"ESTUDO DE UM SISTEMA HÍBRIDO DE DESTILAÇÃO SOLAR PARA POLIMENTO DE ÁGUAS PRODUZIDAS"

Destilação solar, sistema híbrido, equilíbrio líquido-vapor, água produzida.

A indústria do petróleo, sentindo um grande impacto econômico e ambiental, tem investido crescentemente em pesquisas visando a um tratamento mais satisfatório de seu maior efluente: as águas produzidas em campos de produção. Estas são em sua maioria descartadas no mar, sem aproveitamento, após serem tratadas. Esse tipo de efluente contém uma gama de compostos orgânicos de alta toxicidade e difícil remoção, como hidrocarbonetos policíclicos aromáticos, além de sais, metais pesados, etc. O objetivo principal desse trabalho foi estudar a destilação solar da água de produção pré-tratada para remoção de sais e contaminantes da mesma a partir do uso de um sistema híbrido com pré-aquecimento. Este aparato desenvolvido foi denominado de sistema solar, que é composto por um aquecedor solar convencional e um destilador solar; o primeiro constitui-se de uma caixa d'água, uma placa coletora solar plana e um reservatório térmico; o destilador solar é de simples efeito, com 1m2 de área útil e 20° de inclinação na cobertura. A metodologia consistiu em cinco etapas: experimentos no sistema solar, com medição de temperaturas e de destilado obtido e obtenção de dados climáticos; modelagem e simulação do sistema; estudo de equilíbrio líquido-vapor de efluente modelo de solução aquosa de p-xileno; realização de análises físico-químicas de amostras de alimentação, destilado e resíduo; e um estudo climatológico da cidade de Natal-RN. O sistema solar foi testado, separadamente, com água de abastecimento, solução aquosa sintética de NaCl e água produzida de petróleo. Foram realizadas medições de temperatura, a cada minuto, no reservatório térmico, na caixa d´água e no destilador (fases líquida e vapor). Dados de radiação solar e precipitação pluviométrica foram obtidos do INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais). O pré-aquecimento solar mostrou-se eficiente para os líquidos testados e o fluido no reservatório térmico apresentou uma temperatura média de 58ºC, o que viabilizou a alimentação aquecida no destilador. O perfil de temperaturas no destilador solar apresentou comportamento similar à radiação solar diária, com temperaturas máximas próximas a 70ºC. Esse equipamento teve rendimento médio de 2,4L/d e eficiência média de 27,2%. A modelagem matemática permitiu identificar as variáveis e parâmetros mais influentes no sistema solar. O estudo do equilíbrio líquido-vapor, a partir de análise de TOC, indicou condição de heteroazeotropia, com o p-xileno se concentrando na fase vapor. As análises físico-químicas de pH, condutividade, STD, cloretos, cátions (incluindo metais pesados) e ânions, do efluente destilado apresentaram resultados satisfatórios, o que evidencia um potencial de reuso. O estudo climatológico indica a cidade ou a região de Natal-RN como favorável à operação de sistemas solares, mas o uso de aquecimento auxiliar nos períodos de maior pluviosidade e nebulosidade é recomendado.