Sistema alternativo para desinfecção da água por pasteurização solar para pequenas comunidades

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Rodrigues, Danielle Gonçalves, 1981-
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1633892
Resumo: Orientador: José Euclides Stipp Paterniani
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spelling Sistema alternativo para desinfecção da água por pasteurização solar para pequenas comunidadesAlternative system for disinfection of water by solar pasteurization for small communitiesPasteurizaçãoEnergia solarDesinfecçãoComunidades ruraisTratamento de águaPasteurizationSolar energyDisinfectionRural communitiesWater treatmentOrientador: José Euclides Stipp PaternianiTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia AgrícolaResumo: Pequenas comunidades, muitas das vezes não possuem um sistema de tratamento de água para consumo, trazendo efeitos deletérios sobre a saúde humana. Dessa forma, promover o acesso dessas comunidades a um sistema de desinfecção alternativo para o tratamento da água é de extrema importância para o fomento da qualidade de vida dessa população. Assim, essa pesquisa teve o objetivo de desenvolver e aplicar um sistema alternativo por pasteurização solar da água, visando a inativação de Coliformes Totais e E. Coli. Para tanto, utilizou-se a ferramenta metodológica quadro morfológico para a definição de 2 equipamentos de pasteurização solar da água para desinfecção da água. Ambos os equipamentos definidos, possuíam tubulação de mangueira de alta pressão e disposição das flautas circular, sendo uma composta com estufa (equipamento 1) e outra sem estufa (equipamento 2), com 100 m de mangueira cada. Para obtenção de dados de radiação e temperatura, utilizou-se um sistema de aquisição de dados da National Instruments Lab View, onde foi possível obter dados de radiação e temperatura por um ano, de fevereiro de 2014 a fevereiro de 2015, sendo esses dados coletados a cada 10 min. totalizando um tempo total diário de amostragem de 10 horas diárias, das 7:00 horas da manhã às 17:00 horas da tarde. Realizou-se ensaios bacteriológicos de acordo com a estação do ano, sendo que a cada estação realizou-se 10 ensaios para coliformes Totais e E. Coli através do método do Colilert, os quais foram correlacionados com os dados de temperaturas obtidos pelo Lab View. Os resultados obtidos nos ensaios bacteriológicos no solstício (verão e primavera) demonstraram que no equipamento 1, houve em 5 ensaios uma redução entre 90 a 100% da concentração de bactérias. Nos ensaios 1, 2, 7 e 8, após o tratamento, a concentração de E.Coli, obteve uma redução de 100% de micro-organismos. Esse fato pode ser explicado devido a temperaturas superiores a 60ºC alcançadas. No equipamento 2 os ensaios 8 e 9, apresentaram temperaturas finais bem próxima a 60ºC, o que permitiu nessas condições uma redução de 60 e 80% respectivamente. Nos ensaios realizados pelos equipamentos no equinócio (outono e inverno), a temperatura máxima obtida nos equipamentos corresponde a 47ºC, o que permitiu uma redução máxima de micro-organismos de 37%. Esse fato pode ser justificado pelas baixas temperaturas encontradas nesse período. Nota-se também a tendência de inativação do grupo coliformes se mantido a uma temperatura menor, porém com um tempo de detenção maior. Assim, conclui-se que os equipamentos testados, apesar de não terem apresentado uma redução superior a 99% em todos os ensaios, possuem potencial de utilização para pasteurização da água em pequenas comunidades, desde que medidas sejam tomadas para aumentar a sua eficiência. Assim, recomenda-se que seja aplicado junto aos equipamentos uma das sugestões a seguir: filtro lento, aplicação de isolamentos térmicos (tanto na tubulação quanto no reservatório de água), instalação de mais um coletor solar em série em cada um dos equipamentos visando aumentar a temperatura final da água, acoplar aos sistemas um WAPI (Indicador de Pasteurização Solar da Água) para avaliar a eficiência dos equipamentos testadosAbstract: Small communities often do not have a water treatment system for human consumption, bringing deleterious effects on human health. Thus, promoting the access of these communities to an alternative disinfection system for the treatment of water is of extreme importance for the promotion of the quality of life of this population. Thus, this research had the objective of developing and applying an alternative system for solar water pasteurization, aiming at the inactivation of Total Coliforms and E. Coli. For this, the methodological tool used was the morphological framework, for the definition for 2 solar water pasteurization equipment for water disinfection. Both equipment had a high-pressure hosepipe and circular flute arrangement, one of which was composed of a greenhouse (equipment 1) and one without a heater (equipment 2), with a hose of 100 m each. To obtain radiation and temperature data, a data acquisition system from the National Instruments Lab View was used, where it was possible to obtain data of radiation and temperature for a year, from February of 2014 to February of 2015, being this data collected every 10 minutes with a total sampling time of 10 daily hours, from 7:00 am to 5:00 pm.Bacteriological tests were carried out according to the season, with 10 tests for Colifers and E. coli using Colilert's method, which were correlated with the temperature data obtained by Lab View. The results obtained in the bacteriological tests at the solstice (summer and spring) demonstrated that the equipment 1 had in 5 tests, reductions between 90 to 100% of the concentration of bacteria. In assays 1, 2, 7 and 8, after treatment, the concentration of E. coli obtained a 100% reduction of microorganisms. This fact can be explained by reaching temperatures above 60 ° C. In equipment 2, tests 8 and 9, showed final temperatures close to 60ºC, which allowed a reduction of 60 and 80% respectively. In the tests performed by the equipment at the equinox (autumn and winter) the maximum temperature obtained in the equipment corresponds to 47ºC, which allowed the maximum reduction of microorganisms corresponds to 37%. The low temperatures found in this period can justify this fact. It is also noted that the tendency of inactivation of the coliform group was maintained at a lower temperature, but with a longer holding time. Thus, it can be concluded that the equipment tested, although they did not present a reduction of more than 99% in all the tests, have the potential to be used for water pasteurization in small communities, provided that measures are taken to increase its efficiency. Thus, it is suggested that one of the following suggestions be applied to the equipment: slow filter, application of thermal insulation in both the pipe and the water reservoir, installation of another solar collector in series in each of the equipment in order to increase the water temperature, to connect a WAPI (Solar Water Pasteurization Indicator) to the system to evaluate the efficiency of the equipment testedDoutoradoÁgua e SoloDoutora em Engenharia AgrícolaCNPQ142202/2011-8[s.n.]Paterniani, José Euclides Stipp, 1957-Delgado Neto, Geraldo GonçalvesSilva, Arivaldo José daRoston, Denis MiguelMedeiros, Gerson Araújo deUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia AgrícolaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia AgrícolaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASRodrigues, Danielle Gonçalves, 1981-20182018-03-16T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (114 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1633892RODRIGUES, Danielle Gonçalves. Sistema alternativo para desinfecção da água por pasteurização solar para pequenas comunidades. 2018. 1 recurso online (114 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1633892. 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