5 apresentaÇÃo e anÁlises dos resultados - usp · 2013-07-04 · 49 5 – apresentaÇÃo e...
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5 – APRESENTAÇÃO E ANÁLISES DOS RESULTADOS
5.1 – Generalidades
Os resultados obtidos neste trabalho com secagem de lodo de ETA e ETE, valores
de teor de sólido e dados hidrometeorológicos (Apêndice B), serão apresentados e
discutidos separadamente em cada ciclo.
5.2 – Ciclos de secagem.
Neste tópico é apresentado o comportamento do teor de sólidos do lodo em função
da altura da leira, divididas em três camadas (superior, intermediária e inferior), nos
leitos de secagem durante os ciclos. Todos os valores de TS estão apresentados no
Apêndice A. Em seguida foram plotados em gráficos os dados hidrometeorológicos
médio diário em função do período do ciclo de secagem: temperatura do ar;
temperatura do solo; radiação solar global; umidade do ar; precipitação e; velocidade
do vento. No fim serão analisados os dados hidrometeorológicos e comparados com
a curva do TS do lodo. Os dados hidrometeorológicos médios diários estão
apresentados no Apêndice B.
5.2.1 – Primeiro ciclo de secagem.
Este ciclo de secagem teve início no dia 12/07/2010 e término em 11/08/2010 para o
ensaio com o lodo de ETA. Para o lodo de ETE o ciclo teve início no dia 20/07/2010
e término em 18/08/2010, devido ao cronograma não foi possível cumprir os trinta
dias do período de secagem. A Figura 5.1.1 apresenta o comportamento do TS dos
lodos durante o período do ciclo de secagem.
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(5.1 a)
(5.1 b)
(5.1 c)
(5.1 d)
Figura 5.1.1 – Teor de sólidos do lodo de ETA (5.1 a, 5.1 b) e ETE (5.1 c, 5.1 d) no Ciclo 1.
Com os elementos analisados na Figura 5.1.1 e os dados apresentados na Figura
A.1 do Apêndice A, é possível concluir que:
Houve uma variação do TS do lodo entre as camadas das leiras em todos os
gráficos; no 27º dia do gráfico 5.1d o TS do lodo na camada superior foi
27,79%, enquanto na camada inferior foi 23,49%. Mehrdadi (2007) analisou a
eficiência de secagem de lodo em relação a altura da leira e para obter 60%
TS, o lodo a uma altura de 20cm levou 10 dias, enquanto que o mesmo lodo à
32cm de altura levou 15 dias. Lima (2007) analisou a secagem de lodo com
leiras a 10cm e 20cm de altura e com 35 dias de secagem obteve lodo com
80% e 53% ST respectivamente;
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Lodo de ETE - Leito Coberto
Camada Superior
Camada Intermediária
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De acordo com os valores obtidos de TS do lodo durante do ciclo, pode-se
concluir que os leitos de secagem, aberto e coberto, apresentaram
desempenho semelhante no processo de secagem do lodo;
De acordo com os dados hidrometeorológicos apresentados na Figura B.1 do
Apêndice B, observou-se que choveu 71,120mm entre os dias 13 à
16/07/2010, correspondendo do 2º ao 4º dia do ensaio com o lodo da ETA
(Figura 5.2.1; gráficos 5.1a; 5.1b). Apesar do grande volume de água
acumulada no interior do leito devido a alta intensidade da chuva, não foi
observado alteração no TS do lodo pois neste período não houve
revolvimento do lodo (Figura 5.1.2);
Figura 5.1.2 – Detalhe da água acumulada no leito de secagem aberto.
Os resultados obtidos no fim do período de secagem foram melhores para o
lodo gerado na ETE, entre 23% a 36% TS, comparou-se ao lodo gerado na
ETA, entre 18% a 20% TS. Porém, no início do período de secagem o TS do
lodo da ETE também foi maior comparado ao lodo da ETA.
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A Figura 5.1.3 apresenta o gráfico com as médias diárias da temperatura do ar,
temperatura do solo e da radiação solar global.
Figura 5.1.3 – Dados médio diário da Temperatura do Ar, do Solo e da Radiação durante o Ciclo 1.
A temperatura do ar apresentou grande oscilação durante o período do ciclo de
secagem, variando entre 10 e 21 ºC, apresentando temperaturas baixas devido ao
período de inverno. A temperatura do solo esta diretamente ligada à temperatura do
ar acompanhando suas oscilações, porém, em menor grau e em geral com
temperaturas mais elevadas. Analisando a figura 5.1.2, a radiação solar apresentou
grande variação na média diária, entre 0,015 - 0,195kW/m2.
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A Figura 5.1.4 apresenta o gráfico com as médias diárias da umidade do ar e da
precipitação total diária.
Figura 5.1.4 – Dados médio diário da Umidade do Ar e da Precipitação durante o Ciclo 1.
A umidade do ar variou significativamente durante o período de secagem, entre 53 e
93%, logo no início e também no meio do ciclo observaram-se valores altos da
umidade, devido a ocorrência de fortes chuvas, entre 6mm a 29mm de chuva, no
período do dia 13 à 16/07 e também chuvas nem tão consideráveis, menos de 1mm,
entre os dias 03 à 05/07.
Uma vez analisado os dados das figuras 5.1.3 e 5.1.4, pode-se verificar uma relação
direta e/ou inversa entre os dados hidrometeorológicos, ou seja, mantendo um
padrão de comportamento constante, ou seja, quando a radiação solar e a
temperatura do ar subiram a umidade do ar decresceu, o mesmo ocorreu quando o
inverso aconteceu.
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Umid. do Ar
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A Figura 5.1.5 apresenta o gráfico com as médias diárias da velocidade do vento.
Figura 5.1.5 – Dados médio diário da Velocidade do Vento durante o Ciclo 1.
Observou-se que os valores da velocidade do vento da Figura 5.1.5 foram
relativamente baixos durante todo o ciclo, entre 0,20 à 1,50m/s.
Comparando-se os dados hidrometeorológicos apresentados nas Figuras 5.1.3;
5.1.4 e 5.1.5 com os valores do TS do lodo (Figura 5.1.1) obtidos durante o ciclo de
secagem, observou-se que:
O leito de secagem aberto (figura 5.1 a) e coberto (figura 5.1 b), contendo
lodo gerado na ETA, apresentaram pouco crescimento no TS durante os oito
primeiros dias de secagem, em função da grande quantidade de chuva
(70mm) e consequentemente da alta umidade do ar (67-73%), baixa
temperatura do ar (13ºC) e radiação solar (0,015 kW/m2), entre os dias 13 à
16/07/2011, os valores de TS do lodo pouco progrediram até o 12º dia do
ciclo;
Apesar do leito de secagem coberto (figura 5.1b) não ter sido afetado
diretamente pela chuva, este foi prejudicado pelas condições indesejáveis dos
demais fatores climáticos já mencionados anteriormente;
No período, entre 17/07/2011 à 02/08/2011, as condições climáticas
melhoraram com o término das chuvas; a temperatura do ar subiu até 21 ºC,
logo a radiação solar subiu até 0,135 kW/m2, a umidade do ar caiu até 56% e
a velocidade do vento oscilou. Durante este período que corresponde do 6º
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ao 21° do ciclo de secagem do lodo da ETA seu TS subiu gradualmente, em
média 2% a mais que os valores iniciais de ambos os leitos;
Entre o 21º e o 23º dia do período de secagem com lodo da ETA (figuras
5.1a; 5.1b) houve uma ligeira retração nos valores de TS do lodo, em torno de
1,5%, devido a um período de chuva fraca (abaixo de 1mm), porém, a
umidade do ar aumentou até 85% e a temperatura do ar diminuiu até 12ºC;
O ciclo de secagem do lodo de ETE foi favorecido por ter sido iniciado após o
período de chuvas que ocorreu no início do ciclo do lodo de ETA, mantendo
durante todo o ciclo de secagem um crescimento contínuo no TS do lodo.
5.2.2 – Segundo ciclo de secagem.
O Segundo ciclo de secagem teve seu início logo após o término do 1º ciclo, o
período de secagem do lodo de ETA teve início no dia 24/08/2010 e término em
22/09/2010, já o ensaio com lodo de ETE teve início no dia 26/08/2010 e término em
25/09/2010, ambos perfazendo um período de 30 dias.
A Figura 5.2.1 apresenta os gráficos do TS do lodo de ETA (5.2.a; 5.2.b) e de ETE
(5.2.c; 5.2.d) durante o ciclo.
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(5.2 a)
(5.2 b)
(5.2 c)
(5.2 d)
Figura 5.2.1 – Teor de sólidos totais do lodo de ETA (5.2 a, 5.2 b) e ETE (5.2 c, 5.2 d) do Leito
Coberto e Aberto durante o Ciclo 2.
Com os elementos analisados na Figura 5.2.1 e os dados apresentados na Figura
A.2 do Apêndice A, é possível concluir que:
De acordo com os valores de TS do lodo obtidos no fim do ciclo de secagem,
concluiu-se que os leitos abertos apresentaram melhor eficiência na secagem
do lodo que os leitos cobertos, apesar da ocorrência de chuvas na metade e
no fim do ciclo interferindo no TS do lodo contido no leito aberto, conforme
análise realizada no 20º dia do ciclo (Figuras 5.2.a e 5.2.c);
Os valores de TS obtidos no final do período de secagem, tanto do lodo de
ETA como de ETE obtiveram melhores resultados que o obtido no ciclo 1;
O comportamento da secagem do lodo por camada manteve a tendência
natural, o TS da camada superior foi maior que da camada intermediária que
por sua vez maior que a camada inferior, na maior parte das análises de TS
durante o ciclo e em todos os leitos;
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Houve alguns pontos que mostraram uma discrepância no TS entre as
camadas, especificamente na camada superior, que correu devido às
alterações repentinas das condições climáticas.
A Figura 5.2.2 apresenta o gráfico com os dados médios diários da temperatura do
ar, temperatura do solo e radiação solar durante o período do ciclo 2.
