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Fatec Garça
DÉBORA ARIANA CORRÊA DA SILVA
ERIKA BARBOSA DOS SANTOS
PURIFICAÇÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS POR OSMOSE REVERSA
Orientador: Prof. Dr. José Arnaldo Duarte
Co-orientador: Prof. Dr. Edson Detregiachi Filho
GARÇA
2013
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Fatec Garça
DÉBORA ARIANA CORRÊA DA SILVA
ERIKA BARBOSA DOS SANTOS
PURIFICAÇÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS POR OSMOSE REVERSA
Artigo Científico apresentado a Faculdade
de Tecnologia de Garça – FATEC, como requisito para a conclusão do Curso de
Tecnologia em Mecatrônica Industrial,
examinado pela seguinte comissão de
professores:
________________________________
Prof. Dr. José Arnaldo Duarte
(Orientador)
FATEC Garça
_______________________________
Prof. Ms. Maria Alda B. Cabreira
(Presidente)
FATEC Garça
_______________________________
Prof. Espc. Adalberto S. Munaro
(Convidado)
FATEC Garça
Data da aprovação: 02/12/2013
GARÇA
2013
PURIFICAÇÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS POR OSMOSE REVERSA
Débora Ariana Corrêa da Silva¹
Érika Barbosa dos Santos¹
Prof. Dr. José Arnaldo Duarte²
Faculdade de Tecnologia de Garça(FATEC)
Tecnologia em Mecatrônica Industrial
Abstract: The paper aims to demonstrate the purification of rainwater through Reverse Osmosis for human consumption. The reverse osmosis membrane when subjected
pressure will promote a flow that traverse its surface to perform the separation into two
streams: these being the permeate (pure water) and waste (salts). The waste has a high
concentration of dissolved salts, organic materials and contaminants, making the flow to
be discarded. The permeate has a high degree of purity, the process removes 99.9% of
bacteria. The rainwater harvesting will be applied in buildings FATEC- Garça, using the
Reverse Osmosis system, being managed by a programmed logic controller (PLC) for
the treatment of water to be used in internal and external activities of the campus,
bringing as benefit research, innovation, environmental sustainability and economy.
Keywords: Reverse Osmosis, Environmental, Sustainability and Economy.
RESUMO. O trabalho tem por objetivo demonstrar, a purificação de águas pluviais
através de Osmose Reversa para consumo humano. A membrana de Osmose Reversa quando submetida á pressão promoverá um fluxo que ao percorrer sua superfície
realizará a separação em duas correntes: sendo estas o permeado (água pura) e o rejeito
(sais). O rejeito possui alta concentração de sais dissolvidos, materiais orgânicos e
contaminantes, constituindo o fluxo a ser descartado. O permeado possui elevado grau
de pureza, o processo elimina 99,9% das bactérias presentes. A captação de águas
pluviais será aplicada nas edificações da FATEC-Garça, utilizando o sistema de Osmose
Reversa, sendo gerenciado por um controlador lógico programado (CLP) para o
tratamento da água, a ser utilizada nas atividades internas e externas do campus,
trazendo como benefício a pesquisa, inovação sustentabilidade Ambiental e economia.
Palavras- chave: Osmose Reversa, Sustentabilidade Ambiental e Economia.
¹Discentes do curso de Tecnologia Mecatrônica Industrial(Faculdade de Tecnologia de Garça)
²Docente da Faculdade de Tecnologia de Garça
1.INTRODUÇÃO
A água é o recurso mais valioso, pois é indispensável e insubstituível para a vida
dos seres vivos (MARINOSKI, 2007). Mesmo com grande percentual de água existente
no planeta, é perceptível que a disponibilidade de água doce acessível ao ser humano é
mínima. A superfície terrestre é coberta aproximadamente por 70% de água, porém,
somente 3% é doce [1]. Apenas 20% da água doce está imediatamente disponível ao ser
humano. O restante está em lugares de difícil acesso como geleiras e locais subterrâneos
(OLIVEIRA, 2008).
O Brasil é um país privilegiado, pois detém cerca de 12% da água doce
superficial do planeta [2]. Porém, não há uniformidade de distribuição desta quantidade
de água no território nacional, sendo que cerca de 68% encontra-se na região norte e
16% na região Centro Oeste (UNIAGUA, 2012). A disponibilidade de água potável nas
regiões Sul, Sudeste e Nordeste, onde se encontra a maior densidade demográfica, é
preocupante.
