Sistema capaz de reaproveitar a água utilizada para a
produção de água destilada no laboratório integrado de águas
residuais e de mananciais – LIAMAR do IFCE.
1. ENTIDADE PROPONENTENome: Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará – IFCE. Endereço: Av. 13 de maio, 2081 - Benfica
Natureza Jurídica: Autarquia Federal Número de Credenciamento:
2. IDENTIFICAÇÃO DO PROJETO
Título: Sistema capaz de reaproveitar a água utilizada para a produção de água destilada no laboratório integrado de águas residuais e de mananciais – LIAMAR do IFCE.
Programa : EFICIÊNCIA DO GASTO PUBLICO
Áreas Específicas de Atuação: ÁGUA E ESGOTO
Responsáveis pela Elaboração Técnica do Projeto: Luiz Francisco Coelho Coutinho
Edilmar Gomes da Silva Alisio Costa e Silva
Responsável pelo Laboratório LIAMAR: Raimundo Bemvindo Gomes
3. JUSTIFICATIVA
O Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará – IFCE, tem a visão de ser referência como Centro de Educação Profissional e Ensino Médio e tem a missão de produzir, disseminar e aplicar o conhecimento tecnológico e acadêmico para formação cidadã, por meio do Ensino, da Pesquisa e da Extensão, contribuindo para o progresso socioeconômico local, regional e nacional, na perspectiva do desenvolvimento sustentável e da integração com demandas da sociedade e com o setor produtivo, atuando como centro de referência em Educação Profissional no Estado do Ceará.
O IFCE, na qualidade de Centro de Referência integrante da Rede Federal de Educação Profissional, tem procurado sistematicamente melhorar suas práticas na eficiência do gasto publico através de implementações de projetos e ações, tanto no ambito interno como externo, sempre sintonizado com as inovações do mercado de trabalho e com forte articulação com o desenvolvimento sustentável do Ceará.
O IFCE tem o permanente compromisso com a ética e os seguintes valores: excelência, cidadania e humanismo, conhecimento inter e transdisciplinar, liberdade de expressão, inovação e empreendedorismo, socialização do saber, gestão participativa, qualidade da educação profissional e do ensino médio e preservação da identidade cearense.
Buscando cumprir seus objetivos e seus valores voltado para a melhoria do gasto público em nosso Estado, o IFCE participa atualmente do PROGRAMA DE EFICIÊNCIA DO GASTO, programa criado e coordenado pela SOF desde 2007, que tem como objetivos racionalizar o uso dos recursos públicos, promover uma administração mais eficiente, estimular a troca de boas práticas, conscientizar os servidores públicos sobre a importância da qualidade do gasto e incentivar o desenvolvimento de estudos para aprimorar a qualidade do gasto, atuando em diversas áreas, entre as quais pode-se citar: apoio administrativo, técnico e operacional, serviços de processamento de dados, manutenção de bens imóveis, limpeza e conservação, material de consumo, energia elétrica, vigilãncia e serviços de telecomunicações. O IFCE trabalha diretamente nos três ultimos programas: energia elétrica, vigilância e serviços de telecomunicações, fixa e móvel, tentando reduzir sistematicamente as “gorduras” desnecessárias neste programas.
A busca permanente da melhoria e eficiência nos gastos publicos tem sido uma marca do IFCE nestes ultimos anos, procurando sempre ajustar seus recursos as práticas do dia-a-dia. Um exemplo prático foi a impantação do sistema de acesso aos elevadores do instituto através de um cartão pessoal RFID, onde o aluno e/ou servidor somente tem o acesso quando devidamente credenciado, mantendo-se assim os elevadores sempre conservados e para uso de quem realmente tem a devida necessidade. Outro programa foi a revisão geral do sistema de distribuição de energia elétrica. O programa previu deste o aumento da capacidade da subestação de energia elétrica até a limpeza geral das canaletas de distribuição de energia elétrica, melhorando consideralvelmente o nível de energia elétrica entregue em todo o IFCE, possibilitando a ligação de novos ambientes e a implantação do seu novo parque esportivo.
