FUNDAÇÃO
INSTITUTO CAPIXABA DE PESQUISAS EM CONTABILIDADE, ECONOMIA E FINANÇAS
METODOLOGIA
DA PESQUISA I
PROFESSOR:
MARCELO SANCHES PAGLIARUSSI
ALUNO:
LUCAS TIAGO RODRIGUES DE FREITAS
PROJETO:
ÁGUA DESTILADA: produção racional
INTRODUÇÃO
A água é utilizada em
diversas atividades humanas: agricultura, indústria, recreação, por exemplo. Está
disponível na natureza sob diversas formas: gelo, vapor, água de rios e lagos e
água do mar. Sua distribuição também é desigual ao longo do planeta, existindo
regiões com muita água e regiões secas e desérticas. O acesso fácil a água de
qualidade e em quantidades suficientes, especialmente nas zonas rurais, pode
significar até economia de tempo. Além disso, a regulação do uso da água pode
afetar a lucratividade, principalmente onde há normas muito rigorosas. A água
também é foco de estudos que visam à sua conservação, gestão e análise de
qualidade (ARKU, 2010; RASSIER et al., 2010; GILL et al., 2010; EGAN et al.,
2009; RAS et al., 2000; DARWISH et al., 2005).
Em algumas regiões,
na África e na Ásia, como exemplo, o acesso a água potável é limitado, com
impactos na irrigação de campos agrícolas. Há problemas políticos
internacionais devido aos suprimentos de água. As formas de distribuição da
água também são motivos de estudos e de regulamentações. O acesso a água no
Alaska também foi estudado, de forma a relacionar a escassez de água à saúde e
higiene da população (GUPTA et al., 2009; CROW, 2010; EICHELBERGER, 2010).
O reuso de água é uma
forma de mitigar os impactos da escassez de água. Não é restrito apenas a áreas
áridas, mas também serve a processos industriais, seja como forma de se reduzir
custos de produção ou como forma de se atender legislações específicas. A água
pode ser reutilizada, de acordo com sua qualidade e tratamento, para irrigação,
manutenção paisagística, reuso e reciclagem industrial, recarga de aquíferos,
usos ambientais e recreacionais, reserva para incêndio, descargas sanitárias,
condicionamento de ar e reuso potável. Como exemplo de reuso industrial tem-se
o reuso dos efluentes corantes de indústrias têxteis e dos efluentes de
mineradoras. Mas o reuso deve ser realizado com cuidados específicos, para que
não se polua o solo e nem os aquíferos subterrâneos, e de forma a se obter o
melhor rendimento possível no uso da água (TAKASHI, 2006; ERGAS et al., 2006;
ZOLLER, 2006; HARTL et al., 2006).
Em laboratórios de
pesquisa a água também é um insumo básico, com usos em diluições, preparo de reagentes,
limpeza de vidrarias, realização de experimentos em geral. A qualidade da água
para uso laboratorial também é importante, pois não deve influenciar ou alterar
resultados de análises. Existem processos de purificação específicos que
permitem que a água alcance a qualidade necessária. Dentre os processos mais
comuns estão a Destilação Pilsen, Deionização, Ultra-purificação e a Osmose
Reversa. Os padrões de qualidade para água laboratorial mais comuns são os
determinados por Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI),
International Organization for Standardization (ISO), The American Society for
Testing and Material (ASTM) e The Pharmacopeia including USP, EP and JP. A
purificação acontece através da separação de possíveis contaminantes presentes
na água. Existem também destiladores solares, com o intuito de propiciar economia
energética (ELGA, 2008; BRADAN et al., 2004; EAMES et al., 2007; KABEEL et al.,
2010; ANDRÉS et al., 1998; GARCÍA-RODRÍGUEZ et al., 1999; GUTÍERREZ et al. 2009;
MAHESHWARI et al., 1995).
Dentre os diversos processos
de purificação, tem-se a destilação Pilsen. Trata-se de um processo com
desperdício de água. A água é separada no destilador Pilsen para a produção de
vapor e para a condensação de vapor, sendo a água utilizada para condensação
descartada e o vapor condensado coletado para uso laboratorial.
Em vista da escassez
de água em diversas regiões, das regulamentações ambientais cada vez mais
exigentes e da possibilidade de reuso, o presente trabalho propõe a análise do
reuso da água descartada por destiladores Pilsen nos próprios destiladores, de
modo a se economizar água, numa perspectiva de desenvolvimento sustentável.
Além disso, pretende-se comparar economicamente os diversos processos de
purificação de água disponíveis no mercado com a destilação Pilsen com o reuso
proposto, com o objetivo de avaliar as possíveis vantagens que o reuso pode
proporcionar.
