Estudo sobre o acoplamento da energia termossolar em um sistema de dessalinização térmico
DOI:
https://doi.org/10.47385/cadunifoa.v20.n55.5670Palavras-chave:
Dessalinização, energia, águaResumo
A escassez global de água potável, intensificada pelo crescimento populacional, urbanização desordenada e mudanças climáticas, exige soluções sustentáveis e eficazes, especialmente em regiões áridas e semiáridas. Nesse cenário, a dessalinização térmica de águas salobras e marinhas, baseada nos princípios de evaporação e condensação, surge como uma alternativa tecnológica relevante, embora energeticamente intensiva. A integração dessa tecnologia com fontes renováveis, como a energia solar térmica, permite aproveitar a elevada irradiância solar para suprir o calor necessário ao processo, reduzindo a dependência de combustíveis fósseis e os impactos ambientais. Nessa perspectiva, o presente trabalho tem como finalidade avaliar a viabilidade técnico-econômica e o desempenho operacional de um protótipo de sistema de dessalinização térmica acoplado a uma fonte de energia solar termossolar, com vistas à sua aplicabilidade em regiões semiáridas do estado da Bahia. O sistema será modelado com base nos princípios de conservação de massa e energia. A estimativa do potencial energético será realizada a partir de dados obtidos por piranômetro, que medem a irradiância solar global. A energia solar captada será absorvida por dois coletores solares planos, sendo posteriormente armazenada em um reservatório térmico. Esse reservatório alimentará um sistema de dessalinização térmica, no qual o calor acumulado será utilizado como fonte de energia primária para o processo de separação da salmoura. Pode-se demonstrar que a viabilidade da dessalinização térmica usando energia termossolar, com média de 4,06 kWh/m²/dia e energia útil de 8,12 kWh/dia, o sistema atendeu à demanda de 3,34 kWh para aquecer e evaporar 5 litros de água. As temperaturas entre 40° C e 62° C refletem o regime intermitente de aquecimento do sistema termossolar, sendo suficiente para promover evaporação em condições sub-ebulicionais. Os dados comprovam o potencial da energia solar para dessalinização sustentável em regiões tropicais.
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Referências
ALMEIDA, G. G. B. Protótipo de pequena escala de dessalinização térmica de água salgada para o semiárido nordestino brasileiro. Cadernos UniFOA, v. 20, n. 55, 2025.
ALMEIDA, G. G. B. et al. Estudo de viabilidade técnico-econômica de protótipo de dessalinização termossolar para o semiárido nordestino. Cadernos UniFOA, v. 19, n. 54, 2024.
BIRNHACK, L. et al. Fundamental chemistry and engineering aspects of post-treatment processes for desalinated water—A review. Desalination, v. 273, n. 1, p. 6-22, 2011.
CUNHA, D. P. S.; PONTES, K. V. Desalination plant integrated with solar thermal energy: a case study for the Brazilian semi-arid. Journal of Cleaner Production, v. 331, p. 129943, 2022.
EKE, J. et al. The global status of desalination: An assessment of current desalination technologies, plants and capacity. Desalination, v. 495, p. 114633, 2020.
HESSEL, V. et al. Chemical micro process engineering: fundamentals, modelling and reactions. John Wiley & Sons, 2004.
GORJIAN, S. et al. Performance evaluation and economics of a locally-made stand-alone hybrid photovoltaic-thermal brackish water reverse osmosis unit. Cleaner Engineering and Technology, v. 2, p. 100078, 2021.
KABEEL, A. E.; EL-SAID, E. M. S. Applicability of flashing desalination technique for small scale needs using a novel integrated system coupled with nanofluid-based solar collector. Desalination, v. 333, n. 1, p. 10-22, 2014.
MOHARRAM, N. A. et al. Techno-economic analysis of a combined concentrated solar power and water desalination plant. Energy Conversion and Management, v. 228, p. 113629, 2021.
ONU. WORLD HEALTH ORGANIZATION; UNITED NATIONS CHILDREN'S FUND. Progress on household drinking water, sanitation and hygiene 2000-2020: five years into the SDGs. World Health Organization, 2021.
PALENZUELA, P. et al. Characterisation of the coupling of multi-effect distillation plants to concentrating solar power plants. Energy, v. 82, p. 986-995, 2015.
PANAGOPOULOS, A. Water-energy nexus: desalination technologies and renewable energy sources. Environmental Science and Pollution Research, v. 28, n. 17, p. 21009-21022, 2021.
REIF, John H.; ALHALABI, Wadee. Solar-thermal powered desalination: Its significant challenges and potential. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 48, p. 152-165, 2015.
SILVA, M. E. V. et al. Experimental study of tray materials in a thermal desalination tower with controlled heat source. Desalination, v. 374, p. 38-46, 2015.
SILVEIRA, A. P. P. et al. Dessalinização de águas. Oficina de Textos, 2015.
SCHWARZER, K. et al. A new solar desalination system with heat recovery for decentralised drinking water production. Desalination, v. 248, n. 1-3, p. 204-211, 2009.
SCHWARZER, K. et al. Solar thermal desalination system with heat recovery. Desalination, v. 137, n. 1-3, p. 23-29, 2001.
ULLAH, Ihsan; RASUL, Mohammad G. Recent developments in solar thermal desalination technologies: a review. Energies, v. 12, n. 1, p. 119, 2018.
USBR. Desalting Handbook for Planners. 3rd Edition. Desalination and Water Purification Research and Development Report #72. Denver, CO: United States Department of the Interior, Bureau of Reclamation, Water Treatment Engineering and Research Group. 2003.
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