosamente parafusados no isopor e colados fazendo uso de cola. Porém também pode-se realizar furos e prendê-los usando abraçadeiras, ainda que este último método seja mais complexo de se fazer pela geometria da tampa.

Com as furações realizadas, a próxima etapa para a montagem mecânica da caixa de desinfecção é o revestimento com papel alumínio das paredes internas do isopor. Para isso usamos papel alumínio e cola branca.

Nunca use colas à base de solvente orgânico na sua caixa de isopor! Colas que possuem certos tipos de solvente irão DISSOLVER a caixa.

Para realizar o revestimento interno, não utilize apenas uma folha grande de papel alumínio, corte pedaços de comprimento ligeiramente maiores do que a da parede que você irá revestir, tomando o cuidado de evitar amassados na folha e lembrando-se de revestir todas as superfícies internas, como demonstrado nas figuras 36 e 37. Para cada superfície espalhe uma fina camada de cola branca com um pincel ou outro instrumento disponível e acomode a folha cortada cuidadosamente na parede a fim de posicioná-la corretamente.

Step 6: Montagem Mecânica - Caixa De Plástico 50L

Como alternativa à caixa do BURN, apresentamos a montagem nesse modelo de caixa térmica de plástico, encontrada em lojas de departamento online e sites de vendas com entrega via correios. O volume é de 40L, possui maior resistência mecânica e portabilidade, com alça e trava de tampa. As figuras 38 e 39, apresentam o modelo utilizado.

Realizar a marcação para retirada da aba lateral da tampa da caixa, conforme figura 40. Além disso, marcar metade das duas abas que fazem ângulo de 45º com a lateral, para recorte também, conforme figura 41.

Para que a tampa seja afixada na caixa e realize o movimento de abertura e fechamento, é necessário o recorte das abas, devendo ficar como mostra a figura 42.

As dobradiças possuem canto com ressalto para um pino, que é responsável pelo movimento da peça. O lado com ressalto deve ser direcionado para a caixa, e a parte sem ressalto deve ficar direcionado para fora, conforme as figuras 43 e 44. Essa orientação irá diminuir o atrito com a alça da caixa, que passa pelas dobradiças para abertura da tampa.

O lado da tampa com aba recortada e as dobradiças devem ficar no lado que a alça permita a abertura da tampa. As travas ficam localizadas nas laterais menores da caixa, em uma peça redonda afixada na mesma, que, ao ser girada, permite que a tampa saia. A base da alça, na posição de trava aberta, é mostrada na figura 45, e o lado que a alça fica deve ser o da aba recortada e posição das dobradiças.

A posição da alça com a trava de tampa é mostrada na figura 46, para comparação de posições.

Posicionar as três dobradiças e o recorte da tampa, na lateral que a trava de alça permita a abertura e marcar os furos para fixação das dobradiças na caixa e tampa. Uma das dobradiças deve ficar centralizada, as outras duas, devem ficar afastadas do centro, porém, antes da lateral de 45 graus, conforme a figura 47.

Os furos na caixa para as dobradiças irão começar no lado externo, nas posições mostradas na figura anterior, porém, o furo no lado interno da caixa deve estar em uma posição mais baixa, para que as abraçadeiras de plástico não atrapalhem o fechamento da tampa. Para isso, realize a marcação de três linhas afastadas da borda em 2 cm. As linhas para os furos, são mostradas na figura 48.

Realizar as furações de 3 mm nas marcações anteriores, iniciando do lado externo e a saída dos furos devem ser na linha na parte interna da caixa, para que as abraçadeiras fiquem na diagonal, conforme a figura 49.

Posicionar as caixas de elétrica e eletrônica centralizadas na tampa da caixa para marcação, deixando o painel com botões virados para o lado oposto às dobradiças. São oito furos, quatro no fundo de cada caixa, que devem ser marcadas como a figura 50.

Os furos de cada caixa devem ser marcados em região centralizada e fora dos rebaixos da tampa. A distância entre as caixas de elétrica e eletrônica deve ser de 1cm, para fechamento das tampas. A figura 51 mostra as marcações na tampa, fora dos rebaixos da tampa.