Figura 5.2.2 – Dados médio diário da Temperatura do Ar, do Solo e da Radiação durante o Ciclo 2.
A temperatura do ar, assim como no ciclo anterior, também apresentou grande
variação, entre 15 e 25ºC, porém esta faixa de variação esteve acima à apresentada
no ciclo 1, entre 10 e 21°C. Consequentemente, também a curva da temperatura do
solo variou de acordo com a curva da temperatura do ar, em menor grau, entre 17 e
23°C, valores acima do obtido no ciclo 1, 13-21°C. A radiação solar oscilou entre
0,030-0,240kW/m2, valores acima do que o apresentado no ciclo anterior, 0,015-
0,195kW/m2, a radiação solar manteve-se constante entre 0,150-0,210kW/m2
durante maior parte do ciclo, houve algumas quedas abruptas devido em grande
parte a precipitação.
A Figura 5.2.3 apresenta os dados médio diário da umidade do ar e precipitação
total diária durante o período do ciclo 2.
0,000 0,015 0,030 0,045 0,060 0,075 0,090 0,105 0,120 0,135 0,150 0,165 0,180 0,195 0,210 0,225 0,240 0,255 0,270 0,285 0,300
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Figura 5.2.3 – Dados médio diário da Umidade do Ar e da Precipitação durante o Ciclo 2.
O gráfico da figura 5.2.3 apresenta os valores de chuva e umidade do ar medidos
durante ciclo, a umidade do ar variou entre 50-80%, com picos de 30%, dia
14/09/2010, e 90%, dia 07/09/2010, o alto valor se deve a grande quantidade de
chuva (17mm) que ocorreu também em menor quantidade nos dias 20/09/2010
(7mm), 21/09/2010 (1mm) e 24/09/2010 (12mm). Os valores de umidade do ar deste
ciclo foram menores que os valores do ciclo anterior, variando entre 65-85%,
predominantemente, também a chuva foi menos intensa neste ciclo, precipitação
total de 35mm, menos da metade do registrado no ciclo 1 (71mm).
A Figura 5.2.4 apresenta o gráfico da velocidade do vento durante o período do
ciclo, assim como no ciclo 1 este apresentou grande variação com valores
semelhantes entre 0,20-1,80m/s.
0
1
2
3
4
5
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)
Data
Precipitação
Umid. do Ar
59
Figura 5.2.4 – Dados médio diário da Velocidade do Vento durante o Ciclo 2.
Uma vez analisado os dados hidrometeorológicos apresentados nas Figuras 5.2.2;
5.2.3; e 5.2.4 com os valores do TS do lodo (figura 5.2.1) obtido durante o ciclo de
secagem, observou-se que:
Nos primeiros seis dias para o lodo de ETA, e nos quatro primeiro para o
lodo de ETE os valores de TS do lodo subiram, na amostragem seguinte o
valor de TS decresceu para o lodo contido nos leitos coberto, e nos leitos
aberto o TS manteve estagnado. No intervalo de tempo, entre os dias 27 a
31/08/2010, a temperatura do ar caiu de 18 ºC para 21ºC, a temperatura do
solo que no início do ciclo estava em 22ºC caiu para 21ºC, a radiação solar
decresceu progressivamente de 0,195kW/m2 para 0,160kW/m2, a umidade
do ar subiu de 50% para 75% e a velocidade do vento subiu de 0,50m/s para
1,35m/s;
No segundo momento do ciclo entre os dias 04 à 07/09/2010, ocorreu uma
variação nas condições climáticas com a ocorrência de chuva (17mm),
consequentemente a umidade do ar dobrou de 45% para 90%, a temperatura
do ar caiu bruscamente de 23ºC para 15ºC, a temperatura do solo caiu de
22ºC para 19ºC, radiação solar de 0,195kW/m2 caiu para 0,030kW/m2 e o
vento atingiu seu pico alto de 1,6m/s. Durante este período que corresponde
ao período entre o 10º ao 15º dia do ciclo do leito contendo lodo da ETA e do
8º a 13º dia do ciclo contendo lodo da ETE, os leitos de secagem
apresentaram comportamento distintos em função do TS, o leito aberto
0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80 1,90
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0
Velo
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ad
e d
o V
en
to (
m/s
)
Data
Veloc. do Vento
60
contendo lodo da ETA sofreu uma ligeira queda de 18% para 17%, enquanto
o mesmo tipo de leito contendo lodo de ETE praticamente manteve-se
estável com 21% em média, o segundo tipo de leito (coberto) contendo lodo
da ETA subiu de 17 % para 19% em média, e com o lodo da ETE manteve
estável com 21% de TS aproximadamente;
No decorrer do ciclo de secagem de ambos os lodos, seu TS manteve um
crescimento gradual constante, apesar das variações constantes das
condições climáticas e da interferência de chuvas.
5.2.3 – Terceiro ciclo de secagem.
O terceiro ciclo de secagem teve seu início no dia 06/10/2010 e término em
06/11/2010, o período do ensaio utilizando o lodo da ETA foi entre o dia 06/10/2010
à 05/11/2010, para lodo da ETE foi entre 05/10/2010 à 06/11/2010, ambos
perfazendo um período de 30 dias.
A Figura 5.3.1 apresenta os gráficos do TS do lodo da ETA (5.3.a; 5.3.b) e da ETE
(5.3.c; 5.3.d) durante o ciclo de secagem.
61
(5.3 a)
(5.3 b)
(5.3 c)
(5.3 d)
Figura 5.3.1 – Teor de sólidos totais do lodo de ETA (5.3 a, 5.3 b) e ETE (5.3 c, 5.3 d) do Leito Coberto e Aberto durante o Ciclo 3.
Com os elementos analisados na Figura 5.3.1 e os dados apresentados na Figura
A.3 do Apêndice A, é possível concluir que:
Os valores de TS obtidos para o lodo da ETA como para o da ETE neste
ciclo, foram superiores que os resultados obtidos nos ciclos 1 e 2;
De acordo com o valor final do TS do lodo contido nos quatro leitos,
observou-se que o leito coberto apresentou melhor eficiência na secagem do
lodo, resultado inverso ao obtido no ciclo 2;
Determinou-se a eficiência dos leitos de secagem através da diferença entre
o valor de TS final e inicial, para os leitos de secagem contendo o lodo da
ETA, a eficiência obtida foi de 23% para o leito coberto e de 19% para o leito
aberto, valor muito acima do que os 9% e 12% respectivamente,
apresentados pelos leitos no ciclo 2, e os leitos de secagem contendo lodo da
ETE apresentaram a eficiência de 34% para o leito coberto e de 11% para o
14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44
0 3 7 9 12 14 16 19 21 23 26 28 30
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Lodo de ETA - Leito Aberto
Camada Superior
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0 3 7 9 12 14 16 19 21 23 26 28 30
Teo
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os (
%)
Tempo (Dias)
Lodo de ETA - Leito Coberto
Camada Superior
Camada Intermediária
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22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67
0 2 6 8 11 13 15 18 20 22 25 27 30
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%)
Tempo (Dias)
Lodo de ETE - Leito Aberto
Camada Superior
Camada Intermediária
Camada Inferior
22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67
0 2 6 8 11 13 15 18 20 22 25 27 30
Teo
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os (
%)
Tempo (Dias)
Lodo de ETE - Leito Coberto
Camada Superior
Camada Intermediária
Camada Inferior
62
leito aberto, valores também acima dos obtidos no ciclo 2, que foram de 9%
para leito coberto e 12% para o leito coberto;
Comparando-se a eficiência dos leitos de secagem, o leito aberto não
apresentou o mesmo desempenho apresentado pelo leito coberto, devido à
interferência da grande quantidade de chuva e sua distribuição ao longo do
ciclo (figura 5.3.3), assim como no ciclo 2, apesar do lodo de ETE ter
apresentado valor final do TS maior que o de ETA, também o mesmo
apresentou valor de TS inicial maior;
A evolução da curva de secagem do lodo apresentou comportamento distinto,
para os leitos coberto a curva do TS do lodo apresentou em geral um
aumento gradual durante todo o ciclo, ao contrário do leito aberto com
oscilações da curva do TS do lodo durante o ciclo;
A diferença do TS do lodo por camada manteve a sequência natural para o
lodo contido no leito coberto, ou seja, o TS do lodo decresceu no sentido da
camada superior para a camada inferior, contrário das camadas do lodo
contido no leito aberto que se alternavam. Houve alguns pontos que
mostraram uma discrepância no TS entre as camadas, especificamente na
camada superior do leito aberto, que ocorreu devido às alterações abruptas
das condições climáticas, condições estas que podem ser observadas nos
gráficos das figuras abaixo.
A Figura 5.3.2 apresenta o gráfico com as médias diárias da temperatura do ar,
temperatura do solo e da radiação solar global.
63
Figura 5.3.2 – Dados médio diário da Temperatura do Ar, do Solo e da Radiação durante o Ciclo 3.
A temperatura do ar, semelhante ao do ciclo 2 oscilou entre 17ºC a 22ºC, com picos
de 14ºC e 25ºC, esta faixa de variação foi aproximada aos valores do ciclo 2, a curva
da temperatura do solo variou de acordo com a curva da temperatura do ar, em
menor grau, entre 19ºC a 23°C, também este foi semelhante ao obtido no ciclo 2. A
radiação solar oscilou entre 0,060-0,270kW/m2, valores acima do que o apresentado
no ciclo 2, 0,030-0,240kW/m2, a radiação solar manteve-se instável durante o ciclo
devido à presença constante de nuvens.
A Figura 5.3.3 apresenta o gráfico com as médias diárias da umidade do ar e da
precipitação total diária.
Figura 5.3.3 – Dados médio diário da Umidade do Ar e da Precipitação durante o Ciclo 3.
0,000 0,015 0,030 0,045 0,060 0,075 0,090 0,105 0,120 0,135 0,150 0,165 0,180 0,195 0,210 0,225 0,240 0,255 0,270 0,285 0,300
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m)
Um
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)
Data
Precipitação
Umid. do Ar
64
A figura 5.3.3 apresenta os dados da precipitação e umidade do ar. Durante o ciclo
de secagem a umidade do ar teve variação predominante entre 65-80%, na média a
umidade deste ciclo foi mais alta comparando-se com a do ciclo 2, esta média alta
se deve à grande ocorrência de chuvas no decorrer do ciclo, como mencionado
anteriormente.
