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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/71048
Type: | TCC |
Title: | Análise da influência da introdução de resíduos de granito e mármore no desempenho de destiladores solares do tipo simétrico de dupla inclinação |
Authors: | Brito, Isabelle Rodrigues |
Advisor: | Lima, Sandro Vagner de |
Co-advisor: | Cota, Tiany Guedes |
Keywords: | Destilação solar;Resíduos de rochas ornamentais;Água potável |
Issue Date: | 2023 |
Citation: | BRITO, Isabelle Rodrigues. Análise da influência da introdução de resíduos de granito e mármore no desempenho de destiladores solares do tipo simétrico de dupla inclinação. 2023. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Minas) - Campus de Crateús, Universidade Federal do Ceará, Crateús, 2023. Disponível em: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/71048. Acesso em: |
Abstract in Brazilian Portuguese: | Diante da problemática causada pela escassez de água potável no planeta, a destilação solar apresenta-se como uma alternativa simples e não poluente para a produção de água limpa a partir de fontes contaminadas por sais, esgotos e microrganismos patogênicos. Contudo, os dispositivos de destilação solar se caracterizam por um baixo rendimento na produção de água potável. Na tentativa de encontrar alternativas para o desenvolvimento de destiladores solares mais eficientes, o presente trabalho teve como objetivo analisar a influência da concentração de resíduos finos de granito e mármore no desempenho de destiladores solares simétricos de dupla inclinação. Inicialmente, as principais propriedades das rochas utilizadas foram identificadas a partir da análise de seus resíduos finos e aparas por meio de ensaios de Picnometria, Método da Estufa, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) com Espectroscopia por Energia Dispersiva (EDS), Termogravimetria, combinação Sedimentação/Peneiramento, descrição petrográfica macroscópica do granito e exposição do mármore ao ácido clorídrico. Para a avaliação do efeito dos resíduos na destilação solar foram realizados testes no intervalo de oito horas (8:00 às 16:00) utilizando três destiladores contendo 300 mL de água e concentrações de resíduos nos valores de 2, 4, 8, 12, 24 mg/mL, no qual no primeiro destilador foi adicionado granito, no segundo mármore e no terceiro destilador nenhum resíduo, funcionando como um sistema controle. Nos experimentos, a água a ser destilada foi coletada de um poço artesiano localizado no Campus da Universidade Federal do Ceará (UFC) em Crateús. A avaliação da potabilidade da água produzida foi realizada mediante testes laboratoriais de pH, condutividade elétrica e cor. De acordo com os ensaios de caracterização, o resíduo de granito usado nos experimentos de destilação trata-se de um monzogranito com densidade de 2,52 g/cm3, já o resíduo de mármore possui caráter dolomítico e densidade de 2,65 g/cm3. Nos dois resíduos, as partículas possuem formato irregular, não ocorreu variação de massa significativa na faixa de temperatura de 23 a 498°C, a umidade foi menor que 1% e a granulometria na fração silte (0,002 – 0,006 mm) se apresentou com maior percentual. Quanto à destilação, para todas as concentrações analisadas, os destiladores que operaram na presença dos resíduos rochosos foram mais eficientes do que o sistema controle, sendo o destilador que recebeu o resíduo de granito o mais eficiente dos três sistemas. Além disso, os resultados revelaram que a concentração com 8 mg/mL de resíduos traduziu o máximo de desempenho de destilação, representando 56,04% para o granito e 52,73% para o mármore, o que significou um aumento de 26,20% e 22,89%, respectivamente, quando comparados com ao sistema controle. Os resultados das análises físico-químicas da água produzida pelos destiladores apresentaram padrões dentro dos limites indicados pelas normas de segurança sanitária vigentes. Nesta perspectiva, evidenciou-se que o uso de resíduos de granito e mármore se apresenta como uma alternativa para a melhoria dos destiladores quanto à produção de água potável, o que torna a destilação solar uma possível solução para a destinação adequada de materiais provenientes da atividade de mineração. |
Abstract: | Due to the problematic caused by the scarcity of drinking water on the planet, solar distillation has been presented as a simple and non-polluting alternative for the production of potable water from sources contaminated by salts, sewage and pathogenic microorganisms. However, solar stills devices are characterized by a low efficiency performance in the production of potable water. Searching for alternatives in the development of more efficient solar stills, the present work aimed to analyze the influence of the concentration of mining waste from granite and marble on the performance of symmetric double slope solar distillers. Initially, the main properties of the rocks of the granite and marble were identified from the analysis of their mining waste/chips by means of Pycnometry, humidity measurement, Scanning Electron Microscopy (SEM) with Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), Thermogravimetry, Sedimentation/Sieving test, macroscopic petrographic description of the granite, and of the marble response to hydrochloric acid attack. For the evaluation of the effect of the mining waste on solar distillation, tests were performed in an eight-hour interval (8:00 am to 4:00 pm) using three distillers containing 300 mL of aqueous solution containing mineral rejects in the concentrations of 2, 4, 8, 12, 24 mg/mL, in which granite waste was added in the first distiller, marble in the second, and no residue in the third distiller, functioning as a control system. In the experiments, the water to be distilled was collected from an artesian well located on the campus of the Universidade Federal do Ceará (UFC) in Crateús. The evaluation of the potability of the distilled water was performed through laboratory tests of pH, electrical conductivity and color. According to the characterization tests, the granite waste used in the distillation experiments is a monzogranite with a density of 2.52 g/cm3, while the marble residue has a dolomitic character and density of 2.65 g/cm3. In both wastes, the particles are irregularly shaped, there was no significant mass variation in the temperature range of 23 to 498°C, the humidity was less than 1% and granulometry in the silt fraction (0.002 - 0.006 mm) presented with highest percentage. As for distillation, for all concentrations analyzed, the distillers that operated in the presence of the mining wastes were more efficient than the control system, with the distiller containing the granite waste being the most efficient of the three systems. Furthermore, the results revealed that the concentration with 8 mg/mL of mineral residues was the one that led to the maximum distillation performance, corresponding to 56.04% for granite and 52.73% for marble, which meant an increase of 26.20% and 22.89%, respectively, when compared to the control system. The results of the physical-chemical analysis of the water produced by the distillers presented values within the limits indicated by current health safety standards. In this perspective, it is evident that the use of granite and marble residues can be an alternative for the improvement of the solar stills in terms of the production of potable water, which makes solar distillation a possible solution for the adequate destination of wastes from the mining activity. |
URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/71048 |
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