Buscar sistemas que visam a preservação da água e a possibilidade da água em
regiões escassas é de grande relevância para a população. Deste modo, o sistema de
captação de águas pluviais torna-se uma alternativa interessante, pois utilizando a água
de chuva é possível diminuir o consumo e preservar a água potável.
Neste trabalho de conclusão de curso é abordado um estudo de caso na Unidade
Fatec Garça-SP, que tem como objetivo o desenvolvimento de um sistema de captação
de águas pluviais agregado ao processo de Osmose Reversa, que visa tratamento desta
água para consumo humano. Nos tópicos abaixo será abordado as vertentes que
constituem no desenvolvimento do projeto.
1.1 Osmose
A osmose é um fenômeno que ocorre em vários sistemas da natureza. Nas
células do nosso corpo, a osmose é responsável pelo equilíbrio de sais nas células, a
membrana é responsável em separar o meio intracelular do meio extracelular
permitindo a passagem de substâncias em ambos os sentidos.
A osmose permite a passagem de água através de membranas seletivamente
permeáveis, estas permitem a passagem de solvente e não de soluto, este processo
não envolve mobilização de energia, e o fluxo de água é dado sempre do meio com
menor concentração em soluto (meio hipotônico) para o meio com maior
concentração em soluto (meio hipertônico). Isso ocorre devido a Pressão Osmótica
que pressiona o meio, conforme Figura 1.
Figura 1 - Água Doce x Água Salgada
PRESSÃO OSMÓTICA
Fonte: Catálogo TIA Brasil (2011)
A pressão osmótica é o impulso (força) que a solução sofre para se deslocar do
meio menos concentrado para o meio mais concentrado, esse fluxo de solvente (água)
é interrompido no momento que a solução estiver em equilíbrio, ou seja, quando as
concentrações forem iguais (isotônicas). Conforme ilustrado na figura 1.2.
Figura 1.2- Pressão osmótica sendo aplicada sobre tubo com diferença de
concentrações
Fonte:biologia.blogger.com.br (2010)
1.2. Osmose Reversa
Osmose Reversa é o processo de separação da água dos sais minerais. É
constituida de duas soluções, uma com concentração maior de sais em relação à outra, e
diferentemente da osmose, a solução mais concentrada tende a ir para solução menos
concentrada.
Isso acontece devido a uma pressão mecânica superior a pressão osmótica
aplicada sobre a solução mais concentrada. Devido a pressão aplicada, as moléculas de
água passam pela membrana separando a solução em duas partes distintas: permeado e
rejeito, este último percorre a membrana sem atravessá-la para formar o que deve ser
desprezado, já o permeado é a parte da solução que atravessa a membrana (Figura 2)
contendo alto grau de pureza.
Figura 2-Modelo da membrana de sistema de osmose reversa.
Fonte:waterworks.com.br (2010)
O processo de tratamento remove grande parte dos componentes orgânicos e até
99% dos sais dissolvidos. O diagrama esquemático do processo de Osmose Reversa é
mostrado na Figura 2.1.
Figura 2.1-Diagrama da Osmose Reversa
Fonte:waterworks.com.br (2011)
2. OBJETIVO
O projeto visa oferecer informações sobre a construção de uma cisterna
automatizada para captação da água da chuva, transformando-a em água pótavel,
utilizando o sistema de Osmose Reversa, como alternativa para auxiliar no atendimento
da demanda de água e preservando o bem natural.
Com relação a implementação do sistema, são apresentados o índice de pluviosidade
do município de Garça , sistema de filtragem do equipamento, dados do protótipo
utilizado para demonstração do sistema de captação de água e os benefícios sustentáveis
e econômicos que o sistema traz. Tavares (2009) acredita que:
A eficiência e a confiabilidade dos sistemas de aproveitamento de
água de chuva estão ligadas ao dimensionamento do reservatório de armazenamento, necessitando de um ponto ótimo na combinação do
volume de reservação e da demanda a ser atendida, que resulte na
maior eficiência com menor gasto possível .
No dimensionamento do volume do reservatório de água e dos materiais a serem
utilizados na sua construção, recomenda-se que sejam realizados por profissionais
habilitados (OLIVEIRA; KNUZ; PERDOMO, 2005).