A Figura 5.3.4 apresenta o gráfico com as médias diárias da velocidade do vento.
Figura 5.3.4 – Dados médio diário da Velocidade do Vento durante o Ciclo 3.
A curva da velocidade do vento, Figura 5.3.4, apresentou uma gradual queda
durante o período do ciclo, variando entre 0,40-1,70m/s.
Uma vez analisado os dados hidrometeorológicos apresentados nas Figuras 5.3.2;
5.3.3; e 5.3.4 com os valores do TS do lodo (Figura 5.3.1) obtido durante o ciclo de
secagem, observou-se que:
O TS obtido na 3ª e 6ª amostragem, tanto para o lodo da ETA (7º e 14º dia do
ciclo) como para o lodo da ETE (6º e 13º dia do ciclo), nos leitos aberto e
coberto decresceu em relação ao valor da amostragem anterior. Verificou-se
os dados hidrometeorológicos obtidos durante os períodos citados acima e,
no primeiro período entre os dias 08/10 à 11/10/2010 antecedentes à terceira
amostragem, e no segundo período entre os dias 17 e 18/10/2010. A
temperatura do ar caiu de aproximadamente 20ºC para 14ºC, nos dois
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
1,10
1,20
1,30
1,40
1,50
1,60
1,70
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1/1
0
Velo
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ad
e d
o V
en
to (
m/s
)
Data
Veloc. do Vento
65
períodos, a temperatura do solo seguiu a queda de 20ºC para 17ºC, no
primeiro período, e de 23ºC para 21ºC, no segundo período. A radiação solar
caiu de 0,210kW/m2 para 0,060kW/m2, no primeiro período, e de 0,230kW/m2
para 0,130kW/m2, no segundo período. A umidade do ar subiu de 59% para
80%, no primeiro período, e de 74% para 80%, no segundo período, a
variação da umidade no segundo período foi baixa, devido ao seu alto valor
inicial, o qual ocorreu pela presença de chuva. A velocidade do vento no
primeiro período caiu de 1,65m/s para 1,20m/s e no segundo período subiu
de 0,50m/s para 1,20m/s, ao contrário do que ocorreu no primeiro caso;
No decorrer do ciclo de secagem de ambos os lodos, a curva de TS manteve
um crescimento gradual constante, apesar das variações constantes das
condições climáticas e da presença de chuvas.
5.2.4 – Quarto ciclo de secagem.
O quarto ciclo de secagem teve seu início no dia 18/11/2010 e término em
19/12/2010, o período do ensaio utilizando o lodo da ETA foi entre o dia 18/11/2010
a 18/11/2010, para lodo da ETE o período foi entre 19/11/2010 à 19/12/2010, ambos
perfazendo um período de 30 dias.
A Figura 5.4.1 apresenta os gráficos do TS do lodo da ETA (5.4.a; 5.4.b) e da ETE
(5.4.c; 5.4.d) durante o ciclo de secagem.
66
(5.4 a)
(5.4 b)
(5.4 c)
(5.4 d)
Figura 5.4.1 – Teor de sólidos totais do lodo de ETA (5.4 a, 5.4 b) e ETE (5.4 c, 5.4 d) do Leito
Coberto e Aberto durante o Ciclo 4.
Com os elementos analisados na Figura 5.4.1 e os dados apresentados na Figura
A.4 do Apêndice A, é possível concluir que:
De acordo com o valor final de TS do lodo dos quatro leitos, observou-se que
o leito coberto, com valor final médio de 48% para ambos os lodos,
apresentou melhor eficiência na secagem que o leito aberto, com
aproximadamente 29% para o lodo da ETA e 25% para o lodo da ETE. Com
exceção do leito coberto contendo lodo da ETA, os resultados obtidos nos
demais leitos foram inferiores aos resultados do ciclo 3;
A eficiência dos leitos de secagem, assim como no ciclo 3, o leito aberto não
apresentou o mesmo desempenho apresentado pelo leito coberto, devido à
interferência do grande volume de chuva e sua distribuição ao longo do ciclo
(figura 5.3.3). Ambos os leitos de secagem coberto apresentaram eficiências
18
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Camada Intermediária
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42
45
48
51
54
57
0 4 6 8 11 13 15 18 20 22 25 27 30
Teo
r d
e S
ólid
os (
%)
Tempo (Dias)
Lodo de ETA - Leito Coberto
Camada Superior
Camada Intermediária
Camada Inferior
13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61
0 3 5 7 10 12 14 17 19 21 24 26 30
Teo
r d
e S
ólid
o (
%)
Tempo (Dias)
Lodo de ETE - Leito Aberto
Camada Superior
Camada Intermediária
Camada Inferior
13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61
0 3 5 7 10 12 14 17 19 21 24 26 30
Teo
r d
e \
só
lid
os (
%)
Tempo (Dias)
Lodo de ETE - Leito Coberto
Camada Superior
Camada Intermediária
Camada Inferior
67
bem próximas, ao contrário dos leitos abertos que apresentaram eficiências
distintas entre si;
A evolução da curva do gráfico do TS do lodo apresentou comportamento
semelhante ao apresentado no ciclo 3, para os leitos coberto a curva do TS
do lodo apresentou em geral um aumento gradual durante todo o ciclo. O leito
de secagem aberto apresentou oscilações nos valores do TS do lodo durante
o ciclo, porém, o lodo da ETE apresentou um valor final do TS próximo do
inicial;
A diferença do TS do lodo entre as camadas manteve a tendência natural
para o lodo contido no leito coberto na maioria das amostragens realizadas,
ou seja, o TS decrescia a medida que decrescia a camada da leira, ao
contrário das camadas do lodo contido no leito aberto que intercalavam entre
si;
Como já foi observado nos ciclos 2 e 3, em grande parte das amostragens, os
valores de TS da camada superior das leiras foram muito altos comparados
as outras camadas.
A Figura 5.4.2 apresenta o gráfico com as médias diárias da temperatura do ar,
temperatura do solo e da radiação solar global.
Figura 5.4.2 – Dados médio diário da Temperatura do Ar, do Solo e da Radiação durante o Ciclo 4.
A temperatura do ar oscilou, predominantemente, entre 21ºC à 25ºC, apresentando
um valor médio acima do ciclo 3, a temperatura do solo variou pouco entre 24ºC à
0,000
0,040
0,080
0,120
0,160
0,200
0,240
0,280
0,320
0,360
0,400
0,440
0,480
0,520
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2/1
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2/1
0
Rad
iação
(K
W/m
2)
Tem
p.
do
Ar
e d
o S
olo
(°C
)
Data
Radiação
Temp. do Ar
Temp. do Lodo
68
27ºC no período entre os dias19/11 à 13/12/2010, no final do ciclo a temperatura
caiu para 21ºC seguindo a queda na temperatura do ar. A radiação solar oscilou
entre 0,040-0,240kW/m2, valores até abaixo do que os apresentados no ciclo 3,
0,060-0,270kW/m2, porém neste ciclo a radiação teve alguns picos acima da faixa de
variação, como no dia 24/11/2010 atingindo o valor acima de 0,520kW/m2. Também
neste período a temperatura e a radiação sofreram interferências da chuva como
nos ciclos anteriores, porém, com a aproximação do fim do ano e com este a
chegada da época de chuvas, esta se tornou mais intensa e frequente.
A Figura 5.4.3 apresenta o gráfico com as médias diárias da temperatura do ar,
temperatura do solo e da radiação solar global.
Figura 5.4.3 – Dados médio diário da Umidade do Ar e da Precipitação durante o Ciclo 4.
Durante o ciclo de secagem a umidade do ar apresentou uma variação crescente,
com variação entre 55% e 91%, apesar de apresentar um maior pico que ocorreu no
ciclo 3, na média as umidades em ambos os ciclos foram semelhantes. A
precipitação durante o ciclo foi intensa e bem distribuída durante todo o período com
maior ocorrência no fim, a precipitação total do ciclo foi de 256mm, mais que o dobro
do ciclo 3 com 101mm.
A Figura 5.4.4 apresenta o gráfico com as médias diárias da velocidade do vento.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
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Pre
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(m
m)
Um
idad
e d
o A
r (%
)
Data
Precipitação
Umid. do Ar
69
Figura 5.4.4 – Dados médio diário da Velocidade do Vento durante o Ciclo 4.
A velocidade do vento apresentou uma intensa variação ao longo do ciclo, oscilando
entre 0,20m/s a 1,20m/s, valores menores que o ciclo 3 com variação entre 0,40m/s
a 1,70m/s.
Uma vez analisados os dados hidrometeorológicos apresentados nas Figuras 5.4.2;
5.4.3; e 5.4.4 com os valores do TS do lodo (Figura 5.4.1) obtidos durante o ciclo de
secagem, observou-se que:
O lodo contido no leito de secagem apresentou um ligeiro aumento no valor
médio do TS, entre a 1ª e 3ª amostragem do ciclo, apresentando até uma
pequena queda no TS do leito de secagem coberto contendo lodo da ETA.
Analisando-se as condições climáticas locais através dos dados
hidrometeorológicos durante este período, observou-se uma queda na
temperatura do ar de 25°C para 21°C, a temperatura do solo seguiu a queda
indo de 26°C para 24°C, a radiação solar diminuiu de 0,370kW/m2 para
0,120kW/m2, a umidade do ar subiu de 55% para 84% devido à chuva
(17mm) que ocorreu no dia 22/11/2010, e o vento subiu de 0,40m/s para
1m/s, após este período as condições climáticas mantiveram as oscilações;
No final do ciclo após o dia 12/12/2010 ocorreram alterações bruscas nas
condições climáticas, a temperatura do ar caiu abruptamente de 26,5°C para
17,5°C, a temperatura do solo também caiu de 26,5°C para 21°C, a radiação
solar atingiu seu menor valor durante o ciclo 0,40kW/m2, a umidade do ar
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
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Velo
cid
ad
e d
o V
en
to (
m/s
)
Data
Veloc. do Vento
70
subiu para 91% empurrada pela intensa e freqüente chuva entre os dias 13 à
16/12/2010, precipitação total foi de 158mm, e o vento oscilou entre 1,10m/s à
0,45m/s. Durante este período os leitos de secagem coberto apresentaram
um aumento significativo no valor médio do TS do lodo de 11% e 13% para o
lodo da ETA e da ETE respectivamente, já os leitos de secagem abertos
apresentaram, para o lodo da ETA a manutenção no valor médio do TS e
para o lodo da ETE houve um ligeiro aumento de 2% no valor final.
