Economia da Experiência do Laboratório de Potabilização de Água – LAPOÁ

As informações decorrentes das dissertações e trabalhos de conclusão de curso – TCC, seus resultados, conclusões e considerações, foram agregadas por serem significativos para o entendimento dos processos desta pesquisa.

A metodologia para este trabalho insere, pois, as pesquisas anteriores no LAPOÁ, realizadas por Senen (2000), Soares (2004), Murakami (2005), Reif (2006), Ferrari (2008) e Lenzi (2009), como partida aos avanços que se pretende.

Figura 33 - Destilador Solar de Água

Fonte: Soares (2004)

Figura 34 - Potabilizador de Pirâmide Invertida

Fonte: Soares (2004)

Os estudos desenvolvidos por Soares (2004) com o Destilador Solar de Água em forma de pirâmide (Figura 333) e

pirâmide invertida (Figura 34) agregam informações iniciais de Senen (2000) e contribuem nos seguintes pontos:

 Tecnologia do Potabilizador Solar de Água é adequada para comunidades rurais ou isoladas, principalmente em regiões áridas;

 Definição de 25o para a melhor inclinação da cobertura de vidro do equipamento (pirâmide de quatro lados);

 Lâmina d’água inferior a 10 mm na bandeja fixa que recebe a água bruta;

 Indicação da fibra de vidro como material inerte, não comprometendo a qualidade da água;

 Condução da água condensada ao reservatório para não ter perda por reevaporação;

 Produção máxima em um dia de 6,2 L/m².dia ;

 Produção média sem chuva entre 3,1 a 3,7 L/m².dia (Florianópolis/SC);

 Produção média com período chuvoso entre 3,0 a 3,7 L/m².dia (Natal/RN);

 Produção média da Pirâmide Invertida entre 1,4 a 1,7 L/m².dia em Florianópolis/SC (Figura 34);

 Produção de quantidade e qualidade de água potabilizada a partir de água salobra, salgada e doce contaminada;

 Limpeza da tecnologia do Potabilizador Solar;

 Conclusão de uma estimativa para construção de um Potabilizador Solar de Água com a medida de 1,42m x 1,42 m de espelho d’água para a produção de 8 L/m².dia com disponibilidade de radiação solar sem nuvens;

 Produção de água potável dentro dos padrões de potabilidade da Portaria Nº 518/2004 a partir de águas salobras, salgadas e doce contaminada.

Já Murakami (2005), que utilizou apenas o Potabilizador Solar de Água com Pirâmide invertida, para águas de chuva e salgada, as seguintes contribuições são:

 Isolamento completo do sistema interno;

 Base de fibra de vidro com cor preta;

 Manutenção de uma lâmina d’água mínima na bandeja;

 Manutenção da temperatura da água interna;

 Equipamento localizado em local com proteção aos ventos;

 Produção máxima em um dia foi de 1,38 L/m².d;

 Produção média de 0,88 L/m².d;

 Perda de parte da água produzida por condensação;

 Produção de água potável nos padrões de potabilidade da portaria Nº 518/2004;

 Orientações para o local de instalações do Potabilizador;

 Não se recomenda o uso do potabilizador invertido para remoção de fluoretos;

 Recomendam-se outros estudos para materiais para cobertura dos Potabilizadores;

 Recomendam-se outros estudos em campo e residências;

 Recomendam-se testes em outras regiões, conforme a latitude da região, acrescendo mais 10º graus.

Outras contribuições partem de Ferrari (2008) como:

 Aumento da área de coleta de água destilada, minimizando o contato da água produzida com a radiação;

 Necessidade de fechar hermeticamente o Potabilizador para não haver fuga de vapor;

 Para melhorar a questão do odor, sugere-se a utilização da norma NBR 13.210 como guia para construção, ou até mesmo a utilização de caixas d’água pré-fabricadas;

 Caso seja optado pela fabricação própria, utilizar um tempo de cura da resina e da tinta de uma semana e, se possível, utilizar o processo de cura descrito na norma ABNT.

 São necessários mais estudos para confeccionar um potabilizador solar otimizado para atender melhor aos quesitos de qualidade e quantidade de água;

 Necessidade de outros estudos em campo para operacionalização da tecnologia;

 Mais análise pelo método CLAE, para dados mais consistentes quanto à remoção de saxitoxinas.

