Borrifador Térmodinâmico em PVC

Borrifador Termodinâmico em PVC: instruções

de montagem e funcionamento

Idolindo Gabrecht

Professor Especialista em Física

Itarana – 2017

Idolindo Gabrecht

Borrifador Termodinâmico em PVC: instruções de montagem e

funcionamento

Apresentação

Todos os seres vivos necessitam da água, sendo um bem de todos para a

manutenção da vida no planeta Terra. Ela está se tornando cada vez mais

difícil de ser encontrada em condições de uso potável, devido ao uso

intensivo nos mais variados setores, rurais ou urbanos. Conseqüentemente, o

aumento de mananciais em condições impróprias para o uso tem crescido

devido ao descarte de resíduos poluidores, acarretando o aumento do custo

de tratamento da água para o consumo humano. Também, tem crescido a

dificuldade de captação da água devido às grandes distâncias entre sua

fonte e o meio consumidor. A preocupação com o uso da água já ocorre há anos, principalmente

quanto ao desperdício em uso doméstico, em lavouras, nos comércios,

entre outros. Pensando na economia de água e na praticidade de um

sistema de irrigação que funcionasse de forma automatizada, com materiais

de baixo custo e dispensando o uso da energia elétrica. Sendo este um

modelo de Borrifador Termodinâmico em PVC uma evolução do Irrigador

Solar Automático desenvolvido pelo “Físico Washington Luiz de Barros Melo

na EMBRAPA” O manual tem por finalidade atribuir instruções necessár ias de

montagem e o seu princípio de funcionamento de forma bem detalhada.

Também há sugestões e orientações para melhor construí-lo, conforme o

tipo de aplicação seja, no jardim ou numa horta e, assim por diante. Pois, o

desejo maior é incentivar e divulgar a montagem do Borrifador

Termodinâmico nas propriedades gerando economia de água e melhor

aproveitamento de sua plantação. Então vamos dar início aos informes e

procedimentos de montagem.

Idolindo Gabrecht

Sumário

Apresentação Introdução As partes do Borrifador e Esquema numérico Material necessário Princípio de funcionamento Considerações Material necessário Considerações Conclusões Anexos Referências bibliográficas

01 02 e 03 04 05, 06, 07 08 09 10 11 12, 13,14,15 16

Idolindo Gabrecht

Introdução

O Borrifador Termodinâmico, assim chamado por utilizar como fonte de calor a

radiação solar, onde se inicia o processo de escorvação, substituição do ar por

um líquido numa tubulação de sifões acoplados, tem como função o

fornecimento de água por gotejamento de forma controlada e econômica para

plantas de jardins, de pequenas hortas e outros ambientes.

Para montagem do Borrifador Termodinâmico são utilizados tubulações em

material PVC fáceis de serem encontrados nos comércios e casas do ramo.

Muitas vezes podem ser reaproveitados pedaços e sobras de tubulações que

não foram utilizadas em sua residência, ao invés do descarte dessas sobras,

poderá utilizá-los na confecção do borrifador.

As seções abaixo apresentam os componentes do borrifador termodinâmico,

o princípio de funcionamento do sistema e como montá-lo de maneira

prática. Existem outros modos de montagem, ficando ao critério do leitor

procurar a maneira que for mais conveniente para ele. A montagem sugerida

neste documento pode ser aprimorada, conforme os materiais utilizados e a

capacidade de irrigação. Embora a montagem seja livre, é preciso seguir o

princípio básico de funcionamento.

Idolindo Gabrecht

As partes do Borrifador Termodinâmico

O borrifador termodinâmico é composto pelas partes mostradas no esquema

numérico e a descrição por números e nomes, pois isso facilita a

confecção do Irrigador de maneira prática e eficiente , minimizando

erros e desperdícios.

(1) Base para suporte

(2) Recipiente primário

(3) Mangueira de nível 3/8 (80 cm)

(4) Cap soldável 20 mm

(5) Cano soldável 20 mm (4 cm)

(6) Te soldável 20 mm

(7) Cano soldável 20 mm (5 cm)

(8) Adaptador Soldável C/rosca ext 20 mm x ½

(9) Adaptador Soldável flange 20 mm

(10) Cap para tubos de esgoto 100 mm

(11) Anel borracha para cap esgoto 100 mm

(12) Tubo Esgot 100 mm (50 cm)



(15) Registro ou torneira para facilitar o abastecimento

(0pcional)

(16) Cano soldável 20 mm (22cm)

(17) Joelho soldável 20 mm



(20) Cano soldável 20 mm (5cm) (5cm)

(21)Te soldável 20 mm

(22) Cano soldável 20 mm (5cm) (5cm)





(27) Tubo Esgot 100 mm (20cm)






(33) Garrafão de vidro 5 litros com cano soldável

20 mm (5 cm), embutido na boca (bomba de calor)















(47) Registro soldável 20 mm



(50)Cano soldável 20 mm (5cm)

(51) Adaptador Soldável C/rosca int 20 mm x ½

(52) Adaptador para mangueira ½

(53) Suporte feito de ripas de madeira ou similar

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Esquema numérico

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Princípio de funcionamento

Nessa parte temos a vista parcial do esquema que corresponde à fonte fria

(Q2). Supondo-se, que a profundidade a partir do fundo do reservatório

primário até a entrada do cap de 20mm seja, de 30 cm, então o recipiente

superior deverá ter uma altura mínima de 50 cm.