5.2.5 – Quinto ciclo de secagem
O quinto ciclo de secagem teve seu início no dia 19/01/2011 e término em
19/02/2011, o período do ensaio utilizando o lodo da ETA foi entre o dia 20/01/2011
à 19/02/2011, para lodo da ETE o período foi entre 19/01/2011 à 19/02/2011, neste
ciclo devido ao cronograma o período para o lodo de ETE foi estendido para 31 dias,
o período para o lodo da ETA foi de 30 dias.
A Figura 5.5.1 apresenta os gráficos do TS do lodo da ETA (5.5.a; 5.5.b) e da ETE
(5.5.c; 5.5.d) durante o ciclo de secagem.
71
(5.5 a)
(5.5 b)
(5.5 c)
(5.5 d)
Figura 5.5.1 – Teor de sólidos totais do lodo de ETA (5.5 a, 5.4 b) e ETE (5.5 c, 5.5 d) do Leito
Coberto e Aberto durante o Ciclo 5.
Com os elementos analisados na Figura 5.5.1 e os dados apresentados na Figura
A.5 do Apêndice A, é possível concluir que:
Os gráficos dos leitos de secagem apresentaram comportamento semelhante
para os dois tipos de lodo, assim como, também para o leito de secagem
coberto;
As eficiências obtida nos leitos de secagem abertos foram semelhantes entre
si, com eficiência de 4,5%, já a eficiência do leito coberto contendo lodo da
ETE, com 29%, foi superior ao leito coberto contendo lodo da ETA com 23%;
O perfil dos gráficos apresentou comportamento semelhante ao apresentado
no ciclo 4, para os leitos cobertos a curva do TS do lodo apresentou em geral
um aumento gradual durante todo o ciclo. O leito de secagem aberto
apresentou oscilações nos valores do TS do lodo durante todo o ciclo;
14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44
0 2 4 6 8 11 13 15 18 20 22 25 27 30
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Tempo (Dias)
Lodo de ETA - Leito Aberto
Camada Superior
Camada Intermediária
Camada Inferior
14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44
0 2 4 6 8 11 13 15 18 20 22 25 27 30
Teo
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e S
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Tempo (Dias)
Lodo de ETA - Leito Coberto
Camada Superior
Camada Intermediária
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0 3 5 7 9 12 14 16 19 21 23 26 28 31
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(%)
Tempo (Dias)
Lodo de ETE - Leito Aberto
Camada Superior
Camada Intermediária
Camada Inferior
18
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24
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33
36
39
42
45
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0 3 5 7 9 12 14 16 19 21 23 26 28 31
Teo
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e S
ólid
os (
%)
Tempo (Dias)
Lodo de ETE - Leito Coberto
Camada Superior
Camada Intermediária
Camada Inferior
72
Como já foi observado nos ciclos 2, 3 e 4, em grande parte das amostragens,
os valores de TS da camada superior das leiras foi muito alto comparado as
outras camadas.
A Figura 5.5.2 apresenta o gráfico com as médias diárias da temperatura do ar,
temperatura do solo e da radiação solar global.
Figura 5.5.2 – Dados médio diário da Temperatura do Ar, do Solo e da Radiação durante o Ciclo 5.
A temperatura do ar oscilou predominantemente entre 22ºC e 25ºC, apresentando
um valor médio acima do apresentado no ciclo 4, a temperatura do solo variou
pouco entre 25ºC e 27ºC. A radiação solar apresentou uma oscilação no período do
ciclo entre 0,090-0,360kW/m2, valores acima do que os apresentados no ciclo 4,
0,040-0,240kW/m2. Ao contrário do que ocorreu no ciclo 4, quando neste a
temperatura e a radiação solar sofreram interferências da chuva, no período deste
ciclo no auge do verão as chuvas não interferiram significativamente nas
temperaturas do ar e do solo e na radiação solar.
A Figura 5.5.3 apresenta o gráfico com as médias diárias da umidade do ar e da
precipitação total diária.
0,000
0,030
0,060
0,090
0,120
0,150
0,180
0,210
0,240
0,270
0,300
0,330
0,360
0,390
0,420
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Ar
e d
o S
olo
(°C
)
Data
Radiação
Temp. do Ar
Temp. do Lodo
73
Figura 5.5.3 – Dados médio diário da Umidade do Ar e da Precipitação durante o Ciclo 5.
Durante o ciclo de secagem a umidade do ar apresentou uma oscilação, com
variação entre 68% a 90%, acima da média apresentada no ciclo 4. A precipitação
durante o ciclo foi baixa e mal distribuída comparada com a do ciclo 4, houve picos
de chuva no início (48mm), no fim (30mm) e no meio do período do ciclo ocorreram
chuvas leves, precipitação total do ciclo foi de 174mm, bem abaixo do ciclo 4 com
256mm.
A Figura 5.5.4 apresenta o gráfico com as médias diárias da velocidade do vento.
Figura 5.5.4 – Dados médio diário da Velocidade do Vento durante o Ciclo 5.
0
3
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64
66
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70
72
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76
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Pre
cip
itação
(m
m)
Um
idad
e d
o A
r (%
)
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Precipitação
Umid. do Ar
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
1,10
1,20
1,30
1,40
1,50
1,60
1,70
1,80
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2/1
1
Velo
cid
ad
e d
o V
en
to (
m/s
)
Data
Veloc. do Vento
74
A velocidade do vento apresentou uma intensa variação ao longo do ciclo, oscilando
entre 0,30m/s e 1,90m/s, valores acima que o ciclo 4 com variação entre 0,20-
1,20m/s.
Uma vez analisados os dados hidrometeorológicos apresentados nas Figuras 5.5.2;
5.5.3; e 5.5.4 com os valores do TS do lodo (Figura 5.5.1) obtido durante o ciclo de
secagem, observou-se que:
Os valores de TS obtidos nas quatro primeiras amostragens, para os leitos de
secagem cobertos houve um ligeiro crescimento gradual, para os leitos
abertos houve um decaimento, em média 2,5% para o lodo da ETA e de 0,6%
para lodo da ETE. Analisando as condições climáticas locais através dos
dados hidrometeorológicos durante este período (19/01/11 à 25/01/11),
observou um crescimento na temperatura do ar de 22,6°C para 23,6°C, a
temperatura do solo manteve-se estável em torno dos 26°C, a radiação
oscilou entre 0,100 – 0,244kW/m2, a umidade manteve alta entre 82 - 88%
devido à presença da chuva nos primeiros dias do ciclo, com pico de quase
49mm de precipitação que ocorreu no dia 22/01/2011, e o vento oscilou entre
0,70 – 1,28m/s;
Após este período inicial o lodo contido nos leitos de secagem coberto
apresentaram um crescimento gradual do TS até o fim do ciclo. Enquanto o
TS do lodo contido nos leitos de secagem aberto apresentaram quedas no
decorrer do ciclo; devido à ocorrência de chuvas, o aumento da umidade do
ar, queda da radiação solar e consequentemente diminuição da temperatura
do ar e do solo e a velocidade do vento caiu drasticamente.
5.2.6 – Sexto ciclo de secagem.
O sexto ciclo de secagem teve seu início no dia 16/03/2011 e término no dia
15/04/2011 para ambos os lodos da ETA e da ETE, perfazendo um período de 30
dias.
75
A Figura 5.3.1 apresenta os gráficos do TS do lodo da ETA (5.6.a; 5.6.b) e da ETE
(5.6.c; 5.6.d) durante o ciclo de secagem.
(5.6 a)
(5.6 b)
(5.6 c)
(5.6 d)
Figura 5.6.1 – Teor de sólidos totais do lodo de ETA (5.6 a, 5.6 b) e ETE (5.6 c, 5.6 d) do Leito
Coberto e Aberto durante o Ciclo 6.