Ferrari (2008) apresenta as seguintes considerações:

 Elaboração de um projeto de potabilizador solar otimizado com a utilização de superfície negra ou de metal na bandeja de água bruta, de maneira a pré-aquecer a água mais rapidamente, favorecendo a evaporação da água e utilização de formatos diferentes como cobertura de duas faces ou uma face;

 Elaboração de um estudo para encontrar o melhor material para construir as unidades, de forma a obter a melhor relação custo-benefício, e também de maneira a evitar problemas, como por exemplo, odor, e facilitar a operação;

 Construção de unidades demonstrativas para obter mais informações a respeito da operação dessas unidades, e assim, poder reduzir problemas encontrados em futuros projetos;

 Elaboração de análise econômica comparativa com as tecnologias de tratamento de água convencionais, avaliando os custos de projeto, implantação e operação das unidades, bem como a utilização de insumos e área necessária à implantação.

Lenzi (2005) utilizou o Destilador Solar - Pirâmide de vidro Figura 41 e Figura 42 para remoção de compostos orgânicos, o agrotóxico carbofurano (carbamato), em água de rio (Rio Itajaí do Sul/SC) e para água do mar (Praia dos Ingleses/SC), para remoção de inorgânicos. Seguem suas contribuições:

 Trabalho do experimento em ciclos de tempos (dias) e análise do período;

 Remoção do Carbofurano nos ciclos de destilação solar analisados; a eficiência de remoção variou bastante entre os ciclos, ocorrendo desde remoção pequena de 12%, até remoção total de 100%. As águas tratadas pelo destilador solar apresentaram concentração do Carbofurano inferior ao limite máximo determinado pelo World Health Organization (WHO);

 Em experimentos realizados com água do mar, houve remoção completa de 100% da salinidade (condutividade) nas amostras, evidenciando que é mais fácil remover compostos inorgânicos do que orgânicos, por meio desta tecnologia;

 Fuga de vapor: para ser eficiente, os destiladores solares devem ser razoavelmente herméticos, evitando perda de vapor de água antes da condensação;

 Capacidade de absorção de calor: é desejável manter a temperatura da bandeja (contendo a água contaminada) o mais alto possível, o que aumentará a transferência de calor por evaporação-condensação, do que por convecção e radiação;

 Acumulação de sal e organismos: o crescimento de algas e outras partículas de microflora na superfície da água contaminada, geralmente, reduzem a transferência de calor para esta água;

 Disponibilidade de objetos de reserva: a falta de objetos de reserva pode afetar o sistema de operação e contribuir

para o abandono ou destruição das instalações de destilação solar;

 Avaliação econômica do funcionamento do sistema piloto de destilação solar;

 Houve remoção do Carbofurano, durante os ciclos de destilação solar, porém as eficiências de remoção oscilaram bastante entre os ciclos, ocorrendo desde uma remoção pequena, até uma remoção máxima de 100%. A concentração de Carbofurano, na água destilada produzida nos ciclos atendeu os limites da Organização Mundial de Saúde, mas somente dois ciclos atenderam aos limites estabelecidos pela União Européia;

 Realização de testes de destilação solar, utilizando água do mar, mostrou que compostos inorgânicos são mais fáceis de remover que o Carbofurano, devido ao alto ponto de ebulição do sal;

 As eficiências na remoção da salinidade (condutividade) foram muito maiores que as eficiências obtidas na remoção do Carbofurano;

 O destilador solar proposto não é um modelo prático, principalmente quando se faz a coleta de água destilada. Caso este modelo de destilador solar seja refeito em uma escala maior, propõe-se a instalação de uma mangueira de pequeno diâmetro na base do destilador, para facilitar a coleta de água destilada.

Figura 35 - Destilador Solar de vidro

Fonte: Lenzi (2009)

Figura 36 - Destilador Solar - Pirâmide Vidro

Fonte: Lenzi (2009)

Para complementação da economia da experiência do LAPOÁ, seguem Quadro 5, Quadro 6 e Quadro 7, descrevendo as condicionantes para o avanço desta pesquisa.