Evaluación preliminar del desempeño de un destilador solar piramidal para la producción de agua para consumo humano
DOI:
https://doi.org/10.55761/abclima.v30i18.14769Palabras clave:
Destilador solar piramidal. Tratamento de água. Situações emergenciais.Resumen
En diferentes circunstancias de emergencia y épocas del año, el acceso al agua por un sistema de captación superficial o subterráneo puede detenerse, lo que obliga a la población local a recurrir a fuentes no viables para superar su escasez temporal. En este trabajo, que se fue realizado de octubre de 2019 a marzo de 2020, se estudió la posibilidad de utilizar un destilador solar piramidal para producir agua y su calidad para el consumo humano en situaciones de emergencia. El destilador fue construido con un área de cobertura de vidrio de 0,25 m² y operado con base en las recomendaciones ya conocidas para maximizar su productividad, mediante el uso de la energía solar. Las variables meteorológicas: radiación solar, temperatura ambiente, velocidad del viento y humedad relativa fueron monitoreadas para evaluar la capacidad potencial de producción para las características locales. A partir de 67 mediciones de producción de agua destilada se demostró que el destilador logró producir una media de 3,22 L/m².día, equivalente a una eficiencia del 31%. Además, mediante el análisis de calidad de agua en siete muestras de agua cruda y destilada, se determinó que el agua producida es apta para el consumo humano.
Descargas
Citas
AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS E SANEAMENTO BÁSICO (ANA). Plano Nacional de Segurança Hídrica. Brasília. 2019. Disponível em: https://arquivos.ana.gov.br/pnsh/pnsh.pdf. Acesso em: 25 out. 2021.
ALGAIM, H. R. M.; ALASDI, J. M.; MOHAMMED, A. J. Study of efficiency for the pyramidal solar still (PSS) in Basra city, Iraq. Scholars Research Library Archives of Applied Science Research, [s.l.], v. 5, n. 5, p. 62–67, 2013. Disponível em: https://www.scholarsresearchlibrary.com/articles/study-of-efficiency-for-the-pyramidal-solar-still-pss-in-basra-city-iraq.pdf. Acesso em: 25 maio 2021.
AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION (APHA); AMERICAN WATER WORKS ASSOCIATION; WATER ENVIRONMENT FEDERATION. Standard methods for the examination of water and wastewater. 22 ed. Washington (D.C.): American public health association, 2012.
BRASIL. Ministério da Saúde. Portaria GM/MS nº 888, de 04 de maio de 2021. Altera o Anexo XX da Portaria de Consolidação GM/MS nº 5, de 28 de setembro de 2017, para dispor sobre os procedimentos de controle e de vigilância da qualidade da água para consumo humano e seu padrão de potabilidade. Diário Oficial da União, Brasília, DF, 7 maio 2021. Disponível em: https://pesquisa.in.gov.br/imprensa/jsp/visualiza/index.jsp?data=07/05/2021&jornal=515&pagina=127. Acesso em: 25 out. 2021.
BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. Resolução CONAMA nº 357, de 15 de junho de 2005. Dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento, bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes, e dá outras providências. Diário Oficial da União, Brasília, DF, 18 mar 2005. Disponível em: http://conama.mma.gov.br/?option=com_sisconama&task=arquivo.download&id=450. Acesso em: 25 out. 2021.
BREUNIG, F. M. et al. Situação ambiental do campus da UFSM de Frederico Westphalen, RS. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO REMOTO, 16., 2013, Foz do Iguaçu. Anais [...] . Foz do Iguaçu, Pr: Inpe, 2013. p. 7241–7248. Disponível em: http://marte2.sid.inpe.br/rep/dpi.inpe.br/marte2/2013/05.28.23.07.49. Acesso em: 25 out. 2021.
CHANDRASHEKARA, M.; YADAV, A. Water desalination system using solar heat: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, [s.l.], v. 67, p. 1308–1330, 1 jan. 2017. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1364032116304919. Acesso em: 25 maio 2021.