Posicionar a lâmpada na tampa de forma a ficar centralizada, para iluminação por igual dos objetos, e realizar a marcação nas extremidades para passagem dos cabos elétricos, conforme figuras 52 e 53. Os furos devem ser de 4,5 mm.

Recorte a tampa e realize dois furos de 2,5 mm para que uma abraçadeira fixe o sensor na tampa, conforme a figura 54.

Colocar as abraçadeiras metálicas na lâmpada e posicionar na tampa para furação de 3 mm, conforme a figura 55 e detalhe na figura 56.

Os conectores de lâmpada do modelo utilizado possuem abas para cobrir a parte metálica da lâmpada, porém, em nossa fixação, isso afasta os contatos, o que pode gerar mal contato. Retire a aba nos dois conectores, para a face ficar rente aos contatos fêmeas dos conectores, conforme figura 57.

Demonstramos o conector com aba recortada encaixado na lâmpada, na figura 58.

Utilizamos papel alumínio para a reflexão da radiação luminosa e cola adesiva instantânea para colagem, conforme a figura 59.

A cola para essa caixa deve ser adesiva instantânea para melhor aderência ao plástico. Cola em detalhe na figura 60.

Recortar o papel alumínio para revestimento do fundo da caixa e, ao aplicar a cola, fique atento à quantidade de cola colocada. A cola possui odor forte e as orientações no rótulo do produto devem ser seguidas. Aplicar a cola para o revestimento em ambiente ventilado e afaste as vias aéreas da região da caixa. Conferir a figura 61.

Repetir o procedimento para cada lateral interna da caixa até completar o revestimento, figura 62 e para o lado interno da tampa, figura 63.

Aguardar o tempo de secagem indicada no rótulo do produto. Abrir os furos no papel alumínio para passagem dos fios e abraçadeiras, nos furos feitos previamente, conforme as figuras 64 e 65.

Posicionar as dobradiças na tampa e caixa de alumínio, com o ressalto da dobradiça virada para a caixa, e passar as abraçadeiras de plásticos no furo. A passagem das abraçadeiras na caixa devem iniciar do lado de dentro da caixa para que o lacre não atrapalhe o movimento da alça. As abraçadeiras da tampa devem ser passadas iniciando do lado de fora da caixa para que o lacre não atrapalhe o fechamento da tampa. Os lacres das abraçadeiras e sua posição são mostradas na figura 66. O lacre do lado interno da caixa é mostrada na figura 67.

Fixe com abraçadeira as abraçadeiras metálicas no lado interno da tampa, usando os dois furos. O furo mais externo será compartilhado com os cabos para a lâmpada posteriormente. Conferir a fixação da abraçadeira metálica no lado interno na figura 68, e no lado externo na figura 69, onde o lacre deve ficar, portanto, inicie a passagem das abraçadeiras plásticas de fora para dentro.

Passar as abraçadeiras de plástico de dentro da caixa, passando pelas caixas de elétrica e eletrônica e retornando para a parte interna da caixa onde devem ficar os lacres, conforme figuras 70 e 71.

O sentido das abraçadeiras na parte interna da tampa é mostrado na figura 72.

Com as caixas fixadas, passar os cabos do reator pelos furos mais afastados do centro da caixa, para os conectores de lâmpada, seguindo o esquemático de ligação do reator. Os fios de cada lado e passagem nos furos são mostrados nas figuras 73 e 74.

Emendar os conectores de lâmpada em cada par de fios no lado interno da caixa, como mostrados nas figuras 75 e 76.

Prender o sensor de segurança na tampa da caixa com abraçadeira de 2mm. Iniciar a passagem da abraçadeira pelo lado externo como mostrado na figura 77, para o lacre não atrapalhar o fechamento da tampa. Para o lado interno, a abraçadeira deve ser passada entre sem prender a haste, para que fique livre e realize o acionamento com a tampa fechada, como mostrado na figura 78.