Outro programa de grande importância para a redução do gasto foi o controlador de
cargas, em parceria com o Instituto de Telemática – ITTI, o sistema é capaz de controlar o
tempo de funcionamento de aparelhos elétricos/eletrônicos de acordo com uma programação previamente estabelecida ou por meio de atuação direta promovendo uma otimização no uso dos equipamentos controlados. Este equipamento foi instalado em aparelhos de ares condicionados e bebedouros do IFCE campus Fortaleza e em breve os resultados serão apresentados à comunidade. Este sistema prevê ainda a supervisão e o controle das carga por meio da Internet, através de um programa de controle simples e totalmente desenvolvido no IFCE.
Outros programas ainda estam em fase de implantação, mas merecem um pequeno destaque, como é o caso do projeto de uso da energia solar para iluminação noturna dos pátios internos do IFCE e um sistema para a coleta de água da chuva para uso em jardinagem ou atividades afins.
O IFCE tem buscado orientar seu planejamento institucional para o atendimento das demandas sociais e do mercado de trabalho geradas pelo processo de desenvolvimento sustentável do Ceará, integrando-se às ações de capacitação da população cearense e no desenvolvimento de novas práticas, como é o caso do PEG-2010 e a do sistema capaz de reaproveitar a água utilizada para a produção de água destilada no laboratório integrado de águas residuais e de mananciais - LIAMAR do IFCE.
O sistema capaz de reaproveitar a água utilizada para a produção de água destilada no laboratório integrado de águas residuais e de mananciais - LIAMAR do IFCE tem como objetivo principal o reaproveitamento da água utilizada para a produção de água destilada, com uma previsão média de economia de aproximadamente 10.000 litros de água por dia por cada destilador em funcionamento. Um pequeno ensaio realizado no LIAMAR mostrou que um destilador durante seu funcionamento para produção de água destilada, em 10 segundos de funcionamento é descartado mais de 1 litro de água e que durante todo o dia cerca de 10.000 litros de água eram desperdiçadas “esgoto” abaixo. O sistema conta com dois reservatórios de 1.000 litros e mantem este volume de água em circulação durante todo o processo de destilação da água.
4. OBJETIVOS
O projeto, fundamentado nas justificativas apresentadas orientou-se nas informações obtidas do LIAMAR, além da experiência da coordenadoria de manutenção, ligada a diretoria de intraestrutura e manutenção do IFCE, consolidando a atuação da Instituição frente aos objetivos gerais deste projeto.
Portanto, tendo-se como foco a redução do gasto da água durante o processo de produção de água destilada e dentro das particularidades dos labaratórios parceiros do próprio IFCE, estabeleceu-se os seguintes objetivos:
4.1. OBJETIVO GERAL
Reaproveitar a água utilizada no proceso de produção de água destilada no laboratório integrado de águas residuais e de mananciais – LIAMAR, do IFCE.
4.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
• Diminuir os custos diretos e indiretos na produção da água destilada; • Prolongar a vida dos destiladores;
• Otimizar os custos em energia elétrica;
• Criar mais um laboratório prático de automação industrial; • Sensibilizar os participantes para criação de pequenos negócios;
• Despertar nos participantes a importância da cidadania para êxito do negócio.
5. METAS/ÁREA DE ABRANGÊNCIA/CLIENTELA
O projeto visou implantar prioritariamente um protótipo junto ao LIAMAR, com o objetivo de levantar melhorias e falhas no novo modelo adotado para a produção de água destilada.
O projeto piloto foi implantado inicialmente junto ao LIAMAR, em função de sua forte demanda para a produção de água destilada, em parceria com a coordenadoria de manutenção ligada a diretoria de infraestrutura e manutenção do IFCE Campus Fortaleza e tem com meta a implantação de um novo modelo para cada destilador do IFCE e tem como clientela inicial todos os campi do IFCE.