Com os elementos analisados na Figura 5.6.1 e os dados apresentados na Figura
A.6 do Apêndice A, é possível concluir que:
A curva do TS do lodo nos leitos de secagem, assim como no ciclo 5,
apresentaram comportamento distintos entre os leitos abertos e cobertos,
porém, semelhantes entre si com os dois tipos de lodo durante o ciclo de
secagem;
Para o lodo da ETA o valor inicial de TS em média foi de 17%, para ambos os
leitos, já para o lodo da ETE o valor inicial do TS foi em média de 28,5% para
o leito aberto e de 30% para o leito coberto. O valor inicial expressivamente
alto do TS do lodo da ETE comparado aos valores dos ciclos anteriores se
16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34
0 5 7 9 12 14 16 19 21 23 26 28 30
Teo
r d
e S
ólid
o (
%)
Tempo (Dias)
Lodo de ETA - Leito Aberto
Camada Superior
Camada Intermediária
Camada Inferior
16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34
0 5 7 9 12 14 16 19 21 23 26 28 30
Teo
r d
e S
ólid
os (
%)
Tempo (Dias)
Lodo de ETA - Leito Coberto
Camada Superior
Camada Intermediária
Camada Inferior
23
26
29
32
35
38
41
44
47
50
53
56
59
62
65
0 5 7 9 12 14 16 19 21 23 26 28 30
Teo
r d
e S
ólid
o (
%)
Tempo (Dias)
Lodo de ETE - Leito Aberto
Camada Superior
Camada Intermediária
Camada Inferior
23
26
29
32
35
38
41
44
47
50
53
56
59
62
65
0 5 7 9 12 14 16 19 21 23 26 28 30
Teo
r d
e S
ólid
os (
%)
Tempo (Dias)
Lodo de ETE - Leito Coberto
Camada Superior
Camada Intermediária
Camada Inferior
76
deve ao fato que neste ciclo o lodo foi desidratado mecanicamente por filtro
prensa de placas e não por centrífugas como nos ciclos anteriores;
No fim do ciclo de secagem os valores médios do TS obtidos nos quatro leitos
foram: para o lodo da ETA 24% no leito aberto e 30% no leito coberto; para o
lodo da ETE foi 34% no leito aberto e 59% no leito coberto;
A eficiência obtida nos leitos de secagem para o lodo da ETA foi de 7% para
o leito aberto e de 13% para o leito coberto, já para o lodo da ETE foi de 5,5%
para o leito aberto e de 29% para o leito coberto, os valores de eficiência
obtidos nos leitos aberto foram próximos, já a eficiência do leito coberto
contendo lodo da ETE foi superior ao leito coberto contendo lodo da ETA,
observando que o TS inicial do lodo da ETE foi mais alto do que da ETA;
Os gráficos dos leitos de secagem cobertos (Figuras 5.6b e 5.6d)
apresentaram uma uniformidade predominante no valor do TS obtido na
amostragem do lodo durante o ciclo, ou seja, as camadas superiores dos
leitos apresentaram valores superiores aos da camada inferior,
comportamento semelhante ao apresentado nos ciclos anteriores. Porém a
camada superior apresentou valores muito acima aos da camada
intermediária e inferior;
Nos leitos coberto a curva do TS do lodo apresentou em geral um aumento
gradual durante todo o ciclo, para os leitos de secagem aberto apresentaram
oscilações nos valores do TS do lodo durante o ciclo, devido às variações nas
condições climáticas.
A Figura 5.6.2 apresenta o gráfico com as médias diárias da temperatura do ar,
temperatura do solo e da radiação solar global.
77
Figura 5.6.2 – Dados médio diário da Temperatura do Ar, do Solo e da Radiação durante o Ciclo 6.
A temperatura do ar oscilou entre 19ºC e 24ºC, apresentando uma variação média
abaixo do ciclo 5 (22ºC a 25°C), a temperatura do solo variou entre 23ºC e 26ºC. A
radiação solar apresentou uma oscilação no período do ciclo entre 0,060-
0,260kW/m2, valores abaixo do que os apresentados no ciclo 5, 0,090-0,360kW/m2.
Assim como ocorreu no ciclo 5, durante o período deste ciclo as chuvas não
interferiram significativamente nas temperaturas do ar e do solo e na radiação solar.
A Figura 5.6.3 apresenta o gráfico com as médias diárias da umidade do ar e da
precipitação total diária.
Figura 5.6.3 – Dados médio diário da Umidade do Ar e da Precipitação durante o Ciclo 6.
0,050
0,065
0,080
0,095
0,110
0,125
0,140
0,155
0,170
0,185
0,200
0,215
0,230
0,245
0,260
0,275
0,290
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
16/0
3/1
1
17/0
3/1
1
18/0
3/1
1
19/0
3/1
1
20/0
3/1
1
21/0
3/1
1
22/0
3/1
1
23/0
3/1
1
24/0
3/1
1
25/0
3/1
1
26/0
3/1
1
27/0
3/1
1
28/0
3/1
1
29/0
3/1
1
30/0
3/1
1
31/0
3/1
1
01/0
4/1
1
02/0
4/1
1
03/0
4/1
1
04/0
4/1
1
05/0
4/1
1
06/0
4/1
1
07/0
4/1
1
08/0
4/1
1
09/0
4/1
1
10/0
4/1
1
11/0
4/1
1
12/0
4/1
1
13/0
4/1
1
14/0
4/1
1
15/0
4/1
1
Rad
iação
(kW
/m2)
Tem
p.
do
Ar
e d
o S
olo
(°C
)
Data
Radiação
Temp. do Ar
Temp. do Lodo
0
3
6
9
12
15
18
21
24
27
30
33
36
39
42
45
48
51
66
68
70
72
74
76
78
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
16/0
3/1
1
17/0
3/1
1
18/0
3/1
1
19/0
3/1
1
20/0
3/1
1
21/0
3/1
1
22/0
3/1
1
23/0
3/1
1
24/0
3/1
1
25/0
3/1
1
26/0
3/1
1
27/0
3/1
1
28/0
3/1
1
29/0
3/1
1
30/0
3/1
1
31/0
3/1
1
01/0
4/1
1
02/0
4/1
1
03/0
4/1
1
04/0
4/1
1
05/0
4/1
1
06/0
4/1
1
07/0
4/1
1
08/0
4/1
1
09/0
4/1
1
10/0
4/1
1
11/0
4/1
1
12/0
4/1
1
13/0
4/1
1
14/0
4/1
1
15/0
4/1
1
Pre
cip
itação
(m
m)
Um
idad
e d
o A
r (%
)
Data
Precipitação
Umid. do Ar
78
Durante o ciclo de secagem a umidade do ar apresentou uma oscilação entre 76% à
96%, acima da média apresentada no ciclo 5 (68% à 90%). A precipitação durante o
ciclo foi baixa e distribuída ao longo do ciclo, houve um pico de chuva no fim do ciclo
(48mm), a precipitação total do ciclo foi de 135mm, pouco abaixo do ciclo 5 com
174mm.
A Figura 5.6.4 apresenta o gráfico com as médias diárias da velocidade do vento.
Figura 5.6.4 – Dados médio diário da Velocidade do Vento durante o Ciclo 6.
A velocidade do vento apresentou uma intensa variação ao longo do ciclo, oscilando
entre 0,30 m/s– 2,70m/s, valores acima do ciclo 5 com variação entre 0,30m/s-
1,90m/s.
Uma vez analisado os dados hidrometeorológicos apresentados nas Figuras 5.6.2;
5.6.3; e 5.6.4 com os valores do TS do lodo (Figura 5.6.1) obtido durante o ciclo de
secagem, observou-se que:
No período entre 19 à 22/03; houve um acréscimo da temperatura do ar de
19°C para 21,6ºC, a radiação solar subiu de 0,060kW/m2 para 0,200 kW/m2, a
umidade do ar caiu de 93,7% para 76%, e a velocidade do vento subiu de
1,5m/s para 2,7m/s, e a precipitação foi quase nula com 1,6mm. Neste
período verificou-se que os valores de TS obtidos entre o 5º e 7º dia do ciclo
aumentaram considerávelmente de 1% até 3%;
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
1,60
1,80
2,00
2,20
2,40
2,60
2,80
3,00
16/0
3/1
1
17/0
3/1
1
18/0
3/1
1
19/0
3/1
1
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3/1
1
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3/1
1
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3/1
1
23/0
3/1
1
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1
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3/1
1
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3/1
1
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3/1
1
28/0
3/1
1
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3/1
1
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3/1
1
31/0
3/1
1
01/0
4/1
1
02/0
4/1
1
03/0
4/1
1
04/0
4/1
1
05/0
4/1
1
06/0
4/1
1
07/0
4/1
1
08/0
4/1
1
09/0
4/1
1
10/0
4/1
1
11/0
4/1
1
12/0
4/1
1
13/0
4/1
1
14/0
4/1
1
15/0
4/1
1
Velo
cid
ad
e d
o V
en
to (
m/s
)
Data
Veloc. do Vento
79
Após este período inicial, assim como no ciclo anterior, o lodo contido nos
leitos de secagem coberto apresentaram um crescimento gradual do TS até o
fim do ciclo;
Enquanto o TS do lodo contido nos leitos de secagem aberto apresentaram
quedas na metade do ciclo devido à ocorrência de chuvas, o aumento da
umidade do ar, queda da radiação solar e consequentemente diminuição da
temperatura do ar e do solo e a velocidade do vento caiu drasticamente.
5.3 – Teores de Sólido no Lodo Desidratado.
Foram calculados os valores médios do TS obtido entre as camadas das leiras do
lodo, tanto da ETA como da ETE e para ambos os leitos abertos e cobertos, afim de
comparar o comportamento do TS do lodo durante o período de secagem. Devido ao
fato dos ciclos de secagem terem ocorrido em diferentes épocas do ano, pode-se
comparar as variações do TS dos lodos entre os ciclos.
A figura 5.4.1 e a figura 5.4.2 apresentam os gráficos com os valores médios do TS
para o lodo da ETA e da ETE, respectivamente, em função do tempo (dias). Ambos
os ensaios foram realizados nos leitos de secagem abertos.
80
Figura 5.4.1 – TS do lodo de ETA no leito de secagem aberto.
Figura 5.4.2 – TS do lodo de ETE no leito de secagem aberto.
Observou-se nas Figuras 5.4.1 e 5.4.2 uma oscilação nas curvas dos valores de TS
do lodo, devido a uma exposição direta do lodo contido nos leitos aberto às
intempéries do meio ambiente. Como pode se constatado analisando-se as curvas
do ciclo 4, este período equivale ao período de maior chuva; o oposto das oscilações
ocorridas pode ser observado no ciclo 1, período com pouca chuva e menor
variação da curva do TS do lodo.
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
Teo
r d
e S
ólid
os (
%)
Tempo (dias)
CICLO 1
CICLO 2
CICLO 3
CICLO 4
CICLO 5
CICLO 6
15
17
19
21
23
25
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29
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33
35
37
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0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
Teo
r d
e S
ólid
os (
%)
Tempo (dias)
CICLO 1
CICLO 2
CICLO 3
CICLO 4
CICLO 5
CICLO 6
81
Também a figura 5.4.3 e a figura 5.4.4, assim como nas figuras anteriores,
apresentam os gráficos com os valores médios do TS para o lodo da ETA e da ETE,
respectivamente, em função do tempo (dias). Porém ambos os ensaios foram
realizados nos leitos de secagem cobertos.
Figura 5.4.3 – TS do lodo de ETA no leito de secagem coberto.