A Mangueira de nível 3/8 que fica embutida no centro deverá ficar uns 2 cm

abaixo do cap superior PVC 100 mm, conforme

ilustração. Pois é por ela que a água será elevada até

o recipiente superior formando um chafariz de água.

Porém está água não tem como retornar, assim o

peso do fluído pressionará a água através do “Te” 20

mm, seguindo pela tubulação em direção a fonte

quente (Q1). Como não há nenhuma entrada de ar

isso forçará a permanente sucção enquanto houver

água no (reservatório primário).

Obs: Será necessário fazer um furo no centro do cap na espessura para passagem da mangueira de nível

3/8 conforme ilustração. Sempre lixe bem as partes a serem unidas e vedadas para uma perfeita aderência. Se houver qualquer entrada de ar nas conexões, o equipamento não irá funcionar.

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No esquema sugerido utilizamos como recipiente (bomba de calor ou

pressurizador), um garrafão de vidro com capacidade de 5 litros. Também é

possível a sua substituição por um tubo de PVC 100 mm ou superior.

Porém nesse caso, além do tubo, será necessário mais um adaptador

flange soldável 20mm, duas cap e dois anéis de borracha para o tubo de

PVC 100 mm. Lembrando que o diâmetro do cap e o anel de borracha são

proporcionais ao diâmetro do tubo a ser usado.

Para o melhor aproveitamento termodinâmico é necessário que as tubulações sejam pintadas com tinta de alumínio de secagem rápida, para que não haja aquecimento das outras partes do irrigador por irradiação solar. Além dessa citada anterior, a tinta prateada reflete toda luz de volta impedindo a proliferação de lodo nas tubulações. A bomba de calor ou pressurizador deverá ser pintado de preto fosco, tinta de secagem rápida para absorver o máximo da irradiação solar. Quanto maior for a variação de temperatura entre as duas fontes (Q1 e Q2) maior será a eficiência de bombeamento. Próximo a saída temos um sobe e desce da tubulação que corresponde ao sifão, sem este, o borrifador não irá interromper a vazão de forma automática no momento em que a temperatura decair pela ausência do Sol.

Idolindo Gabrecht

Quase no final encontra se o registro que tem por finalidade controlar o fluxo de água e facilitar na hora de manutenção do equipamento. O recipiente com boia e distribuidor é opcional, pois é ideal quando se quer irrigar várias plantas ao mesmo tempo.

Esse borrifador termodinâmico feito com material em PVC é uma evolução a

partir do irrigador solar desenvolvido pelo “Físico Washington Luiz de

Barros Melo na EMBRAPA”. O funcionamento do borrifador é baseado nos

princípios físicos da termodinâmica e da hidrostática. Em geral, o borrifador

termodinâmico é composto por sifões que realizam funções específicas,

acionados pela pressão do ar aquecido. A pressão exercida pelo ar escorva

no sifão invertido de saída, que por sua vez, possibilita a escorvação das

outras partes do sistema. No final do processo, o comportamento é de um

sifão tipo “U” escorvado. O ar no interior da garrafa preta se expande e exerce pressão na parede

interna. O tubo permite a passagem do ar quente, empurrando a água no

interior do recipiente. Se também houver água dentro do recipiente, esta

será impulsionada para o recipiente abaixo. A água empurrada tende a fluir

pelos dutos, porém ela irá em direção a saída, pois a resistência a

passagem da água é menor do que ao caminho inverso para Q2.

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Material necessário:

09 unid Joelho soldável 20 mm

03 unid Adaptador Soldável flange 20 mm

01 unid Mangueira de nível 3/8 (1 metro aproximadamente)

01 unid Cap soldável 20 mm

01 unid Registro soldável 20mm

01 unid Torneira para filtro doméstico ou registro (opcional)

04 unid Cap para tubos de esgoto 100 mm

04 unid Anel borracha para cap esgoto 100 mm

01 unid Tubo soldável 20 mm (2 metros aproximadamente)

01 unid Tubo Esgot 100 mm (1metro aproximadamente)

01 unid Adesivo PVC 75 gr

01 unid Cola selicone

01 unid Fita veda rosca rolo (5 metros)

01 unid Tinta Spray alumínio secagem rápida

01 unid Tinta Spray preta secagem rápida

02 unid Te soldável 20 mm

03 unid Adaptador Soldável C/rosca ext 20 mm x ½

01 unid Adaptador Soldável C/rosca int 20 mm x ½

01 unid Adaptador C/ rosca 20mm para mangueira ½

01 unid Garrafão de vidro 5 litros

01 unid Ripa (3 metros corridos aproximadamente)