3. JUSTIFICATIVA
A Tecnologia não surgiu apenas para inovar, tornando os processos mais eficazes,
rápidos e com excelência na qualidade, mas veio também para preservar aquilo que é
valioso para o mundo. Se utilizarmos a tecnologia para a preservação dos recursos
naturais, estaremos utilizando-a na sua excelência e também conscientizando a
comunidade para o correto manuseio da água, trazendo economia para o campus e
sustentabilidade para o meio ambiente, agregando ainda conhecimento tecnológico de
sua funcionalidade para os discentes da instituição.
3.1 Índice de pluviosidade no município de Garça
Conforme pesquisas realizadas sobre o índice de pluviosidade na cidade de Garça
- SP, obtemos os dados fornecidos pelo Serviço Autônomo de Águas e Esgoto.
Visualizado no Gráfico 1 abaixo.
Gráfico 1- Dados fornecidos por SAAE- Garça 2012
De acordo com o Gráfico 1, observa-se que nos meses de Janeiro a Março, e de
Outubro a Dezembro, obtivemos os maiores índices anual, com isso, pode se afirmar
que durante este período o sistema de captação de água pluvial terá sua eficacia
atingida. Pois poderá armazenar, tratar e utilizar esta água sem necessidade de consumir
a água da concessionária.
3.1.1 Consumo mensal de água na unidade Fatec – Garça
Baseado no anexo 2, foram analisados os dados de consumo mensal de água da
Faculdade no período de sete meses. Verificou-se que nos meses de Abril, Maio e
Agosto, o consumo de água da concessionária é superior em relação aos meses de
Fevereiro e Março (Gráfico 2) . Analisando os Gráficos 1 e 2, conclui-se que a água
pluvial armazenada nos meses de Fevereiro e Março poderá suprir a demanda de
consumo nos meses de Abril, Maio e Agosto, já que o consumo nos meses de Fevereiro
e Março é consideravelmente inferior, conforme Gráfico 2 abaixo.
0
50
100
150
200
250
JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ
Média de chuva mensal (mm)
Garça-SP
Média
Gráfico 2-Consumo mensal de água da concessionária 2013
4.METODOLOGIA
4.1 Dimensionamento do reservatório
Os materiais a serem usados na construção de cisternas devem ser de acordo com
sua disponibilidade no mercado e consideradas as diferentes alternativas econômicas
existentes (OLIVEIRA; KNUZ; PERDOMO, 2005).
De acordo com Grings:
A cisterna deverá ter capacidade para armazenar água suficiente para
atender a demanda da propriedade por um período mínimo de 15 dias.
No cálculo do dimensionamento da cisterna, deve-se acrescentar um adicional relativo ao coeficiente de evaporação do sistema (2005).
Diante da dificuldade em se estabelecer um coeficiente de evaporação confiável, pode-se considerar um acréscimo de 10% no volume de
reserva calculado. No cálculo do volume da cisterna poderá ser
adotada a seguinte equação: Vc= (Vd x Ndia) +10%
Sendo:
Vc=Volume da cisterna (m³) Vd=Volume de demanda da água diária (m³)
Ndia=Número de dias de armazenagem (15 dias)
10%=Acréscimo de 10% em função da evaporação no período de armazenagem considerado.
Para uma melhor qualidade da água, recomenda-se que a captação seja
feita somente pelas cisternas das edificações. Considerando que uma chuva de 1mm sobre uma área de 1 m² produz 1 litro de água,
0
20
40
60
80
100
120
140
160
JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGOS SET
Consumo Mensal
CONSUMO m³
poderemos calcular a área necessária para captação da chuva a afim de atender a necessidade de armazenagem da seguinte maneira:
A= Vc / Prec_Período
Sendo: A= Área em metros quadrados de reservatório para captação (m²)
Vc=Volume da cisterna (m³)
Prec_Período= precipitação média no período considerado para captação (mm).
4.1.1 Cálculo do projeto
Uma demanda diária de 3.000 litros (Vd), com período de armazenagem de 15
dias (Ndia) e uma precipitação média no período de 1475mm(Prec_Período).
Volume da Cisterna
Vc=( Vd x Ndia) +10%
Vc= 3.000 x 15 + 10% = 49.500 litros
Área de tanque necessário (A) em m²
A= Vc / Prec_Período
A= 49.500/1475 = 33.559 m² de tanque (GRINGS, 2005).
4.2 Proteção sanitária da cisterna, tratamento e uso da água de chuva
As águas de chuva, captadas diretamente de telhados de edificações, apresentam a vantagem de serem de boa qualidade, daí a importância
de evitar sua contaminação com outras fontes (OLIVEIRA; KUNZ;
PERDOMO, 2005).