Encaixar a lâmpada nas abraçadeiras metálicas e ligar nos conectores em cada lado, como mostrado na figura 79.

Utilize cola quente para fixar melhor o sensor de segurança e evitar entrada de poeira e respingos de água, conforme a figura 80.

Pronto, a montagem da caixa está finalizada e é mostrada na figura 81.

Step 7: Montagem De Suporte De Níveis - Opcional

O suporte de níveis surge como uma função opcional, visto que, caso o usuário possua uma grelha ou qualquer objeto fluído que sirva de apoio aos objetos, poderá aplicá-lo na utilização. É um instrumento de baixa complexidade para construção e com materiais encontrados em depósitos de construção, sendo eles, cintas abraçadeiras, perfil U e tela hexagonal de galinheiro (ambos itens, à depender das medidas internas da caixa), conforme figuras 82, 83 e 84.

Tendo as medidas internas da caixa em mãos, é necessário marcá-las no perfil U, de forma que fique uma folga de 1 a 2 cm de ambos os lados, para que o suporte seja acomodado na estrutura da caixa. Em seguida, basta cortar as laterais, conforme a figura 85, e dobrar com apoio de um objeto (serra, makita, alicate) fazendo com que a abertura fique para o lado de fora, como mostrado na figura 86.

ATENÇÃO: não corte as laterais até o final, é imprescindível que seja cortado somente as bordas, pois o plano servirá de sustentação para a dobra e acomodação da tela, ilustrado pela figura 87.

Tendo as dobras, é preciso fazer o recorte das pontas, para que as laterais se encaixem após a dobra inversa (com a vazão para dentro). Para auxiliá-lo nesse momento, é recomendado que utilize uma régua e um canetão como auxílio para que as marcações sejam precisas, de acordo com a figura 88. Após as marcações, utilize uma ferramenta rígida que possibilite tirar essas sobras, como o alicate utilizado na figura 89, garantindo o encaixe perfeito, conforme figura 90.

Após ter a borda consolidada, é necessário fazer a medição do tamanho da tela e cortá-la, conforme a figura 91, de modo que a mesma será encaixada dentro da moldura, tomando assim, o formato de suporte.

Por fim, basta acomodar a tela cortada na vazão das laterais do perfil U e prender essa ligação com as cintas abraçadeiras, conforme figura 92, proporcionando a rigidez que o suporte necessita ter para acomodar os objetos colocados na superfície. E para melhorar o visual, basta cortar os excessos, como está na figura 92 e está pronto o seu suporte.

Step 8: Utilização Da Caixa

Visando a melhor disposição dos objetos para desinfecção, o suporte desenvolvido é uma forma de acomodá-los em 3 diferentes níveis, estando diretamente ligados ao tamanho dos objetivos que serão introduzidos na caixa, em proporção ao tempo para desinfecção. Nas figuras 93, 94 e 95 é possível visualizar a posição em que o suporte será colocado.

A tabela para desinfecção de 99,9% é apresentada a seguir, para as distâncias sugeridas para posicionamento dos grids dentro da caixa. Esses valores foram obtidos através de estudos experimentais realizados pelo grupo, utilizando a dose de 1J/cm².

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Distancia (cm) da Lâmpada // Tempo de Exposição (min) // Posição do Potenciômetro

5 // 20 // 3

20 // 50 // 6

36 // 90 // 10

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Para a última distância, foi utilizado a profundidade da caixa mais alta (plástico), porém os tempos e posições do potenciômetro são os mesmos para a mais baixa (isopor), 90 min e posição 10.

Posto o suporte, há uma relação direta de proporção com a seleção de tempos para uso, devido a radiação do UV-C ser mais intensa quando o objeto está mais próximo da lâmpada.

Para referência, segue uma tabela com os tempos para cada posição do potenciômetro.

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Posição do Potenciômetro // Tempo de Exposição (min)

1 // 0

2 // 10

3 // 20

4 // 30

5 // 40

6 // 50

7 // 60

8 // 70

9 // 80

10 // 90

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Exemplo de Uso:

Para este exemplo de utilização da caixa de desinfecção iremos considerar que o item a ser colocado nela é um telefone celular.