Figura 5.4.4 – TS do lodo de ETE no leito de secagem coberto.
Analisando-se os gráficos acima pode se constatar, ao contrário dos gráficos
anteriores que, a curva do TS do lodo contido no leito coberto apresenta um
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
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34
36
38
40
42
44
46
48
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0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
Teo
r d
e S
ólid
os (
%)
Tempo (dias)
CICLO 1
CICLO 2
CICLO 3
CICLO 4
CICLO 5
CICLO 6
15
18
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24
27
30
33
36
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51
54
57
60
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0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
Teo
r d
e S
ólid
os (
%)
Tempo (dias)
CICLO 1
CICLO 2
CICLO 3
CICLO 4
CICLO 5
CICLO 6
82
crescimento gradual no decorrer do período de secagem dos ciclos. Porém mesmo
os leitos de secagem apresentando cobertura, as curvas do ciclo 3 e 4 apresentaram
um ponto na queda do TS do lodo, tanto da ETA como da ETE, o que se deve a
ocorrência de forte chuva no período.
A tabela 5.4.1 apresenta a tabela com os dados hidrometeorológicos médios medido
em cada ciclo de secagem.
TABELA 5.4.1 – Dados Hidrometeorológicos.
CICLO Temp. do
Ar (°C)
Temp. do
Solo (°C)
Radiação
(KW/m2)
Umidade do
Ar (%)
Velocidade do
Vento (m/s)
Precipitação
(mm)
1 16,60 17,56 0,104 73,81 0,80 71,120
2 19,41 20,53 0,162 64,96 0,82 36,068
3 19,13 20,87 0,183 71,63 0,87 101,34
4 22,81 24,79 0,193 73,36 0,71 256,022
5 23,72 26,5 0,232 78,92 0,99 173,985
6 21,39 24,43 0,182 82,76 1,29 135,3
Comparando-se os dados hidrometeorológicos médios por ciclo, pode-se verificar a
diferença discrepante entre o ciclo 1, período de inverno, e o ciclo 5, período de
verão. No ciclo 5 as condições climáticas foram mais favoráveis à secagem do lodo
que no ciclo 1; a diferença na temperatura do ar e do solo foi de 7 e 8 ºC
respectivamente, a radiação solar foi superior ao dobro do ciclo 1, e também a
velocidade do vento foi um pouco superior no ciclo 5, porém, a umidade do ar no
ciclo 5 foi superior a do ciclo 1, o que se deve ao fato da maior precipitação medida
no ciclo 5.
A tabela 5.4.2 apresenta os valores calculados da diferença entre os valores médios
do TS final e inicial obtidos entre as camadas do lodo de ETA e ETE em ambos os
leitos abertos e cobertos.
83
TABELA 5.4.2 – Valores da diferença entre TSf e TSi.
CICLO
LODO DA ETA LODO DA ETE
LEITO ABERTO
(%)
LEITO COBERTO
(%)
LEITO ABERTO
(%)
LEITO COBERTO
(%)
1 4,75 4,12 8,97 9,19
2 12,26 10,01 11,70 10,87
3 18,77 23,55 11,27 35,14
4 9,82 28,65 3,75 26,40
5 4,61 22,89 4,71 29,08
6 7,08 13,35 5,48 29,04
Analisando-se os valores obtidos pode-se observar que os melhores resultados se
concentram no ciclo 3, no período do verão, e os piores resultados se concentram
no ciclo 1, no período de inverno.
5.4 – Dados Hidrometeorológicos
Os dados (média, máxima, mínima e total) da temperatura do ar, umidade do ar,
radiação solar, velocidade do vento e precipitação, estão apresentados no Apêndice
B, na figura 5.5.1 são apresentados os dados, médios em 10 minutos, medidos de
dois dias típicos, um do período de inverno (24/07/2010), outro no período do verão
(24/01/2011).
0,000
0,200
0,400
0,600
0,800
1,000
1,200
1,400
1,600
1,800
2,000
0:1
0
1:1
0
2:1
0
3:1
0
4:1
0
5:1
0
6:1
0
7:1
0
8:1
0
9:1
0
10:1
0
11:1
0
12:1
0
13:1
0
14:1
0
15:1
0
16:1
0
17:1
0
18:1
0
19:1
0
20:1
0
21:1
0
22:1
0
23:1
0
Rad
iação
So
lar
(KW
/m2)
Horário
24/01/2011
24/07/2010
84
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
0:1
0
1:1
0
2:1
0
3:1
0
4:1
0
5:1
0
6:1
0
7:1
0
8:1
0
9:1
0
10:1
0
11:1
0
12:1
0
13:1
0
14:1
0
15:1
0
16:1
0
17:1
0
18:1
0
19:1
0
20:1
0
21:1
0
22:1
0
23:1
0
Tem
pera
tura
do
Ar
(°C
)
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40
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0
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0
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0
Um
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e d
o A
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)
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16
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0
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0
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0
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0
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0
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0
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0
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0
Tem
pera
tura
do
So
lo (°C
)
Horário
24/07/2010
24/01/2011
85
FIGURA 5.5.1 – Radiação solar, Temperatura do ar, Umidade do ar, Temperatura do solo,Velocidade
do vento.
Com os dados apresentados nos gráficos da figura acima e também com os do
Apêndice B, é possível elaborar as seguintes análises:
A radiação solar global é praticamente nula (zero) entre o intervalo das 07:00
– 17:00 Hr para o período de inverno, no período do verão o mesmo cai para
06:00 – 19:00 Hr. No verão além do intervalo de tempo da radiação ser maior
que no inverno, a intensidade também é muito superior. Na Figura 5.5.1 pode
observar alguns intervalos com uma queda brusca e repentina da radiação, o
que se deve ao fato da ocorrência de sombras no local do leito de secagem
devido a presença de nuvens neste instante, por isso, deve se priorizar a
instalação dos leitos de secagem em locais planos e descampados.
A temperatura do ar oscila consideravelmente no decorrer do dia,
principalmente no período do verão, pode se observar uma grande diferença,
chegando até 8ºC, entre o pico máximo das curvas da temperatura do ar. Por
isso os locais mais quentes são mais favoráveis para implantação dos leitos
de secagem.
A umidade do ar no período do verão é superior à do inverno, devido no verão
ser a estação das chuvas, na Figura 5.5.1 enquanto no período de inverno o
pico máximo chegou a 87% de umidade do ar no verão chegou a 98%,
porém, ambos as curvas apresentaram picos mínimos próximos a 50%. Os
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
0:1
0
1:1
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0
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0
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0
Velo
cid
ad
e d
o V
en
to (
m/s
)
Horário
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24/01/2011
86
locais mais secos, com baixa umidade do ar, são apropriados para a
instalação de leitos de secagem.
A temperatura do solo esta diretamente associada a temperatura do ar,
porém, é mais estável devido ao solo reter calor, no Figura 5.5.1 a
temperatura do solo, no período do inverno o mesmo oscilou entre 18 – 19ºC,
enquanto no período do verão a oscilação foi maior, entre 25 – 27ºC.
O gráfico da velocidade do vento apresenta duas situações distintas; a curva
do período do verão apresenta picos de velocidade acima de 3,5m/s,
enquanto no inverno não passa 2,5m/s, porém, no verão a velocidade do
vento na maior parte do dia é zero, e no inverno quase não chega a zero.
5.5 – Correlação da secagem do lodo com as condições climáticas
Com a determinação da eficiência de secagem do lodo (ΔTS) nos ciclos, tem-se a
secagem do lodo em função unicamente das condições climáticas, ou seja, o TS do
lodo variou conforme variou a temperatura do ar, radiação solar e a umidade do ar.
Sendo assim, optou-se por avaliar a correlação da diferença de secagem do lodo
(ΔTS) obtido nos seis ciclos de secagem (Tabela 5.4.2) com os dados
meteorológicos médios medidos nos ciclos (Tabela 5.4.1). Para tal, adotou-se como
critério avaliar somente os leitos de secagem coberto, pois estes não sofreram
interferência direta das chuvas, como ocorreu com o leito aberto. Também não serão
analisados os dados climáticos da temperatura do solo, por estar associada
diretamente a temperatura do ar, e a velocidade do vento, pois este não apresentou
dados consistentes.
A figura 5.6 apresenta a tendência do diferencial do TS do lodo (ΔTS) em relação:
temperatura do ar média (5.6.a), radiação solar global média (5.6.b), umidade do ar
média (5.6.c), com a definição da curva da regressão linear.
87
5.6.a
5.6.b
5.6.c
Figura 5.6 – Variação do diferencial do TS do lodo (ΔTS) em função dos dados meteorológicos:
Temperatura do ar (5.6.a); Radiação solar (5.6.b); Umidade do ar (5.6.c).
y = 2E-05x4,4802 R² = 0,6592
y = 0,0024x3,004 R² = 0,4749
0
5
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15
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ΔT
S d
o L
od
o (
%)
Temp. do Ar (°C)
Lodo ETA
Lodo ETE
Potência (Lodo ETA)
Potência (Lodo ETE)
y = 1069,1x2,4441 R² = 0,8315
y = 429,87x1,7185 R² = 0,6588
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0,100 0,120 0,140 0,160 0,180 0,200 0,220 0,240
ΔT
S d
o L
od
o (
%)
Radiação (kW/m2)
Lodo ETA
Lodo ETE
Potência (Lodo ETA)
Potência (Lodo ETE)
y = 0,0295x1,4361 R² = 0,0272
y = 3E-06x3,636 R² = 0,2798
0
5
10
15
20
25
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35
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60 65 70 75 80 85 90
ΔT
S d
o L
od
o (
%)
Umidade do Ar (%)
Lodo ETA
Lodo ETE
Potência (Lodo ETA)
Potência (Lodo ETE)
88
Com a definição da melhor curva ajustada na regressão linear, com tendência para
uma função potencial, nos dois casos analisados, o lodo de origem da ETA e da
ETE. Os coeficientes de correlação linear (R²), determinados nos três gráficos, nos
dois casos, indicam uma diferença na correspondência entre os resultados
relacionados. O parâmetro que melhor correlação apresentou foi à radiação solar
com valores de: R² = 0,8315 (lodo da ETA) e R² = 0,6588 (lodo da ETE), ajustados
para uma curva potencial. A umidade do ar apresentou valor de coeficiente de
correlação muito baixo: R² = 0,0272 (lodo de ETA) e R² = 0,2798 (lodo de ETE),
ajustado para uma curva potencial.
