INSTALAÇÃO DE UM SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO SUSTENTÁVEL INSTALLATION OF A SYSTEM OF SUSTAINABLE REFRIGERATION

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1 INSTALAÇÃO DE UM SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO SUSTENTÁVEL Francisco Michel Souto de Oliveira 1 * & Rivana Mabel Lucena Oliveira 2 & Misael Souto de Oliveira 3 & Roberta Lorenna Galvão Gomes 4 Um dos temas de maior relevância atualmente trata-se do uso e conservação dos recursos hídricos que estão se tornando cada vez mais escassos. Encontrar soluções que minimizem as percas desses recursos, como por exemplo, o seu reaproveitamento, é de extrema importância. O presente trabalho trata-se de um estudo experimental sobre a reutilização d água realizada em uma coluna de destilaria, modelo UOP3CC, onde a mesma necessita de um grande volume de água para condensação do vapor do condensador, aproximadamente 140 litros. O fabricante da coluna propõe que o fluido refrigerante, a água, passe pelo condensador e seja descartado posteriormente, havendo, assim, um enorme desperdício d água. Na coluna foi instalado um sistema de resfriamento reutilizável que conta com um tanque de 1000 litros, uma bomba e tubulações que conectam o sistema ao equipamento. A ideia é que a água seja bombeada para corrente de entrada do fluido refrigerante do condensador, passe no mesmo, condensando o vapor presente em contracorrente e volte ao tanque de armazenamento de água. Observou-se, durante os experimentos, a eficiência no reuso da água e ainda se verifica uma economia de aproximadamente litros de água considerando o uso do equipamento durante 10 horas. Palavras-Chave - Sustentabilidade, coluna de destilação, condensador. INSTALLATION OF A SYSTEM OF SUSTAINABLE REFRIGERATION One of the most important issues currently it is the use and conservation of water resources are becoming increasingly scarce. Finding solutions to minimize the losses of these resources, such as its reuse is of utmost importance. This work it is an experimental study on the reuse of water held in a distillery column UOP3CC model, where it needs a large volume of water to the condenser steam condensation, approximately 140 liters. The manufacturer of the column proposes that the refrigerant, water, pass through the condenser and is disposed of later, there is thus a huge waste of water. In the column was installed a reusable cooling system that has a 1000 liter tank, a pump and pipes connecting the system to the equipment. The idea is that the water is pumped to the condenser of the refrigerant inlet stream, pass the same, condensing the vapor in countercurrent and back to water storage tank. It was observed during the experiments, the efficient reuse of water and there is still a savings of about 2640 liters of water considering the use of the equipment for 10 hours. Keywords Sustainability, distillation column, condenser. 1 Universidade Federal de Campina Grande, Departamento de Engenharia Civil, michelsouto.engenheirocivil@gmail.com. 2 Universidade Federal de Campina Grande, Departamento de Engenharia Química, mabel.lucena@gmail.com. 3 Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia, Curso Superior de Tecnologia em Automação Industrial, misaeloliveira_ai@hotmail.com 4 Universidade Federal de Campina Grande, Departamento de Engenharia Química, robertalorenna@hotmail.com. * Autor Correspondente XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 1

2 1 INTRODUÇÃO O uso dos recursos hídricos e sua conservação é um dos principais desafios do desenvolvimento sustentável, devido ao aumento da população e à falta de controle dos impactos das atividades do homem sobre o espaço natural. O Brasil detém cerca de 12% da água doce superficial disponível no planeta e 28%, nas Américas. Possui ainda, a maior reserva de água doce subterrânea, o Aquífero Guarani, com 1,2 milhão de quilômetros quadrados. Entretanto, a distribuição geográfica desses recursos é bastante irregular [SILVA, 2011]. O Nordeste é a região brasileira mais afetada pela escassez de água. A situação é mais insustentável para os mais de 8 milhões de habitantes do semiárido. Estudos realizados pela Embrapa (Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária) revelam que as chances dos agricultores colherem boas safras são e três anos em dez na região [SILVA, 2011]. Além disso, a crise de água não é consequência apenas de fatores climáticos e geográficos, mas principalmente do uso irracional dos recursos hídricos. Distante cerca de 120 km da capital paraibana, o município de Campina Grande ocupa uma área de 594,182 km 2 e sua população estimada é de habitantes, segundo o IBGE (2010). A importância das águas pode ser verificada na história do município desde os seus primeiros povoamentos. O município de Campina Grande faz parte de um cenário cada vez mais negativo relacionado ao efeito das estiagens prolongadas. Desde agosto de 2011 o reservatório que abastece a cidade, Açude Boqueirão, não tem recebido aportes volumosos de água razão pela qual se previu o racionamento no sistema de abastecimento para o início de A crise no abastecimento de água acarretou, para esta cidade, uma série de consequências nos âmbitos social, econômico e ambiental. Dentre as consequências, destacam-se a desaceleração do crescimento econômico, desemprego em tais setores, redução na produção de hortifrutigranjeiros, altamente dependentes de água, o que acarreta a elevação dos preços [Rangel Júnior et. al.,2014]. Atualmente, com o surgimento de conflitos pelo uso da água e pelo fato do consumo ser expressivo, o interesse pelo reuso da água em cidades brasileiras tem aumentado com intuito de contribuir com a sustentabilidade ambiental. Diante o cenário da crise hídrica da cidade de Campina Grande, surgem alternativas para reduzir os aspectos nocivos do racionamento de água e da estiagem, podendo-se destacar desde mudanças de atitudes até ações governamentais para minimizar esta situação. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 2

