2. AVALIAÇÃO DE DANOS QUÍMICOS EM MEMBRANAS DE COMPENSAÇÃO
2.2 Desenvolvimento
2.2.1 Material e Métodos
2.2.1.6 Avaliação das características hidráulicas dos emissores sob diferentes temperaturas
Para a confecção das curvas vazão versus pressão foram montadas no Nível 4 (Setor 1), linhas gotejadoras novas representantes dos 14 modelos de gotejadores autocompensantes utilizados nos ensaios. As pressões utilizadas para a confecção das curvas foram as seguintes:
1 kPa, 2 kPa, 3 kPa, 4 kPa, 5 kPa, 10 kPa, 15 kPa, 20 kPa, 25 kPa, 50 kPa, 75, 100 kPa, 150 kPa, 200 kPa, 250 kPa, 300 kPa, 350 kPa e 400 kPa. Foram feitas também curvas vazão versus pressão para os tratamentos com aplicação dinâmica e estática de 100 mg L-1 de cloro livre (Nível 1 e 2) e aplicação estática de ácido nítrico (pH 2,0) por ½ hora. Sendo que para a confecção destas curvas utilizou-se as pressões de 50 kPa, 100 kPa, 200 kPa, 300 kPa e 400 kPa.
Para cada uma das pressões descritas acima, foram realizados ensaios com as seguintes temperaturas da água: 15oC (ΔT = 10 a 15 oC), 25 oC ±3 oC, e 40oC ± 1 oC.
Inicialmente, foram realizados testes de avaliação das linhas gotejadoras à temperatura de 15 oC para identificar possíveis problemas que poderiam ocorrer durante as análises. Com isso,
foi identificada a dificuldade de se manter a temperatura neste valor, com a utilização de um freezer para resfriar a água até a temperatura desejada, pois o sistema motobomba contribuia ao longo do tempo para o aquecimento da água, inviabilizando a análise dos 14 modelos de gotejadores numa dada pressão. A melhor alternativa encontrada, foi trabalhar com uma faixa de temperatura de 10 a 15 oC e o uso de gelo para auxiliar o freezer na manutenção da água dentro desta faixa.
A diferença de temperatura entre o freezer e o final da linha lateral encontrada, foi no máximo de 1oC. Para tanto, o procedimento seguido diariamente para a avaliação das linhas gotejadoras foi o seguinte: media-se a temperatura da água dentro do freezer, caso estivesse bem abaixo da faixa utilizada nas análises, procedia-se à pressurização do sistema (200 kPa) com todos os registros do Nível 4 abertos para recircular a água até atingir a faixa desejada e também recirculava a água com a utilização de um retorno da bomba direto para o freezer (este retorno também tinha a função de auxiliar no controle da pressão durante os ensaios), sendo no entanto medida a temperatura da água tanto no freezer, quanto no primeiro gotejador da primeira linha a ser avaliada. Fechava-se o registro principal (1 ½”) e todos os registros tanto no início quanto no final, com exceção da primeira linha a ser avaliada que permanecia com ambos os registros abertos.
Cuidadosamente a pressão do sistema era ajustada para a pressão requerida e procedia-se a medição da temperatura no primeiro e último gotejador da linha em análise e coletavam-se as vazões de todos os gotejadores na linha utilizando-se o método gravimétrico. Este procedimento foi o mesmo utilizado para a avaliação de todas as demais linhas gotejadoras. Assim, que a temperatura ultrapassava os 15 oC, o sistema era desligado e aguardava-se o resfriamento da água dentro do freezer novamente até atingir 10 oC, utilizando-se no entanto gelo para acelerar o processo.
Para aquecer a água, foi utilizado um conjunto de resistências no reservatório 2 (tratamento). E para permitir o monitoramento do nível de aquecimento da água, devido o uso das resistências e a recirculação da água no sistema, foi utilizado um sistema de controle automático instalado junto ao reservatório para monitoramento, evitando assim, temperaturas acima do desejado. A diferença observada foi de no máximo ΔT = 1 oC durante todo o período do ensaio.
As Figuras 2.31a, b mostram os equipamentos utilizados para promover o resfriamento e o aquecimento da água.
a b Figuras 2.31a, b – Equipamentos utilizados para o resfriamento e o aquecimento da água
As Figuras 2.32a, b mostram o manômetro digital utilizado para monitoramento da pressão (faixa de trabalho de 0 a 10 Kgf cm-2) e o sistema de controle automático da temperatura da água.
a b Figuras 2.32a, b – Equipamentos utilizados para o monitoramento da pressão de serviço (manômetro digital) e
controle automático da temperatura da água durante o ensaio
Diariamente o pH da água no freezer (Figura 2.31a) foi medido para acompanhar possíveis alterações, sendo que o mesmo ficou próximo de 7,0 durante todos os ensaios.
O procedimento para as leituras de vazão de cada gotejador consistiu da pressurização do sistema, posicionamento de garrafas plásticas (cortadas ao meio, com tamanho suficiente para receber um volume de até 1L) sob os respectivos gotejadores. Para apoiar as garrafas plásticas junto aos gotejadores, foram utilizadas placas de madeira (25 x 15 cm2) apoiadas sobre as linhas gotejadoras do nível inferior, ou sobre a calha para leitura dos gotejadores no nível 1.
O posicionamento dos coletores sob os respectivos gotejadores foi feito com uma defasagem de 5 segundos, e retirada seqüencial dos coletores após 5 minutos com defasagem de 5 segundos, transporte dos mesmos à bancada de pesagem, pesagem e tabulação dos dados.
Para se obter maior exatidão foi utilizado o método gravimétrico para a determinação do volume coletado de cada emissor, expressando-se os valores de vazão em L h-1. Foi utilizada uma balança de precisão certificada (OHAUS) com precisão de 0,01 g. Cada coletor com água foi pesado; descontando-se sua tara e dividido pela densidade da água, para obtenção em volume. A densidade da água foi obtida pela determinação do peso da água em um balão volumétrico de 500 mL, visando considerar a incorporação de ar, que pode chegar a 21 L m-3 água.
Uma adaptação no tubo de 100 mm conectado ao fundo da calha permitia a recondução da água utilizada para o ensaio ao reservatório 2 (tratamento).
A água utilizada para lavagem das linhas foi descartada em um canal dentro do Laboratório de Irrigação, que é utilizado para descarte de água proveniente de ensaios.
O sistema motobomba utilizado neste ensaio foi composto por uma bomba centrífuga marca KSB, modelo Hydrobloc P 1000, cuja curva fornecida pelo fabricante é apresentada em anexo (anexo D).
Depois de tabulados os pesos, efetuaram-se os cálculos da vazão, do coeficiente de variação de fabricação, coeficiente de variação de vazão e uniformidade de distribuição de água, utilizando as eq. (2.22 a 2.28).
Após as leituras, as curvas “vazão versus pressão” foram confeccionadas em planilha eletrônica, utilizando, no entanto o software Table Curve 2D para obtenção das respectivas equações dos emissores.
2.2.1.7 Avaliação da variação de volume das membranas de compensação de pressão dos