60ª Reunião Anual da SBPC

INTRODUÇÃO:

Mais de 2/3 da superfície da terra está coberto com água, sendo 97% salgada, e do restante apenas 1% pode ser utilizada para o consumo humano. Com a escassez da água aumentando dia a dia devido o aumento da população, crescimento industrial e da agricultura e mudanças climáticas, torna-se mais evidente a preocupação de como adquirir água potável para o consumo humano. Umas das alternativas é a dessalinização dessas águas por energia solar, pois a energia solar é uma fonte inesgotável e totalmente limpa. O princípio básico da dessalinização é simples e efetivo, uma vez que replica o caminho natural da purificação da água: A luz solar aquece a água até a temperatura de vaporização. Quando a água evapora, vapor de água purificado sobe, condensa na superfície do vidro e é coletado. O presente trabalho tem como objetivo o estudo de um dessalinizador para água salobra, de baixo custo, para uso familiar, que possa atender a comunidades na região do semi-árido brasileiro. O processo pode ser aplicado tanto à água do mar (total de sólidos dissolvidos igual a superior a 30.000 ppm), como à água salobra subterrânea (total de sólidos dissolvidos entre 500 e 30.000 ppm, segundo Resolução CONAMA Nº 20), proveniente de poços. Neste trabalho foram estudadas as inter-relações de temperatura na lamina d’água, no vapor produzido e no ambiente externo, foram estudadas ainda altura da lâmina de água salinidade da água, índice pluviométrico e radiação solar.

METODOLOGIA:

A metodologia foi dividida em dois segmentos. Um relacionado à montagem do dessalinizador, tendo como objetivo a utilização de materiais de fácil aquisição e baixo custo. Um segundo, referente a instrumentação e obtenção de dados experimentais. Os seguintes parâmetros foram analisados: altura da lâmina de água (correspondente a 10L e 20L); salinidade da água (0 mg/L a 1600mg/L); temperatura da água; temperatura do ambiente externo; vazão de água dessalinizada; e, radiação solar. A capacidade do dessalinizador (vazão de água dessalinizada produzida em um intervalo de tempo) foi determinada levando em consideração as variações das seguintes temperaturas: da superfície da água, Tágua; do meio (ar dentro do dessalinizador); e do vidro de cobertura, Tvidro. Desse modo pode-se avaliar o efeito de diferentes condições climáticas, com relação a diferentes salinidades e altura da lâmina d’água. Os dados de temperaturas e radiação foram obtidos através de uma estação meteorológica e armazenados em um “datalog” conectados no dessalinizador. A água produzida no dessalinizador foi medida através de um pluviômetro, conectado ao “datalog”. Foram coletados dados referentes às temperaturas da água no dessalinizador e da radiação do ambiente durante as 24 horas do dia. O dessalinizador solar foi construído com as seguintes dimensões: 0,5 m de comprimento; 1,25m de largura; alturas de 0,1m e 0,4m, correspondente as laterais, nas quais é apoiada a cobertura de vidro.

RESULTADOS:

A eficiência do dessalinizador foi obtida através de experimentos em diferentes condições: altura da lâmina de água, radiação solar, salinidade da água, temperatura na lâmina de água e do ambiente externo. A quantidade diária de água dessalinizada produzida foi em torno de 1,5 litros de água, considerando as condições impostas aos experimentos. Independentemente da salinidade da água e da altura lamina d’água utilizada nos experimentos, os perfis das curvas de “volume de água destilada por incidência da radiação” foram muito parecidos, uma vez que a variação da incidência solar apresenta um ciclo diário, com um pico de máxima produção de água no horário de meio dia a uma hora da tarde. Após este período, apesar da redução da incidência solar, o dessalinizador mantém a temperatura, apresentando uma expressiva produção até cerca das 16:00 horas. A partir deste horário há uma queda representativa na produção de água, a qual é reduzida gradativamente, sendo praticamente nula a partir das 22:00 horas. Foi também observado que a variação da altura da lâmina d’água não altera significativamente a vazão diária de água dessalinizada produzida, uma vez que há uma compensação entre o aumento do tempo necessário para aquecimento de um maior volume de água e uma maior retenção de calor, devido ao maior volume de água. O aumento da salinidade reduziu a vazão de água produzida, o que pode ser explicado pelo Diagrama de Dühring.

CONCLUSÕES:

Foi construído um dessalinizador solar utilizando materiais de fácil aquisição e baixo custo, com área de condensação de 0,8375m2, de forma a torná-lo acessível a pessoas de baixa renda residentes no sertão, as quais sofrem com a escassez de água potável. Apesar dos experimentos terem sido realizados no período de abril a junho de 2007, o qual representaram os meses de maior índice pluviométrico do ano, os resultados são animadores, produzindo, em média, 1,5L diário de água doce, a partir de 10 L de água salobra alimentados a cada 4 ou 5 dias, utilizando um equipamento de pequeno porte. Espera-se que, no verão o volume de água produzida possa triplicar.

Instituição de fomento: Universidade Federal de Alagoas - UFAL

Trabalho de Iniciação Científica

Palavras-chave: Destilação, Dessalinização, Energia sol

E-mail para contato: fp.leandro@gmail.com