Os requisitos de qualidade estão diretamente relacionados ao uso que
será dado à água. Quando a cisterna é destinada ao consumo doméstico, deverá atender aos padrões de potabilidade estabelecidos
pela Portaria nº 518/2004 do Ministério da Saúde. Qualquer técnica
que venha a ser implementada para o aproveitamento de água de chuva deve ser acompanhada de monitoramento constante das águas
de chuva recolhidas através de ensaios que determinem suas
características físicas, químicas e biológicas (Adaptado de TAVARES, 2009).
4.2.1 Padrão de qualidade para água de chuva armazenada em cisterna
Segundo Tavares (2009),
O principal problema que se deve enfrentar ao estudar a qualidade da
água armazenada em cisternas destinadas ao consumo humano é a
ausência de uma legislação específica para este tipo de água. Uma forma de contornar este inconveniente pode ser a utilização de
padrões de referência para água potável de sistemas de abastecimento
ou uso de sistemas alternativos segundo Portaria nº 518/2004 do Ministério de Saúde.
Também há um consenso sobre a aplicação da Resolução CONAMA
nº 357/2005 para águas de mananciais destinadas ao abastecimento humano, em especial para as águas de classe especial, que precisam
apenas de desinfecção antes do seu consumo. A Portaria nº 518, de 25
de março de 2004 do Ministério da Saúde, rege a qualidade da água para o consumo humano e estabelece os procedimentos e
responsabilidades relativos ao controle e vigilância da qualidade da
água para consumo humano e seu padrão de potabilidade, e orienta quanto a outras providências.
Devido ao rigor da Portaria nº 518/2004 do Ministério da Saúde,
foram definidos indicadores mínimos para o monitoramento da qualidade da água no meio rural. Dentre estes indicadores são citados
turbidez, cor, pH, cloro livre e coliformes.
O Quadro1 , a seguir apresenta o padrão microbiológico de potabilidade de água
conforme a Portaria nº 518/2004 do Ministério da Saúde:
Quadro 1- Padrão microbiológico para água potável da Portaria nº 518/2004 – MS
Fonte: (TAVARES, 2009)
Notas:
(1) Valor máximo permitido.
(2) Água para consumo humano em toda e qualquer situação, incluindo fontes
individuais como poços, minas, nascentes, dentre outras, etc.
(3) A detecção de Escherichia coli deverá ser preferencialmente adotada (TAVARES,
2009).
Planejamento e construção de cisternas para captação e armazenamento de água da
chuva
4.3 Legislação sobre a água da chuva
Schvartzman e Palmier (2007 apud TAVARES, 2009) fazem uma importante
reflexão sobre a legislação de água da chuva, segundo os autores a recente legislação
sobre recursos hídricos não trata especificamente das águas de chuva.
A Lei Federal nº 9.433, de 08 de janeiro de 1997, entretanto, estabelece, no
parágrafo primeiro do artigo 12º:
Independem de outorga pelo poder público, conforme definido em
regulamento: i) o uso de recursos hídricos para a satisfação das necessidades de pequenos núcleos populacionais, distribuídos no meio
rural; ii) as derivações, captações e lançamentos considerados
insignificantes; e iii) as acumulações de volumes de água considerados insignificantes. Interpreta-se que, por serem captadas ou armazenadas em
volumes considerados pouco expressivos, e destinadas a
necessidades individuais ou de pequenos núcleos populacionais,
as captações de água da chuva independem de outorga pelo
Poder Público (SCHVARTZMAN; PALMIER, 2007 apud TAVARES, 2009).
4.4 Implementação do projeto de captação de águas pluviais
Materiais:
Construção de 1 Reservatório de 36m³ conforme (Apêndice 1)
1 Válvula esfera elétrica com diâmetro 10 mm .
1 Bomba de 40 CV.
4.4.1 Estação de tratamento
O Controlador Lógico Programável (CLP), é responsável pelo controle do sistema,
é ele quem gerencia o sistema de osmose reversa de acordo com o nível dos
reservatórios. Se o reservatório de água potável estiver abaixo do nível máximo e se
existir água no reservatório de captação, a estação é ligada. Caso essa condição anterior
não esteja sendo atendida, a estação é desligada automaticamente.