6. DIVULGAÇÃO DE AÇÕES INTERNAS E EXTERNAS
O IFCE conta com uma coordenadoria de comunicação social ligada a diretoria de relações empresariais. Esta coordenadoria conta com uma estrutura sólida de pessoal qualificado para o relacionamento com o público externo, todos os equipamentos de apoio à realização de suas tarefas diárias, bem como uma página na internet em http://www.ifce.edu.br.
7. DESCRIÇÃO DA SITUAÇÃO ANTERIOR À PRÁTICA
A água é o solvente mais utilizado em laboratório de análise químicas como o LIAMAR e para isso, deve possuir pureza adequada para o preparo de soluções. O procedimento mais simples para que a água alcance essa característica de pureza é a destilação convencional. Entretanto, esse sistema possui alto custo operacional, energético e principalmente de consumo de água de refrigeração, a qual é utilizada para a condensação dos vapores oriundos do evaporador, para obtenção de própria água destilada. Estes destiladores convencionais, usados em laboratórios de análises químicas, chegam a consumir até 48 litros de água para se obter 1 litro de água destilada com índice satisfatório de pureza. Estima-se que, aproximadamente, esse desperdício esteja numa faixa entre 30 e 40 litros de água de refrigeração, por cada litro de água destilada.
No sistema convencional e anteriormente utilizado, toda a água utilizada no processo de destilação de água era descartada para o esgoto, totalizando aproximadamente 10.000 litros de água por destilador se o destilador ficasse em uso num período de um dia.
Atualmente, as políticas mundiais e principalmente as políticas voltadas para o nordeste do Brasil, chamam à atenção de todos sobre a grande importância que se deve dá aos processos industriais que evitem o desperdício de água potável, visto que, a cada dia seus reservatórios se tornam mais escassos.
O presente trabalho propõe a substituição do atual sistema de destilação de água em laboratório por um alternativo capaz de minimizar as perdas de água de refrigeração e diminuir os custos de produção e para isso o sistema proposto conta com dois reservatórios de 1.000 litros de forma a manter sempre este volume de água em circulação durante todo o processo de destilação da água.
8. DESCRIÇÃO DAS PRINCIPAIS ETAPAS DE IMPLEMENTAÇÃO.
Neste trabalho foi estudado os consumos de água e de energia dos atuais equipamentos para destilação de água, utilizados no LIAMAR e, ao final, foi proposto um novo sistema para destilação, com a reciclagem do fluido refrigerante (a água), evitando assim o seu desperdício. Para a adoção do equipamento proposto fez-se uma análise comparativa da sua eficiência em relação à do sistema convencional. No novo sistema proposto, mostrado na figura 1, praticamente toda a água agora é reutilizada, devidamente abrandada e coletada em um reservatório (inferior) com capacidade para 1.000 litros para ser bombeada automaticamente para outro reservatório (superior) também com capacidade para 1.000 litros, de forma a ser novamente reutilizada pelo sistema.
Figura 1: Foto do sistema montado junto ao LIAMAR do IFCE Campus Fortaleza.
O sistema funciona baseado em dois sensores instalados um em cada reservatório. No reservatório inferior, um sensor de mínimo verifica o nível mínimo de água e atua sobre o motor-bomba, desligando-o quando foi atingido este ponto; no reservatório superior, um sensor de máxima verifica o nível máximo da água e atua sobre o motor-bomba, desligando-o quando foi atingido este outro ponto. O motor-bomba utilizado tem a capacidade de transportar os 1.000 litros do reservatório inferior para o reservatório superior em aproximadamente 10 minutos.
Os abrandadores citados anteriormente são dispositivos que filtram boa parte dos cálcios e magnésios presentes na água. Estes minerais causam diversos problemas no processo de destilção da água e diminuem consideravelmente a vida util dos destiladores. Os abrandadores utilizados no projeto foram desenvolvidos totalmente no IFCE e são mostrados a seguir na figura 2. No projeto inicial foram previstos a utilização de dois abandarores, mas foi montado uma infraestrutura para a instalação de três, com a finalidade de facilitar a manutenção do sistema.