A proposta de estudo
pode ser analisada conforme o fluxograma na Figura 1.
FIGURA 1: Purificação de água em laboratório: influência do reuso
na destilação Pilsen
REFERENCIAL TEÓRICO
A pureza da água é
fator de fundamental importância para análises laboratoriais, e sua qualidade
deve ser sempre adequada à atividade a que se destina: exames, preparo de
reagentes e lavagem de vidraria, por exemplo. Existem diversos processos para
se obter água purificada para laboratórios. Eles podem ser utilizados
separadamente ou em conjunto, de modo a se atingir o grau de pureza necessário.
No caso específico da destilação, há vários estudos sobre destilação solar, que
propicia uma destilação com um baixo custo energético e de água. Porém a destilação
solar possui algumas limitações: a necessidade de área exposta para coleta da
energia solar e a redução da produção em dias nublados. Existe também a
destilação Pìlsen, que apresenta diferentes limitações e vantagens em relação à
destilação solar. Dentre as vantagens encontram-se uma produção constante,
independente das condições climáticas, e o pequeno espaço ocupado pelo
destilador. Porém ela apresenta um consumo energético intenso, além de
descartar grande parte da água consumida, gasta no processo de condensação do
vapor (ELGA, 2008; BRADAN et al., 2004; EAMES et al., 2007; KABEEL et al., 2010;
ANDRÉS et al., 1998; GARCÍA-RODRÍGUEZ et al., 1999; GUTÍERREZ et al. 2009;
AL-HINAI et al., 2002; EL-NASHAR, 2003; ABDALLAH et al., 2009).
Numa perspectiva de
crescimento populacional e econômico, tem-se em conjunto uma tendência ao
aumento do consumo de insumos. O aumento na produção agrícola e industrial
tende a aumentar também a necessidade por água limpa. Também a legislação
ambiental tende a se tornar mais rigorosa. Num enfoque para o desenvolvimento
sustentável, vê-se a necessidade de se analisar a possibilidade de otimizar os
processos produtivos em geral, de forma a se utilizar menos energia e
matérias-primas e aumentar a produtividade, sempre que possível. Como forma de
se contornar o descarte da água pela destilação Pilsen, várias propostas foram
estudadas: utilização da água para irrigação de jardins, para limpeza de áreas
e descargas sanitárias, e o reuso da água para o processo de destilação, por
exemplo. Como a prática do reuso está em fase inicial de implantação e testes
em muitas áreas, há muitas pendências ainda quanto a aspectos técnicos e
práticos, o que torna essencial a pesquisa de novas tecnologias e o
aprimoramento das já existentes. (LOY, 2009; LIVESEY et al., 2009; HALLOWES et
al., 2008).
METODOLOGIA
O tratamento
convencional de água consome produtos químicos, recursos energéticos e
mão-de-obra especializada, com custos e impactos ambientais diretamente
relacionados ao volume consumido. O grande desperdício de água percebido no
processo de destilação apenas reforça a necessidade de racionalização de seu
uso.
A partir do
desenvolvimento de uma tecnologia capaz de reciclar a água de resfriamento
diretamente no processo de destilação, soluciona-se o problema do desperdício
de água. Porém, para se ter uma real dimensão de todos os benefícios que a nova
tecnologia é capaz de proporcionar, faz-se necessário calcular a colaboração
dela para o desenvolvimento econômico social.
O projeto trata-se de
uma pesquisa-ação, com desenvolvimento a partir de um sistema experimental de
reciclagem construído no Laboratório de Saneamento (LABSAN) da Universidade
Federal do Espírito Santo (UFES), desenvolvido de forma a reciclar toda a água
descartada por um destilador do tipo Pilsen, excetuando-se as perdas por
evaporação, com monitoramento do volume consumido e do volume reciclado de água,
através de hidrômetros. O sistema de destilação e a reciclagem da água se
realizam de forma automatizada, através de equipamentos eletro-mecânicos
acionados por circuitos elétricos.
Serão realizadas
análises físico-químicas para acompanhamento da qualidade da água destilada
produzida, de modo a verificar se o sistema de destilação Pilsen com reuso
realmente atende às especificações de qualidade determinadas para água de uso
laboratorial.
Pretende-se analisar
os custos sociais e privados relacionados à construção e manutenção do sistema,
de forma a verificar quais são o lucro privado e o lucro social obtidos na
utilização da reciclagem da água de resfriamento para destilação.
Também se pretende
comparar as vantagens e desvantagens da tecnologia proposta com outras
tecnologias de purificação disponíveis no mercado, realizando-se uma análise de
custo/benefício de cada uma das principais formas de purificação,
determinando-se então a viabilidade econômica da tecnologia em análise.
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