Publicação: Concentrador solar para dessalinização de água: projeto e construção
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
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Vieira, Luiz Gustavo Martins
Resumo
A energia é a força motriz das transformações da natureza. O instinto humano é programado
para buscar fontes energéticas visando sua sobrevivência e seu conforto, porém
o uso indiscriminado e ambicioso dessa energia desarmoniza o equilíbrio natural promovendo
um meio ambiente cada vez mais inóspito e uma saturação de recursos naturais
comprometendo, inclusive, a disponibilidade de água potável no planeta. As fontes energéticas como o petróleo, o carvão e a fissão nuclear não são renováveis e continuamente
produzem resíduos geradores de poluição. Como alternativa têm-se fontes energéticas renováveis como as das ondas e das marés, a geotérmica e a eólica. Nenhuma, porém, é tão
abundante e disponível quanto a energia solar. Quanto a escassez de água, hoje, segundo
Wambeke (2007), mais de 1,1 bilhão de pessoas não tem a quantidade mínima de água
para sobreviver. Este trabalho teve como inspiração a utilização da energia solar para
potabilizar água salobra. Para isso foi planejado e construído um concentrador solar de
calha parabólica e uma unidade de evaporação para ser acoplada ao concentrador. Os
valores utilizados para a dimensionalização foram baseados nas condições meteorológicas
locais e com o objetivo de se atingir temperatura superiores a 100_C no uido dentro da
tubulação. Para a definição dimensional da calha foi visto que uma curvatura com formato
parabólico conseguiu concentrar o foco sem dispersão, que seriam necessários uma área de
abertura de calha com 20 m2 e uma tubulação com 43 m para se atingir a temperatura de
projeto. Percebeu-se que o vento é o maior responsável pela perda de calor por convecção
e que para menores vazões atinge-se a temperatura de equilíbrio do sistema com um comprimento
de tubulação menor. Fez-se, ainda, uma caracterização preliminar do sistema
de aquecimento com o intuito de se observar as temperaturas máximas atingidas. Pôde-se
observar que a temperatura máxima foi de 105_C utilizando a vazão via termossifão.
Abstract
Energy is the driving force of the transformations of nature. The human instinct
is scheduled to search for energy sources in order to their survival and comfort but the
indiscriminate and ambitious use disrupts the natural balance resulting in an environment
increasingly inhospitable and a saturation of natural resources compromising even
the availability of drinking water on the planet. Energy sources like oil, coal and nuclear
ssion are not renewable and constantly produce polluting residues. Alternatively
to have renewable energy sources such as wave and tidal, geothermal and wind power.
None, however, is so abundant and available as solar energy. Regarding the shortage of
water today, according to Wambeke (2007), more than 1.1 billion people do not have the
minimum amount of water to survive. This work was inspired by the use of solar energy
for turn salt water into potable water. To this was planned and built a parabolic trough
solar concentrator and an evaporation plant to be connected to the solar concentrator.
The values used to build the project were based on local weather conditions and with
the goal of reaching temperatures higher than 100 C in the
uid inside the pipe. For
the denition of dimensional trough was seen that a parabolic curve succeeded in shifting
the focus without scattering, that would take a trough area with 20 m2 and a pipe with
43 m to reach the design temperature. It was noticed that the wind is largely responsible
for the loss of heat by convection and that for smaller
ow reaches the temperature
equilibrium of the system with a smaller length of pipe. There was also a preliminary
characterization of the heating system in order to observe the maximum temperatures
reached. It might be noted that the maximum temperature was 105 C by using the
ow
through the thermosyphon.
Palavras-chave
Concentrador solar, Dessalinizador solar, Calha parabólica, Água salobra, Evaporador, Termossifão, Solar energy, Solar concentrator, Solar desalination, Parabolic trough, Brackish water, Evaporator, Thermosiphon, Energia solar
Citação
PRADO, Gustavo Otero. Concentrador solar para dessalinização de água: projeto e construção. 2011. 128 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2011. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.di.2011.72