4.4.2 Bomba elevadora
A bomba elevadora é responsável em levar a água do sistema de osmose reversa
até o reservatório principal ( caixa d’água da faculdade).
O Controlador Lógico Programável irá acionar a mesma, caso o reservatório
principal não esteja no nível máximo e tenha água no reservatório da estação do sistema
de osmose reversa. Caso contrário, a bomba permanece desligada.
4.4.3 Caixa D’água
O nível de água no reservatório principal (caixa d’água) é monitorado por um
sensor de nível que indica se o reservatótio está cheia ou não. Caso não esteja no nível
máximo, ele recebe água do sistema de osmose reversa e a válvula retém a entrada da
água proveniente do SAAE. Se o reservatório de osmose reversa estiver abaixo do nível
mínimo e o reservatório principal (caixa d’água) não estiver no nível máximo, a válvula
se abre, e o abastecimento passa a ser feito pelo SAAE. Esse sistema garante que o
reservatório principal (caixa d´água) permaneça sempre cheio, aproveitando sempre que
possível a água pluvial.
Figura 3 - Planta da Facudade de Tecnologia de Garça
Fonte:google.com (2013)
4.5 Pré-tratamento do sistema de Osmose Reversa e Componentes do sistema de
filtragem.
4.5.1 Bomba de alimentação: Esta bomba será responsável pela alimentação do
Sistema com água de entrada e será acionada no funcionamento da máquina e também
na execução das retrolavagens dos filtros.
4.5.2 Filtro de Areia: O filtro de areia será responsável pela retenção de partículas.
Constituído de multi camadas de filtração; proporciona filtração por profundidade. O
tanque do filtro será construído em FRP (Fibra Resistente) para resistir à pressão de
operação; será composto de cabeçote automático para retrolavagem com painel digital e
possibilidade de ajuste de horário, o filtro será intertravado ao sistema para que quando
entre em regeneração ocorra a parada automática da geração de água tratada e retorne o
funcionamento assim que seja concluído este trabalho. A interligação do filtro será feita
com tubo de alta resistência química e mecânica.
Figura 4- Filtro de areia
Fonte: Manual Gehaka (2011)
4.5.3 Filtro de Carvão Ativado: Filtro de Adsorção de Cloro através de Carvão
Ativado Impregnado com Sais de Prata que evitam crescimento microbiológico. O cloro
livre ativo é um elemento indesejado na água de alimentação de Sistemas de Osmose
Reversa, pois por ser um íon oxidante pode causar danos e perfuração as membranas de
Osmose Reversa. O Filtro é composto por cabeçote automático para retrolavagem,
painel digital com possibilidade de ajuste de horário, o filtro será intertravado ao
sistema para que quando entre em regeneração ocorra a parada automática da geração
de água tratada e retorne o funcionamento assim que seja concluído este trabalho.
4.5.4 Filtro Abrandador: Sistema de Abrandamento para remoção de Sais de Cálcio e
Magnésio da Água.
4.5.5 Osmose Reversa: Após o processo de pré-tratamento anterior, a água de
alimentação segue para o Sistema de Osmose Reversa. A Bomba de Alta Pressão
alimenta o conjunto de membranas de osmose reversa para rejeição de orgânicos e
microorganismos e rejeição de inorgânicos.
Esta etapa é dotada dos seguintes controles e indicações:
.Válvulas de controle para ativar entrada da água;
.Válvula para regular a pressão da Bomba;
.Válvula para regular a vazão do rejeito e a produção de permeado;
.Sistema de Baixa Pressão para Desligar e Alarmar a Máquina em caso de faltar água;
.Sistema de Alta Pressão para Desligar e Alarmar a Máquina ;
.Manômetro para verificação da pressão da Bomba ;
.Manômetro para verificar pressão do rejeito ;
.Válvula Automática para executar limpeza quando a máquina ficar determinado tempo
parada ou Sistema de “auto-flushing”;
.Medida de vazão de Água Pré-Tratada e Rejeitada;
.Controle de Condutividade da Saída da Osmose.
4.5.6 Lâmpada Ultravioleta: Sistema de Ultravioleta de Duplo comprimento (185nm e
254 nm);construído em gabinete de Inox; com dispositivo de alarme para interrupção de
luz (queima da lâmpada). Etapa fundamental para garantir e manter a quantidade de
carga microbiana baixa logo após os tanques de estocagem antes do uso.
4.5.7 Tanque de estocagem (etapa de estocagem): A água tratada será armazenada no
Tanque de 2500 Litros, construído de material atóxico, com controle de nível.