CLIMATE DATA. Clima Frederico Westphalen. 2021. Disponível em: https://pt.climate-data.org/america-do-sul/brasil/rio-grande-do-sul/frederico-westphalen-43585. Acesso em: 25 de out. de 2021.
DAS, D. et al. Solar still distillate enhancement techniques and recent developments. Groundwater for Sustainable Development, [s.l.], v. 10, p. 100360, abr. 2020. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2352801X19302140. Acesso em: 25 maio 2021.
DEV, R.; ABDUL-WAHAB, S. A.; TIWARI, G. N. Performance study of the inverted absorber solar still with water depth and total dissolved solid. Applied Energy, [s.l.], v. 88, n. 1, p. 252–264, jan. 2011. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0306261910003053. Acesso em: 25 maio 2021.
FARIA, E. V. D. et al. Desenvolvimento e construção de um destilador solar para dessalinização de água salgada em diferentes concentrações de sais. Anais do XXXVII Congresso Brasileiro de Sistemas Particulados. Anais [...]. In: XXXVII CONGRESSO BRASILEIRO DE SISTEMAS PARTICULADOS. São Carlos, Brasil: Editora Edgard Blücher, out. 2015. Disponível em: http://pdf.blucher.com.br.s3-sa-east-1.amazonaws.com/chemicalengineeringproceedings/enemp2015/TC-544.pdf. Acesso em: 25 out. 2021
FATH, H. E. S. et al. Thermal-economic analysis and comparison between pyramid-shaped and single-slope solar still configurations. Desalination, [s.l.], v. 159, n. 1, p. 69–79, set. 2003. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0011916403900464. Acesso em: 25 maio 2021.
HEDAYATI-MEHDIABADI, E.; SARHADDI, F.; SOBHNAMAYAN, F. Exergy performance evaluation of a basin-type double-slope solar still equipped with phase-change material and PV/T collector. Renewable Energy, [s.l.], v. 145, p. 2409–2425, jan. 2020. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0960148119311802. Acesso em: 25 maio 2021.
INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. Cidades: Frederico Westphalen. 2021. Disponível em: https://cidades.ibge.gov.br/brasil/rs/frederico-westphalen/panorama. Acesso em: 25 out. 2021.
KABEEL, A. E. et al. Performance enhancement of pyramid-shaped solar stills using hollow circular fins and phase change materials. Journal of Energy Storage, [s.l.], v. 31, p. 101610, out. 2020. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2352152X2031447X. Acesso em: 25 maio 2021.
KABEEL, A. E.; OMARA, Z. M.; YOUNES, M. M. Techniques used to improve the performance of the stepped solar still—A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, [s.l.], v. 46, p. 178–188, jun. 2015. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1364032115001410. Acesso em: 25 maio 2021.
KIANIFAR, A.; ZEINALI HERIS, S.; MAHIAN, O. Exergy and economic analysis of a pyramid-shaped solar water purification system: Active and passive cases. Energy, [s.l.], v. 38, n. 1, p. 31–36, fev. 2012. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0360544211008723. Acesso em: 25 maio 2021.
KUMAR, A. S. et al. A study of life cycle conversion efficiency and CO2 role in the pyramid shape solar stills – Comparative analysis. Groundwater for Sustainable Development, [s.l.], v. 11, p. 100413, out. 2020. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2352801X19304060. Acesso em: 25 maio 2021.
MALUF, A. P. Destiladores solares no Brasil. 2005. Monografia (Especialista em Fontes Alternativas de Energia) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2005. Disponível em: https://www.solenerg.com.br/files/monografia_alexandre.pdf. Acesso em: 25 maio 2021.
MANOKAR, A. M. et al. Effect of water depth and insulation on the productivity of an acrylic pyramid solar still – An experimental study. Groundwater for Sustainable Development, [s.l.], v. 10, p. 100319, abr. 2020. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2352801X1930390X. Acesso em: 25 maio 2021.