3 Pensando neste problema que assola o município de Campina Grande, o Laboratório de Fontes Renováveis de Energia, situado na cidade de Campina Grande, na Universidade Federal de Campina Grande pertencente ao Departamento de Engenharia Química, tomou a iniciativa de reutilizar a água utilizada em um dos equipamentos em funcionamento neste laboratório. O objetivo deste trabalho é expor uma atitude que minimizou o desperdício de água por parte do laboratório. 2 MATERIAIS E MÉTODOS O presente trabalho foi realizado no Laboratório de Fontes Renováveis de Energia (LABFREN), na Unidade Acadêmica de Engenharia Química (UAEQ), no Centro de Ciências e Tecnologia (CCT), da Universidade Federal de Campina Grande (UFCG), Campus I, Paraíba. O equipamento trata-se de uma coluna de destilação piloto que está instalada no laboratório citado acima. A coluna, UOP3CC, de fabricação Armfield, necessita de um grande e contínuo volume de água para a condensação de vapor no condensador desta. A Figura 1 apresenta uma imagem do equipamento em estudo. O proposto pelo fabricante do equipamento é que o fluido refrigerante (neste caso, água fria), passe pelo condensador de seja descartado posteriormente. Diante a situação hídrica do município de Campina Grande, ainda durante a fase de comissionamento do equipamento, foi instalado um sistema de resfriamento reutilizável. O sistema conta com um tanque de aproximadamente litros, uma bomba e tubulações que conectam o sistema ao equipamento. A ideia é que a água seja bombeada para corrente de entrada do fluido refrigerante do condensador, passe no mesmo, condensando o vapor presente em contracorrente e volte ao tanque de armazenamento de água. Para isso, são necessários aproximadamente 140 litros de água. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 3

4 Figura 1 Coluna de destilação piloto UOP3CC. O sistema de refrigeração implementado conta, ainda, com um motor de geladeira, responsável por refrigerar a água armazenada no tanque, visto que durante os primeiros experimentos com o novo sistema refrigerante verificou-se o aumento de temperatura da água o que afeta diretamente na eficiência de condensação realizada no condensador e consequentemente no produto final da destilação. A Figura 2 apresenta o novo sistema de refrigeração utilizado no laboratório. A Figura 3 apresenta o esquema do sistema de refrigeração acoplado a coluna de destilação piloto. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 4

5 Figura 2 - Sistema de refrigeração sustentável. Figura 3 - Sistema de refrigeração sustentável acoplado à coluna de destilação piloto. A água armazenada no tanque deve ser tratada com água sanitária para evitar a proliferação de mosquitos e mofo. E dever ser trocada em uma média de três em três meses. No que se refere a cidade de Campina Grande como um todo, a captação de água da chuva apresenta-se como uma grande vantagem não só para a população, mas também para o meio ambiente, visto que reduz o consumo de água da rede pública e o custo do fornecimento. A água captada pode servir para diversos fins desde que seja tratada adequadamente. Neste contexto, ressalta-se a importância ainda, da conscientização da população por parte de que detém maiores informações. A chegada de informações as pessoas menos favorecidas é um dos pontos cruciais no que se refere ao racionamento de água e utilização consciente. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 5

6 3 RESULTADOS E DISCUSSÕES A conscientização do uso da água apresenta-se como uma alternativa para que o racionamento seja realizado de forma natural. No que se refere ao LABFREN, observou-se, durante os experimentos, a eficiência no reuso de da água e ainda se verifica uma economia de aproximadamente litros de água considerando o uso do equipamento durante 10 horas. 4 CONCLUSÕES O estudo, embora superficial, da situação hídrica do município de Campina Grande possibilita o conhecimento da necessidade de racionalizar a água. A captação de água de chuva apresenta-se como uma alternativa para a população do município e esta ideia deve ser cada vez mais ressaltada pelas políticas públicas e pela própria população. A instalação do sistema de refrigeração para o condensador presente na coluna de destilação piloto do LABFREN apresentou eficiência do ponto de vista operacional e ambiental e serve como base para novas iniciativas de uso racional da água por parte de laboratórios de pesquisa. 5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS SILVA, C.H.R.T. Recursos hídricos e desenvolvimento sustentável no Brasil. Núcleo de Estudos e Pesquisas Consultoria Legislativa do Senado Federal, RANGEL JUNIOR, A.G.; SOUSA, C.M. Campina Grande hoje e amanhã. Editora da Universidade Estadual da Paraíba EDUEPB. Campina Grande PB, IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Geociências XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 6