O Tanque será equipado ainda com:
. Luz Ultravioleta de dupla ação: germicida e oxidação do carbono orgânico.
. Bomba de Distribuição.
4.6 Água de alimentação
Os valores são limites máximos permitidos, portanto, recomendamos a análise
periódica da água de alimentação para evitar danos ao sistema:
4.6.1 Limites para água de alimentação
SDI < 5
Cloro Total - mg/ 0,2 a 2,0
Ferro Total - mg/L < 0,3
Sílica Total - mg/L < 20
Dureza (CaCO3 e MgCO3) - mg/L < 100
STD - mg/L < 350
Condutividade - μS/cm < 300
pH 4,0 a 9,0
Bactérias Heterotróficas – UFC/mL < 500
Vazão mínima de entrada - L/h 700
Pressão mínima de entrada - Bar 2
4.6.2 Características da água produzida
As características da Água obtida após o tratamento de forma contínua e constante
são:
Condutividade a 25 oC.......................................................................... < 10,0 μS/cm*
4.6.2.1 Dados operacionais
Vazão de Água Tratada......................................................................... 450 a 550
litros/hora
Temperatura de trabalho................................................................................. 25ºC
Tensão..............................................................................................................220Volts
trifásica
4.6.2.2 Estrutura e montagem
O equipamento será montado em Skid único em Inox, sendo que a saída de água
tratada será ligada diretamente ao Reservatório Principal (Caixa d`agua) de 2500 litros.
As dimensões da máquina são: Largura 1,70 m x Altura 2,10 m x profundidade
0,90 m para realizar manutenção e coletas de água é recomendado que se mantenha pelo
menos 0,70 m nas laterais do Sistema para circulação de pessoal.Conforme figura 5.
Figura 5- Estação de Osmose Reversa
Fonte: Manual Gehaka (2011)
Valor do Investimento: R$ 96.300,00 (noventa e seis mil e trezentos reais) conforme
(Anexo )
Valor para contrução do reservatório e rede hidraúlica: R$28.546,60 (vinte e oito mil
quinhentos e quarenta e seis reais e sessenta centavos) conforme (Apêndice 1)
PayBack (retorno sobre investimento): 5 anos conforme cálculo. (Apêndice 2)
Figura 6-Esquema do Sistema de Capitação, tratamento e distribuição da água de chuva
Fonte: SANTOS, SILVA(2013)
4.7 Protótipo
Para demonstração do sistema de captação de águas pluviais será utilizado a
bancada Sistema de Controle de Processos MPS-PA- Estação Compacta, agregando um
filtro “Módulo Retentor de Bactérias”,constituído por uma câmara com membranas de
fibra oca sobrepostas, com mais de 400 bilhões de micropontas, que realizará a retenção
dos sais presentes na água utilizada na demonstração (Figua 8).
A tecnologia do Controle de Processos envolve processos simples,como os
princípios básicos de um processo de produção de alimentos ou do tratamento de água.
Abaixo, apresenta-se a bancada MPS-PA – Estação Compacta (Figura 7), descrição
seus dispositivos (tabela 1) e o filtro Módulo Retentor de Bactérias (Figura 8) .
Figura 7- Bancada didática MPS-PA- Estação Compacto
Fonte:Manual Festo (2011)
Tabela 1- Descrição dos dispositivos
Os dispositivos destacados na Tabela 1 serão utilizados na demonstração do
sistema de captação de águas pluviais.
Figura 8- Filtro constituído por fibras ocas
Fonte: eurofiltros.loja2.com.br (2013)
4.7.1 Simulação do projeto
A simulação terá dois momentos distintos demonstrados na bancada MPS-PA –
Estação Compacta.
1ºmomento: Tratamento da água pluvial.
2ºmomento: Armazenamento da água pluvial no reservatório.
Os dois sensores capacitivos (B113 e B114) serão responsáveis em detectar os
níveis de água presente no tanque inferior (reservatório). B113 detectará o nível baixo
de água no tanque e B114 o nível alto. No momento em que B114 for ativado, o mesmo
ativará a bomba centrífuga (M101) , que bombeará a água do tanque inferior para passar
pelo filtro de membranas ocas e, posteriormente, ser enviada para o tanque superior
(caixa d’agua) , M101 será desativado no momento em que B113 for desativado,
detectando que o nível de água no tanque inferior está baixo.
