Etapa 2: Ensaios com uso de saches de tecido

Nesta segunda etapa foi utilizado saches confeccionados em tecido de Voil e tecido de Microtule, tendo como objetivo avaliar o desempenho do tratamento de água empregando de forma controlada e padronizada a aplicação da Moringa oleifera em Alginato de Sódio, utilizando um equipamento composto por reatores estáticos (Jar Test).

A utilização dos saches teve em vista principalmente a etapa posterior que empregou a utilização de filtros lentos, planejando-se para que as esferas não comprometessem o sistema de filtração, entupindo as conexões ou saturando os filtros.

Diferentemente da aplicação das esferas soltas os materiais de confecção dos saches (Voil e Microtule) também poderiam interferir na formação do floco, uma vez que os mesmos poderiam reter ou inibir a passagem do agente proteico coagulante liberado durante a etapa de coagulação. Por isso, primeiramente, também houve necessidade de selecionar a melhor combinação entre massa de Moringa oleifera, massa do Alginato de Sódio e o gradiente de mistura rápida. Entretanto, todas as variáveis empregadas já haviam sido otimizadas na primeira etapa, o que facilitou sua aplicação para esta etapa.

O preparo das esferas foi realizado da mesma maneira descrita anteriormente na primeira etapa, porém inclui-se nesta etapa a transferência dessas para os saches (Figura 13), e posteriormente seu lançamento em jarros do Jar Test.

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A seleção dos tecidos foi realizada ao longo dos ensaios preliminares, buscando um material que fosse leve e permeável, para que não afetasse a estrutura das esferas, no fechamento dos saches e na agitação em Jar Test, e que apresentasse baixo custo para a execução de testes em laboratório. Por isso, optou-se por utilizar tecidos encontrados em bazares e departamentos de costura. Dentre os materiais empregados foram selecionados o Microtule e o Voil, por se tratarem de materiais que apresentaram bons resultados em ensaios preliminares e por se enquadrarem nas características pré-determinadas para as condições desta pesquisa.

Primeiramente foram conduzidos testes com o tecido Voil, uma vez que apresentaram resultados favoráveis nos ensaios preliminares. Além disso, devido a boa adaptação desse tecido em relação a adequação das esferas, toda nova seleção das dosagens dos reagentes aplicadas na filtração lenta, foram conduzidas em função desse tecido, e para que posteriormente pudesse também aplicar ao tecido de Microtule. Os procedimentos dos ensaios de Voil e Microtule estão descritos nos próximos subitens.

4.4.1 Procedimento de ensaio com Voil

O tecido de Voil, também conhecido como Voile ou Voal, é caracterizado por ser 100% poliéster, um tipo de musseline mais pesado .Através dos ensaios preliminares, observou- se ser um tecido apropriado, devido a necessidade de preservação da estrutura das esferas, evitando que fossem desfeitas. Além disso, esse tecido permitiu a dispersão da proteína promovendo a formação de flocos e a condução do tratamento da água. Foi necessário verificar a combinação de formação das esferas que possibilitasse a maior redução de turbidez e diminuição da matéria orgânica, a partir das análises em TOC.

O Voil utilizado no experimento foi recortado em formato circular, apresentando diâmetro de aproximadamente 170 mm (Figura 14). Por se tratar de um tecido extremamente leve, composto de fios extremamente finos, ao longo do tempo as bordas desfiavam, porém isso não comprometeu sua funcionalidade. O tecido de Voil recortado foi utilizado como sache para colocar as esferas já preparadas. Esses saches foram colocados nos jarros antes de iniciar os intervalos de mistura rápida e lenta, e ao final desses intervalos foram retirados antes de iniciar a etapa de sedimentação.

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Figura 14: Tecido - Voil recortado para ser utilizado como sache para as esferas.

Além dos ensaios preliminares da primeira etapa, para os ensaios conduzidos em tecido Voil também foi necessário adequar as dosagens de massa de Alginato de sódio e das massas de Moringa oleifera em função da combinação que melhor reduzisse o valor do teor de matéria orgânica e a turbidez das amostras, uma vez que, em ensaios anteriores o equipamento de TOC ainda não estava disponível para uso.

Nesta etapa os ensaios se iniciaram testando combinações de massa de Alginato de sódio de 0,250g e 0,275g, e massa de Moringa oleifera na solução coagulante de 0%, 2% e 4%, para comparação do material orgânico residual. Em seguida, testou-se a concentração de 2% com pó de Moringa oleifera na mistura final de 1,25g e 1,75g, e para a concentração de 0% analisou-se massas de 2g e 1,75g. A escolha dessas massas foi baseada na variação de combinações que ainda não haviam sido realizadas. A solução salina testada foi mantida em 1 M, e a solução de Cloreto de cálcio em 0,5 M. Os valores das variáveis combinadas nesta etapa de estudo podem ser observados na Tabela 3.