Com a aplicação da regressão linear múltipla, tem-se a possibilidade de avaliar a
correlação de três ou mais variáveis em uma equação. Utilizando os valores de ΔTS
do lodo (tabela 5.4.2), variável dependente, e os dados da Temperatura do ar,
radiação solar e umidade do ar (tabela 5.4.1), variáveis independentes, estabeleceu
uma equação de regressão linear múltipla para estimar o ΔTS do lodo em diferentes
condições meteorológicas.
ΔTS = -0,277 U + 151,138 R + 0,695 T – 3,221 (5.6.1)
ΔTS = 0,738 U + 383,365 R – 4,008 T – 16,749 (5.6.2)
Em que:
ΔTS = Variação do TS do lodo (%);
U = umidade do ar (%);
R = radiação solar (kW/m²);
T = temperatura do ar (°C).
Utilizando as equações (5.6.1) e (5.6.2), calculou-se os ΔTS do lodo da ETA e ETE
respectivamente, os dados meteorológicos foram da tabela 5.4.1. A tabela 5.4.3
apresenta os valores do ΔTS obtido e o ΔTS calculado.
89
Tabela 5.4.3 – Valores da diferença do TS do lodo
ETA ETE
Δ TS (%) obtido Δ TS (%) calculado Δ TS (%) obtido Δ TS (%) calculado
4,12 3,61 9,19 11,04
10,01 16,78 10,87 15,48
23,55 17,92 35,14 29,58
28,65 21,51 26,40 19,94
22,89 26,49 29,08 35,34
13,35 16,26 29,04 28,35
5.6 – Modelo matemático
Com base em pesquisas anteriores no sentindo de desenvolver modelos
matemáticos afim de descrever o processo de secagem do lodo, tem-se nesta
pesquisa o intuito de propor um modelo matemático para predição do teor de sólidos
do lodo com base dos dados obtido no experimento de campo. O modelo tem como
princípio na determinação da fração de água contida no lodo que evapora, para tal
utilizam-se princípios do balanço energético do sistema.
Figura 5.6.1 – Esquema do balanço energético
90
A figura 5.6.1 representa a entrada e a saída de energia no processo de secagem do
lodo. Tomando o leito de secagem coberto como volume de controle, tem-se a área
A (m²) e altura S (m) da leira do lodo. O calor pode ser transferido para dentro e para
fora do volume de controle via radiação solar e vizinha, convecção e emissão. O
vapor de água deixa o volume de controle através da superfície de controle A,
reduzindo a umidade do lodo no decorrer do tempo t. O balanço de energia do
volume controle envolve a energia térmica total que entra, a energia térmica total
que sai e a energia térmica que é armazenada, tem-se, então, a seguinte equação:
Q = (Qsolar + Qvizinhança)entra – (Qemissão + Qconvecção)sai (5.6.1)
Em que Qsolar, Qvizinhança, Qemissão e Qconvecção = taxa de energia térmical transferida por
radiação solar, vizinha, emissão e convecção (W).
Radiação solar
A fonte primária de energia provém do sol, atingindo a atmosfera terrestre na forma
de ondas eletromagnéticas. A radiação solar absorvida pela superfície de controle,
pode ser escrita como:
Qsolar = αs1 G1 A Δt (5.6.2)
Em que G1 = irradiação solar (kW/m²) medida pela estação hidrometeorológica; αs1 =
absortividade da superfície do lodo (adimensional) com relação à radiação solar, o
valor admitido na literatura para este tipo de solo é de 0,63.
Radiação da vizinhança
A radiação incidente na superfície terrestre pode ser dividida em duas partes, a
radiação solar direta e a radiação difusa absorvida na atmosfera terrestre, a radiação
direta (G1) foi obtida no item anterior e a radiação difusa (Gcéu) oriunda da atmosfera.
A radiação difusa corresponde à 10% da radiação solar sob céu claro, quando o céu
está nublado a radiação difusa equivale a praticamente 100% da radiação incidente.
91
A energia emitida pela vizinhança absorvida pela superfície de controle, pode ser
escrita como:
Qvizinha = εatm σ T4céu A Δt (5.6.3)
Em que σ = constante de Stefan-Boltzmann (5,6697 10-8 W/m²K4). A Temperatura
equivalente do céu (Tcéu) (K), Berdahl e Martin (1984) desenvolveram uma equação
empírica na determinação da temperatura do céu no período de um dia, em que t =
tempo (h) medido a partir da meia noite, como na equação 5.6.4:
Tcéu = Tar [0,711+0,0056Torv.+0,000073T2orv.+0,013cos(15t)]0,25 (5.6.4)
Em que Tar = temperatura do ar (°C) fornecida pela estação hidrometeorológica; Torv.
= temperatura do ponto de orvalho (°C), o qual foi estimado empiricamente por
Palanz apud Gharaibeh et al. (2007), pela equação 5.7.5:
Torv. = ln ua -
- ln ua (5.6.5)
Onde págua = pressão parcial do vapor de água (mbar) na temperatura ambiente,
sendo definida pela equação 5.6.6:
Págua = U.R. psat. (5.6.6)
Onde U.R. = Umidade relativa do ar (%) fornecida pela estação hidrometeorológica;
psat. = pressão de saturação a temperatura ambiente (mbar), sendo determinado
empiricamente pela equação 5.6.7 elaborado Murray (1967):
psat. = 10((Tar
7,5)/(Tar
+237,3)+0,7858) (5.6.7)
92
A emissividade equivalente da atmosfera permiti calcular a taxa de radiação emitida
pela atmosfera a uma determinada temperatura. Brutsaert apud Gharaibeh (2007)
expressou a emissividade atmosférica através da equação (5.6.8):
εatm = 1,24 (págua / Tar)1/7 (5.6.8)
Em que a εatm = emissividade da atmosfera (adimensional).
Emissão da Superfície
A energia liberada pela superfície de controle por emissão, pode ser escrita como:
Qemissão = εs σ T4s A Δt (5.6.9)
Em que εs = emissividade superficial do lodo (adimensional), representa a taxa de
radiação emitida pela superfície do lodo, para resíduos semelhantes ao lodo de ETA
e ETE o valor adotado na literatura é de 0,90; Ts = temperatura superficial do lodo
(K), este dado é fornecido pela estação hidrometeorológica.
Convecção da Superfície
A taxa de energia emitida por convecção é proporcional a diferença de temperatura
entre a superfície do lodo e a temperatura ambiente, de acordo com a equação
(5.6.10), conhecida como lei de Newton do resfriamento:
Qconvecção = h (Ts - T∞) A Δt (5.6.10)
Em que h = coeficiente de transferência de calor (W/m² °C), o valor de h pode ser
determinada pela correlação empírica do número de Nusselt (Nu). Neste caso, trata-
se de convecção natural. O número de Nusselt da convecção natural pode ser
determinada pelas equações (5.6.11 e 5.6.12), para superfícies de controle na
horizontal:
93
Nu = 0,54 RaL1/4 p/ 104 < RaL <107 (5.6.11)
Nu = 0,15 RaL1/3 p/ 107 < RaL <1011 (5.6.12)
Em que RaL = número de Rayleigh (adimensional), o qual é determinado pelo
produto do número de Gr = Grashof (adimensional); e Pr = Prandtl , na literatura
para temperatura do ar à 20°C o valor de Prandtl do ar é de 0,7309 (adimensional),
equação (5.6.13):
RaL = Gr Pr =
Pr (5.6.13)
Em que g = aceleração gravitacional considerada para a cidade de São Paulo (9,81
m/s²); β = coeficiente de expansão volumétrica (Tsup.+Tar)/2 (°C); Lc = dimensão
característica da superfície de controle do leito (As/p = 1,8²/4x1,8 = 0,45m); ν =
viscosidade cinemática do ar (1,55x10-5 m2/s). Para determinar o valor do coeficiente
de transferência de calor (h) com os valores de Nu, utilizou-se a equação 5.6.14.
h =
Nu (5.6.14)
Em que k = condutividade térmica do ar, o valor adotado na literatura para
temperatura média à 20°C é de 0,0253 W/m°C.
Transferência de calor e massa
No processo de secagem do lodo ocorrem simultaneamente a transferência de calor
e de massa. Ocorre evaporação da água contida no interior do leito, removendo
energia térmica. Pode-se expressar esse balanço através da equação (5.6.15) dada
por Cengel (2003):
Q = mvapor hfg (5.6.15)
94
Em que mvapor = massa de vapor de água (kg) liberada pelo lodo; e hfg = entalpia de
vaporização. Para efeito de cálculo foi adotado um valor fixo de hfg = 2.538 kJ/kg
para água na temperatura ambiente, segundo a literatura.
Determinação do TS do lodo
Para determinar a quantidade de água liberada pelo lodo no decorrer do período dos
ciclos de secagem é utilizada a equação 5.6.16:
mvapor = {[(αs1 G1 + εatm σ T4céu) – (εs σ T
4s + h (Ts - T∞)] A Δt } / hfg (5.6.16)
Utilizando os valores obtidos na equação 5.6.16, pode-se determinar o TS de lodo
com a equação 5.6.17:
TS =
(5.6.17)
Em que TS é o teor de sólidos do lodo (%); mseca e mágua são a massa de sólidos e a
massa de água inicial do lodo respectivamente (kg) determinada através de análise
no laboratório.
Análises do TScalculado x TSexperimental
Neste tópico serão apresentados os gráficos com os valores obtidos da modelagem
desenvolvida para predição do TS do lodo, bem como os valores de TS do lodo
obtido com os ciclos de secagem em leitos. Também serão apresentados gráficos
com valores das taxas de energia envolvida na secagem.