Figura 2: Foto dos abrandadores desenvolvidos para o sistema.
Devido ao abrandamento prévio da água que é novamente utilizada, tem-se uma considerável economia de materiais utilizados na manutenção preventiva do destilador, pelo fato de que a água reutilizada não requer mais testes diários e contínuos e fica livre de boa parte dos cálcios e magnésios. A figura 3 mostra o estado das resistências de aquecimento do destilador depois de uma manutenção corretiva. Espera-se com a inclusão dos abrandadores aumentar sistematicamente o tempo entre a troca destes materiais e que possuem um custo elevado em torno de R$1.800,00.
Figura 3: Foto do estado das resistências de aquecimento do destilador depois de uma manutenção corretiva.
As principais etapas utilizadas para a implementação do projeto foram: 1. Elaboração do projeto (civil e elétrico);
2. Levantamento de custos e financiamentos;
3. Montagem da infraestrutura necessária para receber as caixas d’águas e motor-bomba; 4. Instalação da parte hidráulica do sistema;
5. Testes, avaliações e possíveis correções; 6. Instalação da parte elétrica do sistema;
7. Testes e avaliações iniciais e possiveis correções;
8. Testes finais de operação automática e levantamento de dados; 9. Documentação do projeto.
9. OBSTÁCULOS ENCONTRADOS E SOLUÇÕES ADOTADAS.
No desenvolvimento do projeto alguns obstáculos foram encontrados e devidamente corrigidos:
1. Temperatura elevadas nas tubulações.
Solução: Foram tracadas por tubulações apropriadas a trabalhar com uma temperatura mais elevada;
2. Temperatura de saída da água do destilador elevada.
Solução: Foi previsto a instalação de um pequeno chuveiro na entrada da caixa superior, melhorando consideravelmente a temperatura final.
3. Perda de água durante o processo de destilação da água.
Solução: Foi previsto a instalação de uma alimentação de água externa automatica. Uma bóia mecânica permitiu controlar o nível ideal para o reservatório interior.
10. MÉTODOS OU INSTRUMENTOS DE MONITORAÇÃO DE RESULTADOS.
Como o projeto ainda está em fase de testes iniciais, não há como se apresentar dados numéricos reais do sistema e calcular efetivamente o rendimento do sistema.
11. RECURSO UTILIZADOS PARA A IMPLANTAÇÃO DA PRÁTICA.
Foi investido aproximadamente R$2.000,00 (dois mil reais) para a implantação do protótipo no LIAMAR, incluindo a parte elétrica (motor-bomba, boias, chaves, quadro elétrico, fios, outros) e a parte de infraestrutura (caixas, suporte para as caixas, tubulações, válvulas entre outros pequenos materiais).
12. PRINCIPAIS RESULTADOS ALCANÇADOS.
Desconsiderando-se neste momento inicial o benéfico financeiro, 1.000 litros de água (bem mais nobre) utilizados no processo são agora quase que totalmente reaproveitados pelo sistema.
13. CONCLUSÕES.
Os serviços e os ensaios práticos realizados nesse trabalho permitem que se façam as seguintes conclusões:
1. O novo sistema proposto para destilação de água possui uma grande vantagem, em relação ao sistema convencional, por não desperdiçar água de refrigeração. Em torno de 1.000 (mil) litros de água são permanentemente reutilizados pelo novo sistema implantado.
2. Eventuais perdas de água durante o processo são automaticamente repostas; 3. O custo de impantação é relativamente baixo;
4. O novo sistema proposto apresenta a mesma eficiência na produção de água destilada em relação ao sistema convencional.
Nome do responsável pelas informações:
PROF. LUIZ FRANCISCO COELHO COUTINHO
Nome do Pró-Reitor da área onde a prática foi implantada:
PROF. GILMAR LOPES RIBEIRO
Local e Data:
