INTEGRANDO A CAPTAÇÃO DE ÁGUA PLUVIAL E O BOMBEAMENTO SOLAR

Não adianta captar a água pluvial e não dar-lhe uma destinação nobre. Aqui, estamos falando de 3 fases:

• Bombeamento alimentado por energia solar, utilizando-se painéis foto-voltaicos
• Tratamento adequado da água a ser armazenada
• Integração reservatório / captação / bombeamento

 Nesta postagem, iremos focar na primeira fase, para entender  as várias interações entre a potência foto-voltaica obtida, e balancear as cargas,  para finalmente entendermos a capacidade de bombeamento do nosso sistema.  Lembramos que todo o nosso sistema é montado em  escala reduzida, e vamos balanceando o volume captado de água da chuva,  a potência foto-voltaica, e a capacidade  de armazenamento de água que obtemos.

Na realidade, estaremos relacionando áreas:

• Área de Captação de água de chuva
• Área de captação de energia solar
• Área de armazenamento x altura de armazenamento.

É importante lembrar que tanto a captação de água pluvial, quanto a captação de energia solar necessitam de grandes áreas,  fator este as vezes impeditivo de se implantar um sistema destes.

Por isto, estamos estudando todo o interrelacionamento destes fatores.

Nosso sistema de bombeamento solar:

 A localização da captação de água de chuva já havia sido escolhida, em função da incidência da luz do sol.
Optou-se por um sistema em DC, 12V pela sua simplicidade e economia de componentes.

 

Na sucção da bomba, para evitar entrada de corpos estranhos, um filtro de sucção

A montagem, ainda próvisória, será adequadamente fixada ao solo, como forma de  prevenção de ventos fortes, comuns no local.

 Todos os componentes do sistema de potência foram instalados sob o painel, formando uma montagem compacta

Controlador de carga, para adequar o consumo da bomba e a carga da bateria

 Bomba de diafragma, em uma montagem compacta, potência nominal de 84 W, e vazão máxima de 1.8 gpm (6.8 lit/min).

Esta bomba tem uma válvula de segurança que não permite seja ligada na ausência de água na sucção. Muito útil !

 Volume interessante de água, mesmo com baixa insolação.

O módulo é autônomo , compacto e envia uma água pré-filtrada

O sistema mostrou-se equilibrado com o volume de captação de água, e o próximo passo será o tratamento da água bombeada.  Na próxima postagem........

Unidade Piloto de coleta e armazenamento de água da chuva

Quem sabe, faz. Então resolvemos construir uma unidade piloto para coletar água da chuva, certificar os cálculos para dimensionamento da cisterna, tudo de acordo com as normas ABNT.   E ainda, utilizando a maior parte possível de restos de construção. A simplicidade foi a mola propulsora deste projeto. Ficou assim:

 

Elementos essenciais de um sistema de coleta de águas da chuva:

Breves comentários sobre cada item:

1  -  CALHA  A escolha da calha é um fator importante, pois deve conduzir toda a água que cai sobre a cobertura.  Encontramos poucos produtos que atendam a norma ABNT 10844. O dimensionamento é importante para que não se perca água principalmente em momentos de precipitação mais intensa. Não menos importante é o dimensionamento dos pontos de descida. Tudo isto é abrangido pela norma, daí a importância de segui-la.

2  -  FILTRO DE FOLHAS  Este é um item importante no sistema, pois vai separar as impurezas grosseiras, trazidas pelo primeiro fluxo da chuva. Este primeiro fluxo lava o telhado, e traz além de folhas, outras impurezas, e é importante evitar que estas se acumulem na cisterna. Adicionalmente, este filtro é auto-limpante.

3  -  DESVIADOR DA PRIMEIRA ÁGUA   Embora isto não esteja descrito como obrigatório na norma  ABNT 15527, é uma prática de segurança. O primeiro fluxo de água, ao lavar o telhado traz uma carga grande de poluentes. Por isto é necessário descartar o primeiro e as vezes até o segundo milímetro de água da chuva. O próprio IPT, órgão referência em engenharia e tecnologia, aponta para esta necessidade. Veja mais aqui. Construimos um modelo simples, tipo bola de ping-pong como bóia, para desviar o primeiro fluxo e direcionar o restante para a cisterna.  Este reservatório deve ser dimensionado em função da área do telhado.  A água contida neste reservatório pode ser usada para a rega de plantas, pois contém alguns nutrientes úteis para o jardim.

O reservatório deve conter um dreno, para esvaziar-se automaticamente e aguardar a próxima chuva já vazio.

4  -  CISTERNA  Aqui também existem várias opções de mercado, em termos de capacidade e forma construtiva.  O projeto do sistema deve definir se esta cisterna será subterrânea, elevada, e de qual capacidade.  Normalmente a cisterna, que pode ser até uma caixa d'água, é quem ocupa o maior espaço físico do sistema, então é um fator importantíssimo em novos projetos de construção civil, ou um exercício de criatividade em construções já existentes.

No nosso caso, a cisterna é apenas uma caixa de coleta, que quando cheia, irá bombear a água coletada para uma caixa d'água que alimenta a descarga dos vasos sanitários. E o sistema de bombeamento pode ser autônomo e automático, alimentado por energia solar. Mas isto é assunto do blog da PNEUMOSOLAR 


A PNEUMOTRONIC pode ajudar com o dimensionamento dos vários componentes de um sistema de coleta de águas pluviais, inclusive com a instalação de sistemas de filtração necessários em aplicações mais nobres para esta agua coletada.

A Salinidade na Água

Salinidade na água significa o total de sólidos solúveis. É um aspecto  importante da qualidade da água potável.  Por exemplo, água destilada, dessalinizada ou pluvial tem níveis mínimos de sais dissolvidos.  No entanto a água potável necessita de um mínimo de sais dissolvidos, para ser palatável.
Os minerais nela presentes são importantes para que os diversos processos bioquímicos e mecanismos fisiológicos do organismo ocorram de maneira adequada e equilibrada. A questão que surge é quanto de sais, quais e que limites máximos podem ser admitidos em água potável? Quais sais são venenosos, e quais são benéficos ao organismo?

Na escola secundária, estudamos que um sal é o produto da reação química entre um ácido e uma base. Esta reação ocorre em meio aquoso, e portanto a solução resultante é composta por água e pelo sal dissolvido na água. 

É importante lembrar que de toda a água do planeta, mais de 97% é salgada, ou seja, possui sais dissolvidos. Estamos falando não só de água marinha, mas também de aquíferos com alto teor de ferro, magnésio e outros sais. Para potabilizar a água, devemos reduzir as concentrações dos sais a níveis mínimos aceitáveis. Sais insolúveis são fáceis de serem retirados, pois separam-se pela simples filtração, porém os sais solúveis são mais difíceis de serem separados, e necessitam de tecnologias mais avançadas, e consequentemente, mais caras.

No Brasil, seguimos a portaria 2.914 do Ministério da Saúde, que estabelece os padrões de potabilidade, e que as concessionárias de águas devem seguir. As contas da SABESP trazem os dados da qualidade da água fornecida, em obediência a esta portaria.