As figuras 5.6.2 e 5.6.3 apresentam a evolução das curvas de secagem para o lodo
de ETA e de ETE, respectivamente, do ciclo 1. As duas figuras demonstraram boa
conformidade entre os resultados calculados e experimental de TS no decorrer de
todo o ciclo, porém, enquanto para o lodo de ETA, o TS apresentou na maior parte
do ciclo oscilações entre as curvas abaixo de 1%, para um intervalo que variou entre
14-19%; para o lodo de ETE as curvas de TS mantiveram se alinhadas até os 19%
95
de TS, a partir deste ponto as curvas se distanciaram entre si até uma diferença final
de 3%, com 23%TScalculado e 26%TSexperimental.
Figura 5.6.2 – Gráfico do TScalculado x TSexperimental do lodo de ETA do ciclo 1.
Figura 5.6.3 – Gráfico do TScalculado x TSexperimental do lodo de ETE do ciclo 1.
A figura 5.6.4 apresenta os dados calculados da taxa de energia térmica do sol,
vizinha, emissão, convecção e também da umidade do ar. A energia por convecção
apresentou os menores valores, enquanto a energia por emissão e vizinhança
apresentaram valores mais altos. A energia solar variou de acordo com a radiação
solar, influenciando primordialmente a secagem do lodo quando comparado com a
curva do TS do lodo.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
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(%
)
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(%
)
DATA
TS calc.
TS exp.
96
Figura 5.6.4 – Gráfico dos dados da taxa de energia térmica e umidade do ar no ciclo 1.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
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0,000
0,050
0,100
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0,200
0,250
0,300
0,350
0,400
0,450
0,500
0,550
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As figuras 5.6.5 e 5.6.6 apresentam a evolução das curvas de secagem para o lodo
de ETA e de ETE, respectivamente, do ciclo 2. Assim como no ciclo 1, as duas
figuras demonstraram boa conformidade entre os resultados calculados e
experimental de TS no decorrer de todo o ciclo, para o TS do lodo de ETA o
intervalo variou entre 14-24%; para o lodo de ETE as curvas de TS apresentaram
maior distanciamento, a partir deste ponto as curvas distanciaram entre si até uma
diferença final de 4%, com 34%TScalculado e 30%TSexperimental. A figura 5.6.7 apresenta
os dados calculados da taxa de energia térmica do sol, vizinha, emissão, convecção
e também da umidade do ar do ciclo 2.
Figura 5.6.5 – Gráfico do TScalculado x TSexperimental do lodo de ETA do ciclo 2.
Figura 5.6.6 – Gráfico do TScalculado x TSexperimental do lodo de ETE do ciclo 2.
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As figuras 5.6.8 e 5.6.9 apresentam a evolução das curvas de secagem para o lodo
de ETA e de ETE, respectivamente, do ciclo 3. As duas figuras demonstraram boa
conformidade entre os resultados calculados e experimental de TS até um ponto do
gráfico, a partir deste ponto as curvas distanciaram entre si até uma diferença final
de 9%, com 30%TScalculado e 39%TSexperimental.para o lodo de ETA; para o lodo de
ETE as curvas de TS apresentaram maior distanciamento, uma diferença final de
13%, com 46%TScalculado e 59%TSexperimental. A figura 5.6.10 apresenta os dados
calculados da taxa de energia térmica do sol, vizinha, emissão, convecção e
também da umidade do ar do ciclo 3.
Figura 5.6.8 – Gráfico do TScalculado x TSexperimental do lodo de ETA do ciclo 3.
Figura 5.6.9 – Gráfico do TScalculado x TSexperimental do lodo de ETE do ciclo 3.
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As figuras 5.6.11 e 5.6.12 apresentam a evolução das curvas de secagem para o
lodo de ETA e de ETE, respectivamente, do ciclo 4. As duas figuras demonstraram
boa conformidade entre os resultados calculados e experimental de TS,
considerando o alto TS obtido no final do ciclo, a diferença final entre as curvas
foram de 5%, com 43%TScalculado e 48%TSexperimental.para o lodo de ETA; para o lodo
de ETE as curvas de TS apresentaram menor distanciamento, uma diferença final
de 2%, com 45%TScalculado e 47%TSexperimental. A figura 5.6.13 apresenta os dados
calculados da taxa de energia térmica do sol, vizinha, emissão, convecção e
também da umidade do ar do ciclo 4.
Figura 5.6.11 – Gráfico do TScalculado x TSexperimental do lodo de ETA do ciclo 4.
Figura 5.6.12 – Gráfico do TScalculado x TSexperimental do lodo de ETE do ciclo 4.
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As figuras 5.6.14 e 5.6.15 apresentam a evolução das curvas de secagem para o
lodo de ETA e de ETE, respectivamente, do ciclo 5. As duas figuras demonstraram
boa conformidade entre os resultados calculados e experimental de TS, até um
ponto intermediário das curvas, após este ponto as curvas distanciaram entre si. A
diferença no fim do ciclo entre as curvas foram de 25%, com 65%TScalculado e
40%TSexperimental.para o lodo de ETA; e para o lodo de ETE as curvas de TS
apresentaram maior distanciamento, uma diferença final de 30%, com 80%TScalculado
e 50%TSexperimental. A figura 5.6.13 apresenta os dados calculados da taxa de energia
térmica do sol, vizinha, emissão, convecção e também da umidade do ar do ciclo 5.
Figura 5.6.14 – Gráfico do TScalculado x TSexperimental do lodo de ETA do ciclo 5.
Figura 5.6.15 – Gráfico do TScalculado x TSexperimental do lodo de ETE do ciclo 5.
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As figuras 5.6.17 e 5.6.18 apresentam a evolução das curvas de secagem para o
lodo de ETA e de ETE, respectivamente, do ciclo 6. As duas figuras demonstraram
boa conformidade entre os resultados calculados e experimental de TS na maior
parte da curva, porém, no fim as curvas distanciaram entre si. A diferença no fim do
ciclo entre as curvas foram de 12%, com 42%TScalculado e 30%TSexperimental.para o
lodo de ETA; e para o lodo de ETE as curvas de TS apresentaram uma diferença
final de 14%, com 73%TScalculado e 59%TSexperimental. A figura 5.6.19 apresenta os
dados calculados da taxa de energia térmica do sol, vizinha, emissão, convecção e
também da umidade do ar do ciclo 6.
Figura 5.6.17 – Gráfico do TScalculado x TSexperimental do lodo de ETA do ciclo 6.
Figura 5.6.18 – Gráfico do TScalculado x TSexperimental do lodo de ETE do ciclo 6.
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Com os dados de TS calculados e TS experimental do lodo de ETA e de ETE obtido
nos ciclos de secagem e apresentados nas figuras 5.6.2; 5.6.3; 5.6.5; 5.6.6; 5.6.8;
5.6.9; 5.6.11; 5.6.12; 5.6.14; 5.6.15; 5.6.17; 5.6.18, pode-se observar que as
oscilações ocorridas entre os valores de TS calculado e experimental se devem
principalmente aos principais pontos:
A incerteza dos valores de TS experimental do lodo, devido ao fato destes
valores serem a média calculada entre os valores de TS do lodo das três
camadas que constituem a leira;
A incerteza dos valores de TS experimental do lodo causada pela
interferência do processo de revolvimento do lodo. Este fator de interferência
não foi computado pelo modelo matemático;
A incerteza dos valores que foram adotados no modelo matemático para a
absortividade do lodo (αs1) e a emissividade do lodo (εs), estes valores foram
adotados da literatura de material similar ao lodo.
Com os dados de energia térmica calculada pelo modelo e umidade do ar durante os
ciclos de secagem, e apresentados nas figuras 5.6.4; 5.6.7; 5.6.10; 5.6.13; 5.6.16; e
5.6.19, pode-se observar os principais pontos:
A maior oscilação ocorrida na taxa de energia solar ocorre devido a sua
ligação direta a radiação solar global;
A taxa de energia da vizinhança oscila pouco pois acompanha as variações
da temperatura do céu. A taxa de energia por emissão é maior que a taxa de
energia da vizinhança e mais contínua, porque acompanha a temperatura do
lodo;
A taxa de energia por convecção é muito baixa comparada as outras, porque
esta é proporcional à diferença de temperatura do lodo e a do meio ambiente.
Os resultados obtidos nesta pesquisa foram aproximados comparados com a
pesquisa desenvolvida por Gharaibeh et. al.; apesar de algumas diferenças no
padrão adotado entre as pesquisas, os quais diferem deste trabalho por adotarem
leitos de secagem abertos com drenagem e altura do lodo menor entre 10-20cm,
108
além de utilizarem lodo não desaguado com TS inicial entre 1,5-3,5%. Gharaibeh et.
al. nos ensaios constataram que nos lodos com TS acima dos 30% ocorreu um
maior distanciamento entre os resultados obtidos nos ensaios de campo comparado
com os da modelagem, em um dos ensaios o TS do lodo obtido em campo foi de
39% enquanto no modelo foi de 44%, uma variação de 5% entre os resultados,
considerando as seguintes médias climáticas: temperatura do ar 180C; umidade do
ar 72%; radiação global 0,178 kW/m2; e velocidade do vento 2,8m/s, em um período
de secagem de 18 dias. Neste trabalho no ciclo 2 utilizando o lodo de ETE o TS final
obtido no ensaio foi de 30% enquanto o previsto no modelo foi de 34%, uma
variação de 4%, considerando as seguintes médias climáticas: temperatura do ar
190C; umidade do ar 65%; radiação global 0,162kW/m2; e velocidade do vento
0,82m/s, em um período de secagem de 30 dias. Também no ciclo 5 com ambos os
lodos de ETA e de ETE foi observado um distanciamento entre as curvas
progressivo a partir dos 30% de TS dos lodos. Esse comportamento imprevisível no
padrão de secagem do lodo acima dos 30% TS, segundo Gharaibeh et. al. se deve a
formação de rachaduras na superfície do lodo, o qual foi observado nos ensaios
neste trabalho, porém devido de revolvimento do lodo durante a secagem formavam
torrões.