Ferramentas básicas

01 unid Lixa 200 01 unid Serrinha 01 unid Martelo 01 unid Trena ou régua para medidas 01 unid Furadeira 01 unid Broca 3/8

Idolindo Gabrecht

Considerações

O usuário deve ter alguns cuidados necessários, além de colocar o borrifador ao Sol, como: Não deixar faltar água no reservatório primário Não colocar o sistema em local totalmente coberto. A garrafa preta deve

ficar exposta ao Sol

Não colocá-lo em nível mais baixo do que o da plantação; O sifão invertido é importante para o perfeito funcionamento do sistema. Ele

fica parcialmente escorvado após a montagem do sistema, evitando que o

ar atmosférico penetre no recipiente, A saída de água do distribuidor deve ficar em um nível abaixo do borrifador; Evitar que a boia não fique presa na parede do recipiente coletor,

impedido seu movimento de controle deve ter movimento livre;

Se caso for colocar o borrifador próximo a áreas urbanas é recomendado

que se coloque um microtule tampando a boca do reservatório primário

para prevenir focos do mosquito da dengue;

Em hipótese nenhuma deve-se misturar fertilizantes junto a água no

reservatório primário, pois isso poderia gerar corrosão dos adesivos e

além disso ocasiona alterações na densidade da água, comprometendo o

funcionamento regular do borrifador. Pois caso queira diluir fertilizantes

para a fertirrigação, então o adicione, no distribuidor;

Mais uma vez eu volto a frisar que é necessária muita cautela ao unir as tubulações, lixe bem às extremidades a serem aderidas, distribua o adesivo de forma homogenia para não ocorrerem riscos de vazamento de ar, pois isso implica no funcionamento; Com todo material citado na lista em mãos, a estimativa da confecção do borrifador é de aproximadamente 3 horas de trabalho; Sugiro que faça um teste de pressão com um jato de ar ou água dentro da tubulação e tampando uma das extremidades durante alguns segundos dentro de uma caixa ou bacia com água e detergente. Se houver formação de bolhas é porque há partes mal vedadas, que necessitam reparos; Uma vez que o borrifador for instalado no campo de trabalho é importante que você disponha um regador ou outra mangueira com água para preencher o “Borrifador Termodinâmico em PVC” com água expulsando qualquer ar que estiver lá dentro. Nesse caso todo o abastecimento será feito onde fica a saída, ou seja pelo caminho inverso conforme o desenho.

Idolindo Gabrecht

Conclusões

Este descritivo do borrifador termodinâmico é parte integrante do vídeo no meu canal do Youtube https://www.youtube.com/channel/UCwHzMSBSyePoTYuR8JxoVbw conforme solicitações de seguidores do meu canal. A montagem é uma tecnologia social de acesso livre feita de forma independente. Além deste tenho vários outros projetos que ainda pretendo pôr em prática, e que poderiam melhorar em muito a qualidade de vida da população. Mas para tal me faltam recursos financeiros para custear os materiais e a mão de obra.

Caso queiram fazer alguma doação e contribuir para o custeio dos projetos, disponibilizo aqui o número da minha conta BANCO BANESTES 021, AG:122 C/C 11040060, Idolindo Gabrecht. Toda ajuda será bem vinda.

Também quero agradecer ao “Emilio Roberto Topel Konrath” que disponibilizou do seu tempo para fazer os desenhos em 3 d, e a todos em geral que me deram incentivo nessa tarefa. Contato: e-mail: [email protected]

https://www.youtube.com/channel/UCwHzMSBSyePoTYuR8JxoVbw

mailto:[email protected]

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Anexos

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Referências bibliográficas

CARVALHO NETO, C. Z. OMOTE, N. & PUCCI, L. F. S. Física vivencial. São Paulo: Laborciência Editora, 1998.

F. Kreith y M. S. Bohn,: Principios de Transferencia de Calor, 6a edicion, Thomson, Madrid, 2002. F. P. Incropera y D. P. De Witt: Fundamentos de Transferencia de Calor, 4a Ed, Pearson Educacion, Mexico, 2000 HALLIDAY, D.; Resnick, R. e Walker, J. - Fundamentos de Física - Vol. II LTC -

Livros Técnicos e Científicos Editora S.A. 4a Edição 1996 Rio de Janeiro/RJ

Brasil

MÁXIMO, A.; ALVARENGA, B. Curso de física. 5ª ed. São Paulo: Scipione, 2000.

MELO de Barros Luiz Washington, Irrigador Solar: instruções de montagem

e de funcionamento. Embrapa instrumentação 2016

SEARS, F.; Zemansky, M. W. e Young, H. D. Física: Mecânica dos Fluídos -

Calor – Mov. Ondulatório. 2 a ed. Livros Técnicos e Científicos, Rio de Janeiro,

1984. v.2. cap. 12.

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