Fibras utilizadas

O LATAR vem desenvolvendo pesquisas em filtro de fibras flexíveis, como citado na revisão bibliográfica. A fim de continuar a linha de investigação utilizando fibras naturais, o algodão foi escolhido considerando sua alta oferta e produção no país. Como é usado majoritariamente na indústria têxtil, os fios de algodão possuem padrões físico-químicos melhor definidos, como o diâmetro relativamente regular.

Durante os 2 (dois) primeiros meses da presente pesquisa, foram investigadas tipos de fibras, analisando-se facilidade na compra, custo, e características físicas compatíveis com o princípio do filtro de fibra flexível.

Primeiramente, foi testado o fio de algodão cru, mais comum no Brasil. A dificuldade no uso deste fio foi sua tendência a enrolar quando disposto em feixes, como observada na Figura 25. Tal fato deve-se ao modo de produção destes fios - a torção, onde as fibras de algodão são enroladas entre si em máquinas têxteis.

Figura 25 - Feixe de fibras de algodão cru

A partir desta observação, foi descartado o uso do fio de algodão cru, já que o paralelismo entre os fios não era possível, o que dificultaria a passagem da água, e principalmente a limpeza do leito filtrante.

Recorreu-se então ao processo de mercerização da fibra de algodão cru, também comentado na revisão bibliográfica. Tentativas de banho dos fios de algodão cru em soda cáustica em altas concentrações foram realizadas pela autora, mas foi observada falta de padronização nos resultados, visto que não havia aparelhagem própria para aplicação de tensão constante aos fios durante o banho e neutralização. Decidiu-se então, adquirir fios de algodão previamente mercerizados devido à padronização destes.

A título de comparação dos resultados com fibras sintéticas, adotou-se o poliéster, considerando facilidade de compra, preço atrativo, e larga escala de produção no Brasil. Por fim, as fibras escolhidas e utilizadas nesta pesquisa foram Linhas/fios de costura 100% algodão gazado e mercerizado TEX 40, e Linhas/fios de costura 100% poliéster TEX 38, ambas da indústria têxtil Sancris, vide Figura 26.

Figura 26- Fibras utilizadas na pesquisa na forma adquirida de fios de costura.

O TEX escolhido era equivalente ao menor diâmetro do fio de algodão mercerizado facilmente encontrado no mercado, facilitando possíveis reproduções deste estudo. O TEX do poliéster foi escolhido por ser o valor comercial mais próximo do fio de algodão, a título de comparações entre suas eficiências.

4.5.1.5 Sistema de filtros de fibras flexíveis de algodão mercerizado e poliéster

O sistema de filtros em escala piloto desta pesquisa é constituído por 4 filtros retos, paralelos entre si, e de fluxo ascendente. Os filtros, construídos com tubulação de PVC, possuem todos 28 mm de diâmetro interno, e interior recheado com o leito filtrante de fios flexíveis, presos na parte inferior e soltos na parte superior. Os comprimentos dos leitos dos filtros são de 60 e 100 cm para ambas as fibras. A Figura 27 mostra o caminho da água coagulada e da água filtrada no sistema de filtros. A Figura 28 mostra os leitos filtrantes de algodão mercerizado e poliéster no comprimento 0,6 metros.

Figura 27- Sistema de filtros de fibras flexíveis, com fluxos de água coagulada e filtrada.

Figura 28- Leito filtrante de fibras flexíveis em comprimento 0,6 metros.

A fim de evitar caminhos preferenciais pela água, foi colocada camada interna de areia nos tubos dos filtros, como mostra Figura 29. Salienta-se que estudos aprofundados para confirmar a efetividade desta camada de areia não foram realizados.

Figura 29-Camada interna de areia na tubulação dos filtros.

Os fios foram fixados em um módulo de PVC rígido na parte inferior do filtro. Para isso, foram montados 11 feixes de igual quantidade de fios envoltos em pedaços de 1,5cm de canudos de plástico, como o mostrado na Figura 30.

Figura 30- Feixe de fibra de poliéster.

Tais feixes foram alternados com 6 canudos vazios de igual comprimento, para possibilitar a entrada e distribuição uniforme de água entre todos os filtros com menor perda de carga localizada possível, além de distribuir o ar na lavagem do leito filtrante. Os fios foram colados entre si para formação dos feixes com éster de cianoacrilato. A base do filtro pode ser observada na figura 31.

Figura 31- - Base do filtro pronta

28mm de diâmetro, os fios foram penteados para desmanche de possíveis nós, a fim de manter o máximo de paralelismo possível.

O fluxo dos filtros é ascendente, assim como sua lavagem. Foram instalados dispositivos para controle de vazão da água a ser filtrada – rotâmetros e registro agulha; e subdivisões e registros na entrada e saída do filtro. Para lavagem, com água da rede pública de abastecimento e ar, também foram implantados registros. Uma ilustração do filtro de leito 100cm, mas com tubo de comprimento 120 cm é mostrado na Figura (sem escala) a seguir.

Como observado na Figura 32, foram instaladas ao longo do comprimento de cada filtro tomadas de pressão conectadas a piezômetro. Estas tomadas foram instaladas com a finalidade de acompanhar a perda de carga em cada trecho dos diferentes filtros, permitindo a avaliação do caminhamento da frente de impurezas. Para o filtro de 100 cm foram instaladas tomadas de pressão nas alturas: 0, 16, 33, 66 cm; e para os filtros de 60 cm: 0, 20, 40 cm. Também foi colocada tomada de pressão logo antes da saída do filtrado em todos os filtros.