MTODOS EVAPORATIVOS SOLARES

A destilao solar tem se configurado como uma alternativa de tecnologia limpa para dessalinizao de guas salobras e salinas. Isso porque, alm de causar o mnimo prejuzo possvel ao meio ambiente, aproveita uma fonte energtica abundante e gratuita: a energia solar. Dentro desse contexto, o desenvolvimento de um equipamento que utilize a energia solar para tratamento das guas residurias que seriam descartadas vem ao encontro dos anseios e expectativas para o desenvolvimento sustentvel [1]. Atualmente, com o aumento do preo dos combustveis fsseis, aliado demanda ambiental, provvel que haja um crescimento do nmero de destiladores solares para instalaes de mdio e grande porte [2].Existem vrios tipos de destiladores solares, desde os convencionais, tambm denominados de destiladores de simples efeito, que podem ter cobertura do tipo uma ou duas guas, at os modelos que foram desenvolvidos a partir desses com o objetivo de otimizao e aumento nos rendimentos com diminuio nos custos. Nessa ltima categoria encontram-se os destiladores solares de multiestgio, os do tipo filme capilar, os capilares com tecido ou tipo mecha, de condensao separada e com aquecimento suplementar, por exemplo.As vantagens da destilao solar so: baixo custo de manuteno e operao; simplicidade de operao e manuteno, requerendo para sua manuteno apenas a limpeza peridica; uso de uma fonte energtica no poluente, abundante e gratuita; altas eficincias de remoo de sais, sempre superiores a 90 %.As desvantagens da destilao solar so poucas, sobretudo quando se considera seus benefcios. Entretanto, elas existem e esto enumeradas a seguir: demanda de grandes reas para sua instalao; baixos rendimentos, o que a torna, via de regra, economicamente invivel para implantao em grandes escalas; altos custos de investimento para seu start-up; necessidade de remoo peridica dos resduos depositados no fundo dos destiladores sob pena de perda de rendimento [1].Devido a limitaes de custo e rea, em sua maioria o uso de destiladores solares ainda experimental, no tendo atingido um patamar comercialmente importante, apenas com aplicaes de pequena escala. estimado que existam cerca de apenas cem destiladores solares espalhados em cerca de vinte e cinco pases, com capacidade instalada de menos de vinte mil litros por dia. Destiladores solares so quase inexistentes no Brasil [3].A eficincia energtica de um destilador solar se encontra na faixa entre 38% e 43%, podendo chegar no maximo a 60%. A baixa eficincia deve-se, principalmente, a perdas energticas tpicas em um destilador solar. Assim, contando com um valor tpico de energia solar incidente como de 4 a 5 kWh/m2dia, o valor tpico de produo para esses nmeros sero de apenas 2 a 2,7 kg/m2dia de gua (Maluf, 2005).Logo, o desafio encontrar uma maneira de utilizar a energia solar no tratamento de maiores volumes de gua de produo, aumentando a produtividade e eficincia de sistemas que utilizem energia solar, mantendo, porm, suas vantagens intrnsecas, como o baixo custo. Uma das alternativas, talvez a mais promissora, seja utilizar sistemas hbridos ou compostos. E como tambem se pode usar a energia solar para produo de energia eltrica (atravs de paineis fotovoltaicos), esta pode ser utilizada para aquecimento da gua, utilizando uma resistncia eltrica.A forma de pr-aquecimento de agua que parece mais promissora o aproveitamento do sistema de aquecimento solar de gua utilizado em residncias (tambm chamado de aquecedor solar), que formado basicamente por coletores solares e reservatrio trmico. Esse sistema pode ento ser acoplado ao destilador solar, formando um sistema de aquecimento-destilao solar de gua.A destilao solar feita via destilador solar do tipo tanque raso a mais comum, pois a operao desses destiladores muito simples e no requer alto custo de manuteno ou trabalhadores especializados, apesar de que uma correta manuteno seja imprescindvel para o bom funcionamento.Santos (2008) estudou a construo um sistema de aquecimento-destilao solar para estudo da possibilidade de purificao da gua produzida de petrleo. O sistema como proposto constitudo por:1. Destilador solar: com tanque a prova d'gua, pintado de cor escura, podendo ser feito de concreto, alumnio revestido com borracha de silicone ou fibra de vidro; suportes de alumnio (boa adeso do silicone de vedao) ou ao galvanizado; cobertura de vidro com inclinao de 20; canaleta de coleta de ao inoxidvel; isolamento trmico com areia ou resduo de l e vedao com silicone. A profundidade da gua nele deve ficar entre 1,5 cm e 2,5 cm.2. Aquecedor solar: um sistema bsico de aquecimento solar de gua constitudo basicamente de coletores solares planos e boiler. Seu funcionamento bastante simples, e utiliza o princpio de circulao natural, denominado termossifo, que se baseia no fato de que, quanto maior a temperatura da gua, menor sua densidade. Esse sistema pode ser facilmente acoplado ao destilador solar, de modo que, quando o registro (ou vlvula) aberto, a gua quente do boiler seja conduzida ao destilador, onde ser destilada.2.1. Coletor solar: responsvel pelo pr-aquecimento da gua que entra no destilador solar, garantindo assim uma maior produtividade de gua destilada. Nos coletores solares planos (mais comumente utilizados), os raios de sol atravessam o vidro da tampa, esquentam a placa absorvedora e as aletas (de cobre ou alumnio, e pintadas com tinta escura, que ajuda na absoro da radiao solar), e o calor passa para os tubos ou serpentina (geralmente de cobre), esquentando a gua que esta dentro da serpentina. Segundo Esteban (2000) e Lopes (2004), os coletores solares podem ser utilizados em conjunto com o destilador solar para melhorar a eficincia deste, atravs do pr-aquecimento da gua. Para a placa absorvedora, o cobre e o alumnio so os materiais mais utilizados. O uso do alumnio reduz sensivelmente os custos de fabricao, mas sua corroso normalmente maior que a do cobre. Para que os coletores solares oferecam vantagens significativas, algumas precaues bsicas devem ser consideradas: a cobertura deve possuir alta transparencia para a radiacao solar e alta absorvidade para radiao infravermelha; a placa absorvedora deve ser preta para garantir maior absoro de energia e possuir alta condutividade trmica para transferir esta energia ao fluido; a caixa do coletor solar plano deve ter um excelente isolamento trmico na parte lateral e na parte inferior, que minimize as perdas de calor para o ambiente, e possuir uma eficiente vedao para impedir a entrada de umidade.2.2. Reservatrio trmico (boiler): como uma caixa d'gua especial que mantm quente a gua que passou pelo coletor solar. Pode ser feito de ao inoxidvel ou cobre e coberto com material isolante (l de vidro e poliuretano).

