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Tipo do documento: Tese
Título: Destilador solar do tipo cascata com o uso de materiais fototérmicos aplicado no tratamento de águas superficiais
Título(s) alternativo(s): Cascade solar distiller using photothermal materials applied in the treatment of surface water
Autor: Sarmento, Kênia Kelly Freitas 
Primeiro orientador: Lima, Carlos Antônio Pereira de
Primeiro coorientador: Medeiros, Keila Machado de
Primeiro membro da banca: Ferreira, Weruska Brasileiro
Segundo membro da banca: Cavalcante, Geralda Gilvania
Terceiro membro da banca: Lima, Dayane de Andrade
Quarto membro da banca: Miranda, Auristela Carla de
Resumo: A água destinada ao consumo humano deve ser potável e atender aos padrões físico-químicos, microbiológicos e radioativos estabelecidos, de modo a não representar riscos à saúde. A destilação solar é um processo que se assemelha ao ciclo hidrológico natural da água, composto por duas etapas principais: evaporação e condensação. O presente estudo teve como objetivo avaliar a incorporação de materiais fototérmicos (brita e bolas de gude) em um sistema de destilação solar, com vistas à produção eficiente e economicamente viável de água, à inativação de microrganismos e à análise do custo de produção da água destilada. A metodologia adotada consistiu na introdução desses materiais no interior dos destiladores, permitindo a absorção da radiação solar e, consequentemente, o aumento da temperatura da água. Foram realizados testes físico-químicos e bacteriológicos antes e após o processo de destilação, a fim de verificar a presença ou ausência de microrganismos. O sistema foi alimentado com água contaminada proveniente do açude de Bodocongó, localizado na cidade de Campina Grande – PB. Os resultados demonstraram que o uso dos materiais fototérmicos elevou significativamente a temperatura no interior dos destiladores, apresentando valores superiores aos sistemas sem esses materiais. Para validação das temperaturas registradas, foram capturadas imagens térmicas do sistema, verificando-se que os destiladores contendo brita e bolas de gude atingiram temperaturas de 70,0 °C e 69,5 °C, respectivamente, enquanto o destilador sem material fototérmico alcançou 69,3 °C. A produtividade de água destilada aumentou em 16% no destilador com brita e em 3% no sistema com bolas de gude, em comparação aos destiladores convencionais. Os índices de eficiência dos destiladores contendo materiais fototérmicos foram considerados satisfatórios, atingindo 58,14% e 58,02%, respectivamente, ao final do ciclo diário de operação. Conclui-se que a utilização de materiais fototérmicos mostrou-se eficaz na remoção de sais e microrganismos da água. Dessa forma, o desenvolvimento e a implementação de destiladores solares aprimorados com esses materiais representam uma alternativa viável, sustentável e de baixo custo. O custo estimado da produção de água foi de R$ 0,14 por litro, evidenciando a aplicabilidade da tecnologia para atender às necessidades de comunidades isoladas, onde a demanda hídrica é moderada e há alta incidência de radiação solar, contribuindo para a promoção da saúde e do bem-estar em populações vulneráveis.
Abstract: Water intended for human consumption must be potable and comply with the established physicochemical, microbiological, and radiological standards to prevent health risks. Solar distillation is a process that resembles the natural hydrological cycle of water, consisting of two main stages: evaporation and condensation. This study aimed to evaluate the incorporation of photothermal materials (gravel and marbles) into a solar distillation system to achieve efficient and economically viable water production, microorganism inactivation, and cost analysis of distilled water production. The adopted methodology involved introducing these materials into the distillers, allowing them to absorb solar radiation and consequently increase water temperature. Physicochemical and bacteriological tests were conducted before and after the distillation process to determine the presence or absence of microorganisms. The system was fed with contaminated water collected from the Bodocongó reservoir, located in Campina Grande, PB, Brazil. The results demonstrated that the use of photothermal materials significantly increased the temperature inside the distillers, presenting higher values compared to systems without these materials. To validate the recorded temperatures, thermal images of the system were captured, confirming that the distillers containing gravel and marbles reached temperatures of 70.0 °C and 69.5 °C, respectively, while the distiller without photothermal material reached 69.3 °C. The productivity of distilled water increased by 16% in the distiller with gravel and by 3% in the system with marbles, compared to conventional distillers. The efficiency rates of the distillers containing photothermal materials were considered satisfactory, reaching 58.14% and 58.02%, respectively, at the end of the daily operation cycle. It is concluded that the use of photothermal materials proved effective in removing salts and microorganisms from the water. Therefore, the development and implementation of solar distillers enhanced with these materials represent a viable, sustainable, and cost-effective alternative. The estimated water production cost was R$ 0.14 per liter, highlighting the applicability of this technology to meet the needs of isolated communities, where water demand is moderate and solar radiation incidence is high, contributing to health promotion and well being in vulnerable populations.
Palavras-chave: dessalinização solar
inativação de microrganismos
qualidade da água
tratamento de águas superficiais
solar desalination
inactivation of microorganisms; water quality; surface water treatment.
water quality
surface water treatment.
Área(s) do CNPq: ENGENHARIA SANITARIA::TRATAMENTO DE AGUAS DE ABASTECIMENTO E RESIDUARIAS
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Estadual da Paraíba
Sigla da instituição: UEPB
Departamento: Centro de Ciências e Tecnologia - CCT
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental - PPGCTA
Citação: SARMENTO, Kênia Kelly Freitas. Destilador solar do tipo cascata com o uso de materiais fototérmicos aplicado no tratamento de águas superficiais. 2025. 159 f. Tese (Doutorado em Engenharia Ambiental) - Universidade Estadual da Paraíba, Campina Grande, 2025.
Tipo de acesso: Acesso Embargado
URI: http://tede.bc.uepb.edu.br/jspui/handle/tede/5199
Data de defesa: 25-Fev-2025
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