A primeira etapa para iniciar o processo de desinfecção é o correto encaixe do suporte de níveis. Neste caso, o suporte deve ser colocado no nível 1 e o objeto colocado em cima do suporte. Feito isso, a tampa da caixa deve ser fechada e o seletor de tempo colocado na posição de número 3, que corresponde a um tempo de 20 minutos.

Fechada a caixa e o tempo selecionado, o botão de acionamento deve ser pressionado uma única vez.

Por fim, após o tempo selecionado, o sistema de desinfecção irá desligar automaticamente e o objeto pode ser retirado com segurança.

Deve-se destacar que os objetos colocados em determinado nível não devem, em hipótese alguma, tocar a lâmpada quando a tampa está fechada, sob o risco de queimar o objeto ou a lâmpada, ou até mesmo de se quebrar a lâmpada que contém substâncias tóxicas em seu interior.

ORIENTAÇÕES DE USO E RISCOS:

Os raios UVC em ambiente natural são os mais perigosos para o ser humano, pois carregam energia suficiente para interagir, inclusive a nível molecular, em estruturas do organismo, podendo causar danos no DNA das nossas células. No entanto, praticamente não chegam à superfície terrestre, sendo filtrados, absorvidos e refletidos pelo oxigênio e pelo ozônio presente na atmosfera. Essa radiação pode causar sérios danos à saúde, como o envelhecimento precoce, o câncer de pele, problemas oculares (catarata e, em situações extremas, cegueira) e até mesmo alterações no sistema imunológico.

Por isso, destacam-se os cuidados necessários ao uso da caixa e à exposição ao UVC:

  • Não expor pessoas e animais diretamente à essa luz;
  • Não encostar diretamente na lâmpada sem o uso de luvas;
  • Não utilizar o equipamento aberto;
  • Não sobrepor objetos que serão esterilizados juntos;
  • Não ultrapassar a quantidade de horas úteis da lâmpada;
  • Não ultrapassar a quantidade de tempo indicada para a esterilização de cada objeto;
  • Não inserir substâncias inflamáveis dentro da caixa;
  • Não abrir a caixa durante o processo de esterilização;
  • Não manusear os objetos esterilizados antes de higienizar as mãos;
  • Não posicionar objetos de forma dobrada;
  • Não posicionar objetos de forma que fiquem encostados na lâmpada;
  • Não apoiar a tampa com a lâmpada virada para baixo;
  • Sempre esterilizar ambos os lados de um objeto;
  • Sempre utilizar altura e tempo indicados para cada objeto;
  • Sempre seguir as orientações de uso.

Step 9: Grupo

O grupo é constituído pelo coordenador Professor Orientador Antonio Alvaro Ranha Neves e pelos discentes bolsistas e voluntários: Ana Carolina Ratti, Felipe Menossi e Silva, Gabriel Leal, Guilherme Galhardo, Letícia Foiani, Matheus Pessôa, Mauri Pedroso, Pedro Henrique Olyntho e Sarah Aquino.

A heterogeneidade do time, que inclui também duas alunas ingressantes, se faz a partir de diferentes áreas da graduação e pós graduação em Física, Química, Nanociências de Materiais Avançados, Engenharia Aeroespacial, Engenharia Mecânica e Engenharia Biomédica, o que enriquece o projeto e a troca de conhecimentos.

Step 10: Divulgações E Direitos Autorais

Se interessou pelo projeto e quer saber mais? Quer entrar em contato conosco?

Emails:

felipe.menossi@aluno.ufabc.edu.br (automação e eletrônica - Eng. Robótica)

guilherme.galhardo@aluno.ufabc.edu.br (automação e eletrônica - Eng. Aeroespacial)

matheus.pessoa@mail.mcgill.ca (física - Mestrando em Física)

mauri.lima@ufabc.edu.br (física - Doutorando em Nanociências de Materiais Avançados)

pedro.olyntho@aluno.ufabc.edu.br (divulgação - Eng. Biomédica)

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