Figura 1. Esquema de funcionamento de um aquecedor solar com coletor e boiler.

O pr-aquecimento viabiliza a operao semi-contnua do destilador, com controle do nvel da gua. Os resultados obtidos so bastante promissores, j que a maioria dos destiladores solares opera em batelada, e a adoo de um regime semi-contnuo sem pr-aquecimento no seria eficiente, pois o sistema seria continuamente abastecido com gua fria, o que prejudicaria a evaporao. Com o pr-aquecimento, a alimentao do destilador estar sempre aquecida, o que aumenta a eficincia do destilador, e viabiliza um aumento de escala, para atender a maiores vazes de gua [2].Amorim, Porto e Silva (2000) observaram, dos estudos da proposta de evaporao solar dos efluentes, com vistas a minimizar os possveis impactos ambientais, que a reduo de seu volume e a sua transformao em um produto slido facilita seu manuseio, evita seu contato com o solo e os sais obtidos pela cristalizao indicaram possvel utilizao tanto para o setor humano e animal, como no industrial.Sendo assim, propuseram uma metodologia na qual a gua exposta ao sol e, medida que evapora, os sais se concentram, atingem seus pontos de saturao ou solubilidade, e se precipitam de acordo com suas caractersticas qumicas. A tcnica baseia-se na tabela de J. Usiglio. A gua fica exposta ao sol em um tanque at atingir a concentrao de 16B (graus Baum) e precipitar o CaCO3, e ento transferida para um tanque seguinte; neste, a gua permanece at os 25B, precipitando o CaSO4 e passa para um terceiro tanque, onde d-se a precipitao do NaCl at os 29B. Ao atingir os 29B, a gua segue para um quarto tanque, e neste precipita o MgCl2, at atingir 32B, quando segue para um quinto tanque, onde permanece at 44B, para precipitao do CaCl2 [4].REFERNCIAS[1] BEZERRA, M. A. S. Desenvolvimento de um Destilador Solar para Tratamento de guas de Produo de Petrleo[2] SANTOS, R. P. Evaporao Solar de gua Produzida de Petrleo[3] MALUF, A. P. Destiladores Solares no Brasil[4] AMORIM, M. C. C; PORTO, E. R.; SILVA, L. G. A. Evaporao Solar como Alternativa de Reuso dos Efluentes de Dessalinizao por Osmose Reversa