MOTA, S.; ANDRADE, M. A. N. Uso da destilação solar no tratamento de águas contaminadas por microorganismos. Aplicações à pequenas comunidades. Revista Tecnologia, [s.l.] v. 7, n. 1, p. 24-26, 2010. Disponível em: https://periodicos.unifor.br/tec/article/view/1388/4205. Acesso em: 25 maio 2021.
SÁ, L. F.; JUCÁ, J. F. T.; SOBRINHO, M. A. DA M. Treatment of landfill leachate using a solar destillar. Ambiente e Agua - An Interdisciplinary Journal of Applied Science, Taubaté, v. 7, n. 1, p. 204–217, 27 abr. 2012. Disponível em: www.ambi-agua.net/seer/index.php/ambi-agua/article/view/815/pdf_614. Acesso em: 25 maio 2021.
SARAVANAN, A.; MURUGAN, M. Performance evaluation of square pyramid solar still with various vertical wick materials – An experimental approach. Thermal Science and Engineering Progress, [s.l.], v. 19, p. 100581, out. 2020. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2451904920300998. Acesso em: 25 maio 2021.
SATHYAMURTHY, R. et al. Factors affecting the performance of triangular pyramid solar still. Desalination, [s.l.], v. 344, p. 383–390, jul. 2014. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0011916414002082. Acesso em: 25 maio 2021.
SHARSHIR, S. W. et al. A hybrid desalination system using humidification-dehumidification and solar stills integrated with evacuated solar water heater. Energy Conversion and Management, [s.l.], v. 124, p. 287–296, set. 2016. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0196890416306069. Acesso em: 25 maio 2021.
SHARSHIR, S. W. et al. Augmentation of a pyramid solar still performance using evacuated tubes and nanofluid: Experimental approach. Applied Thermal Engineering, [s.l.], v. 160, p. 113997, set. 2019. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1359431119308658. Acesso em: 25 maio 2021.
SOARES, C. Tratamento de água unifamiliar através da destilação solar natural utilizando água salgada, salobra e doce contaminada. 2004. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) - Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2004. Disponível em: https://repositorio.ufsc.br/xmlui/bitstream/handle/123456789/87556/208790.pdf?sequence=1&isAllowed=y. Acesso em: 25 maio 2021.
TAAMNEH, Y.; TAAMNEH, M. M. Performance of pyramid-shaped solar still: Experimental study. Desalination, [s.l.], v. 291, p. 65–68, abr. 2012. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0011916412000744?via%3Dihub. Acesso em: 25 maio 2021.
VELMURUGAN, V. et al. Desalination of effluent using fin type solar still. Energy, [s.l.], v. 33, n. 11, p. 1719–1727, nov. 2008. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0360544208001643. Acesso em: 25 maio 2021.
WASSOUF, P. et al. Novel and low cost designs of portable solar stills. Desalination, [s.l.], v. 276, n. 1–3, p. 294–302, ago. 2011. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0011916411002876?via%3Dihub. Acesso em: 25 maio 2021.
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
A aprovação dos artigos implica a aceitação imediata e sem ônus de que a Revista Brasileira de Climatologia terá exclusividade na primeira publicação do artigo. Os autores continuarão, não obstante, a deter os direitos autorais. Os autores autorizam também que seus artigos sejam disponibilizados em todos os indexadores aos quais a revista está vinculada.
Os autores mantém seus direitos de publicação sem restrições
A Comissão Editorial não se responsabiliza pelos conceitos ou afirmações expressos nos trabalhos publicados, que são de inteira responsabilidade dos autores.
A Revista Brasileira de Climatologia oferece acesso livre imediato ao seu conteúdo, seguindo o entendimento de que disponibilizar gratuitamente o conhecimento científico ao público proporciona maior democratização do conhecimento e tende a produzir maior impacto dos artigos publicados. Os artigos publicados na revista são disponibilizados segundo a Licença Creative Commons CC-BY-NC 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/). Segundo essa licença é permitido acessar, distribuir e reutilizar os artigos para fins não comerciais desde que citados os autores e a fonte. Ao submeter artigos à Revista Brasileira de Climatologia, os autores concordam em tornar seus textos legalmente disponíveis segundo essa licença