Após 10 segundos, a válvula de esfera com atuador pneumático (V102) será
ativada permitindo o fluxo de água do tanque superior para o tanque inferior (chuva) ,
V102 será desativada no momento em que B114 for ativado, interrompendo assim o
fluxo de água para o tanque inferior. Constituindo-se um ciclo de funcionamento
demonstrados na bancada MPS-PA – Estação Compacta.
4.7.2 Fluxograma do sistema de captação de água pluvial
Fonte: SANTOS, SILVA(2013)
4.7.3 Programação em Linguagem LADDER
A programação foi realizada em linguagem LADDER, utilizando o controlador
lógico programável da Siemens S7 300 – CPU 313 C.
Figura 9- Programa em LADDER de captação da água da chuva
5. CONCLUSÃO
A captação, o tratamento e o armazenamento da água da chuva para uso na
agricultura ou uso doméstico, é uma técnica usada no Brasil há mais de 30 anos.
É notório que a água do planeta um dia será escassa e que devemos encontrar
soluções viáveis para esta realidade. Este sistema contribui e muito para o referencial da
Faculdade de Tecnologia de Garça, servindo como exemplo para as outras unidades em
termos de pesquisa, inovação, economia e sustentabilidade.
Além disso, traz uma economia anual de 70% do valor da conta de água,
agregando apenas 10% do valor da conta de luz, tendo um payback de 5 anos,tratando-
se de um bem durável e os benefícios que ele traz, conclui-se que o investimento é
viável.
6.REFERÊNCIAS
[1]Água. Disponível em:<www.brasilescola.com/geografia/agua>- Acesso em Nov
2013.
[2] Brasil tem 12% da água doce do planeta em:<www.portalodm.com.br>- Acesso em
Nov 2013.
[3]GRINGS, V. H.; OLIVEIRA, P. A. V. de. Cisternas para armazenagem para água da
chuva. [S.I.], 2005. Disponível em:
<http://www.cnpsa.embrapa.br/eventos/seminario_cisternas.pdf>. Acesso em: 20 fevereiro
2013.
[4]OLIVEIRA, P. A. V. de.; KUNZ, A.; PERDOMO, C. C. Construção de cisternas para o
armazenamento da água de chuva. Concórdia, 2005. Disponível em:
<http://www.hidro.ufcg.edu.br/twiki/pub/ChuvaNet/ChuvaTrabalhosPublicados/PlanejamentoC
onstruoeOperaodeCisternasparaArmazenamentodaguadaChuva.pdf>. Acesso em: 20 fevereiro
2013.
[5]TAVARES, A. C. Aspectos físicos, químicos e microbiológicos da água armazenada em
cisternas de comunidades rurais do semiárido paraibano. Campina Grande, 2009.
Disponível: <http://www.prodema.ufpb.br/arquivos/dissertacoes/adriana_tavares.pdf>.
Acesso em: 20 fevereiro 2013
[6]Aplicabilidade do Processo. Disponível em:<www.revistadasaguas.pgr.mpf.gov.br>.
Acesso em Outubro de 2012.
[7]Empresa TIA BRASIL-2012
[8]BISTORSO,ROSELI.Sistema de osmose reversa para tratamento de água. 2012.
[9] A população Brasileira e sua distribuição geográfica.Disponível
em:<hermersonalvarenga.blogspot.com.br>.Acesso em Dezembro de 2012
APÊNDICE 1 – Orçamento da construção do reservatório e instalações hidráulicas.
APÊNDICE 2 – Contas relacionadas ao retorno do valor investido.
Ano 1 2 3 4 5
Valor Investido 96.300,00 95.688,90 84.175,97 74.631,49 64.055,39
Retorno
Economizado 900,00 10.800,00 10.800,00 10.800,00 10.800,00
Depreciação 19.200,00 15.360,00 12.288,00 9.830,40
Valor depreciado 76.800,00 61.440,00 49.152,00 39.321,60
Valor amortizado 600,00 30.600,00 41.400,00 52.200,00 63.000,00
Retorno Financeiro 30.000,00 56.160,00 79.248,00 99.878,40
Memória de Calculo:
Valor investido 96300
Juros mensais 0,30%
Economia mensal 900
ANEXO 1 – Orçamento fornecido pela empresa GEHAKA
ANEXO 2- Conta de água da Faculdade de Tecnologia do mês de Setembro.
ANEXO 3 – Norma de qualidade da água para consumo humano.
