Desenvolvimento e avaliação de um sistema de filtragem com reversão de fluxo de alta frequência

• Autor(a) principal: Pinto, Marinaldo Ferreira
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11143/tde-12072013-082758/
• topic: Emitter clogging; Filtro de tela; Obstrução de emissores; Qualidade da água; Screen filter; Water quality

A obstrução de emissores tem sido um entrave para a microirrigação. Porém, tem-se notado poucos estudos relativos ao desenvolvimento de equipamentos que auxiliam na prevenção da obstrução de emissores nos últimos anos. Os estudos realizados nesta linha estão geralmente ligados à caracterização dos sistemas em uso. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um sistema de filtragem com reversão automática de fluxo, de alta frequência. O sistema foi concebido para operar com água de baixa qualidade, com inversão de fluxo e limpezas automáticas e com volume mínimo de água para realização das limpezas. As decisões do controlador do sistema de filtragem têm como base a perda de carga, obtida por meio de transdutores de pressão instalados na entrada e na saída do sistema. O protótipo final é composto, basicamente, por três filtros de tela e onze válvulas solenoides controladas eletronicamente. Determinou-se a curva de perda de carga em função da vazão, a eficiência de retenção e o volume mínimo de água para limpeza dos filtros. A eficiência de retenção de partículas foi determinada em delineamento experimental inteiramente aleatorizado em esquema fatorial, sendo testados três fatores: tempo de reversão (15 e 30 s); incremento da perda de carga (25 e 50%) e concentração de sólidos (500 e 1000 mg L-1). A eficiência de retenção de sólidos totais foi de 71,7 e 78,3% para as concentrações de 500 e 1000 mg L-1, respectivamente, tendo apresentado diferença significativa a 1% de probabilidade. Entretanto, a eficiência retenção de sólidos maiores que 50 ?m (Ed > 50) foi de 98,6 ± 0,7%, não sendo significante para nenhum dos tratamentos ao nível de significância de 1%. O volume médio de água despendido durante as limpezas foi de 5,39 L por limpeza, que representou um volume de água de limpeza por volume de água filtrada de 8,0 e 12,6 L m-3, para as concentrações de 500 e 1000 mg L-1, respectivamente. Os valores de eficiência energética do sistema de filtragem variaram de 80 a 90% para a vazão de 2 m3 h-1 com pressão de entrada entre 15 a 40 mca. As limpezas do sistema de filtragem não foram totalmente eficazes na retomada da perda de carga, com tendência de aumento com o tempo. A inversão de fluxo com frequências de 11,11 e 22,22 mHz influenciou na evolução da perda de carga do sistema de filtragem, tornando-a mais lenta que a evolução para o sistema funcionando sem inversão de fluxo. Considerou-se que o sistema de filtragem desenvolvido apresentou potencial para filtragem da água de irrigação com baixa qualidade, porém necessita de manutenções periódicas para limpeza do elemento filtrante. A perda de carga admissível do sistema de filtragem deve ser o valor mais restritivo entre o critério de desempenho de retenção de partículas e o de variação de vazão do sistema de irrigação.