Tabela 3: Principais variáveis e valores utilizados no preparo das esferas em voil. Massa de

Alginato de Sódio

% Moringa oleifera (sol. coagulante)

Massa de Moringa oleifera (mistura final)

0,250g 0% 1,25 g

0,275g 2% 1,50 g

4% 1,75 g

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Ressalta-se que a combinação com 0% de Moringa oleifera na solução coagulante significou a não adição da Moringa, sendo apenas adicionado o Alginato de Sódio diretamente na solução salina, almejando obter menores quantidades de Carbono Orgânico Total na água tratada.

O gradiente de mistura adotado para todos os ensaios foi de 300 s-1 _{por 30 segundos}

para a mistura rápida e 40 s-1 por 30 minutos para a mistura lenta, gradiente fixado a partir de ensaios realizados na primeira etapa. Nestes períodos de tempo, foi possível notar que não houve o comprometimento da estrutura das esferas durante o tratamento.

Os ensaios apresentavam tempo total aproximado de 150 minutos, o qual iniciava- se com o lançamento dos sachês em água a ser tratada, conduzindo um tempo de mistura rápida de 30 segundos e mistura lenta de 30 minutos, e ao final ocorria a sedimentação, onde foram efetuadas coletas de amostras nos intervalos de tempo: 0, 15, 30, 60, 90 e 120 minutos. A partir dessas coletas foram conduzidas leituras de turbidez, cor aparente, pH e condutividade elétrica. No intervalo de 120 minutos ocorria também a coleta de uma alíquota de cada jarro para a determinação do teor de carbono orgânico total.

Na tabela 4 é possível observar os ensaios conduzidos com sache de Voil na etapa 2.

Tabela 4: Ensaios realizados na etapa 2 com sache de Voil. Ensaio Massa de Alginato

de Sódio

% Moringa oleifera (sol. coagulante)

Massa de Moringa oleifera (mistura final)

Repetições 1 0,250g 4% 1,5 g 4 2 0,275g 4% 1,5 g 3 3 0,250 g 2% 1,5 g 4 4 0,275 g 2% 1,5 g 4 5 0,250 g 2% 1,25 g 4 6 0,250 g 2% 1,75 g 4 7 0,250 g _0%* _{1,75 g 4} 8 0,250 g _0%* _{2,00 g 6}

*0% - significa a não adição do pó de Moringa oleifera na mistura.

Os ensaios que obtiveram maior número de repetições foram os que apresentaram o melhor desempenho na formação, decantação dos flocos, menor turbidez e menor teor de

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matéria orgânica. Todos os valores observados nos ensaios foram apresentados e discutidos nos resultados.

O objetivo principal na condução dos ensaios foi determinar a combinação que promovesse o melhor tratamento em função da redução da turbidez e matéria orgânica. Dentre todos os ensaios conduzidos, foi selecionado para a próxima etapa – ensaios com Microtule: massa de Alginato de Sódio de 0,250 g, 0% de Moringa oleifera em solução salina e 2,0 g de pó de Moringa oleifera na mistura final.

4.4.2 Procedimento de ensaio com Microtule

O tecido de Microtule é caracterizado por ser um tecido sintético 100% Poliamida, rendado com micro furos. Esse tecido apresenta porosidade menor que o Tule convencional, e por essa razão, possibilitou a retenção das esferas para promover o tratamento de água.

O diâmetro recortado do tecido de Microtule foi de 170 mm, mesma medida que o Voil. Entretanto houve maior dificuldade para recortar esse tipo de tecido, e por isso, o formato apresentou algumas imperfeições, embora não tenha comprometido os ensaios (Figura 15).

Figura 15: Tecido de Microtule recortado para ser utilizado como sache das esferas.

Os ensaios conduzidos com Microtule foram realizados a partir dos dados obtidos com os ensaios do Voil, os quais foram selecionadas as variáveis que obtiveram melhores

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valores na redução de turbidez e matéria orgânica, com as seguintes concentrações: 0,250 g de Alginato de Sódio, 0% de Moringa oleifera em solução salina e 2,00 g de pó de Moringa oleifera. Optou-se por não efetuar outras combinações, uma vez que as repetições apresentaram bom desempenho. A Tabela 5 apresenta número de ensaios realizados com o tecido de Microtule.

Tabela 5: Ensaios realizados com Microtule a partir da combinação de valores obtidos a partir do Voil.

Ensaio Massa de Alginato de Sódio Solução Salina 1 M (% M. oleifera) Massa de Moringa oleifera Repetições 1 0,250 g _0%* _{2,00 g 6}

*0% - significa a não adição do pó de Moringa oleifera na mistura.

Os procedimentos de preparo das esferas foram os mesmos, a única diferença foi a utilização do tecido de Microtule substituindo o Voil durante os ensaios.