Estudo da UFPE mostra que gargalos de garrafas PET (no alto) e cordas de fibra de coco (embaixo) podem ser reaproveitados em sistemas de resfriamento da água proveniente de processos industriais (fotos: Ana Rosa Mendes Primo).
Garrafas PET e fibra de coco podem ser uma solução simples, barata e original para resfriar água quente derivada de processos industriais. Esses materiais podem ser usados nas torres que resfriam a água e permitem, assim, seu reaproveitamento pelas indústrias. Um protótipo do equipamento, feito por pesquisadores do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), está sendo testado com sucesso.
O objetivo dos cientistas é substituir os materiais tradicionalmente usados no interior das torres de resfriamento por outros reaproveitados, tornando o processo mais ecológico. “Os enchimentos das torres são feitos de plásticos como o polipropileno, o PVC e o polietileno, que podem demorar até 100 anos para se decompor na natureza”, ressalta a engenheira Ana Rosa Mendes Primo, membro da equipe envolvida no projeto.
As torres de resfriamento são um elemento central em todos os processos industriais que produzem calor. Nelas, a água usada para abaixar a temperatura dos equipamentos industriais aquecidos no ciclo de produção é resfriada para que possa ser reaproveitada em outro processo. Assim, as indústrias têm uma grande economia de água, pois apenas 2% desse recurso são perdidos para o ambiente.
Para ser resfriada, a água quente é bombeada para um sistema no topo da torre, de onde é borrifada sobre o enchimento e escorre pelo material. Grelhas localizadas na base da torre permitem a entrada de ar, cuja circulação é forçada por um ventilador. O resfriamento da água ocorre por meio de processos de transferência de calor e massa entre as gotículas de água quente e o ar.
O ar quente é eliminado pelo topo (ou lateral) da torre através do ventilador, o que faz com que a temperatura da água seja reduzida com mais rapidez. A água resfriada é liberada pela base da torre.
Resfriamento eficiente
Esquema do protótipo da torre de resfriamento montada pela equipe da UFPE para testar a eficiência das garrafas PET e da fibra de coco como enchimento do sistema.
Para fazer os enchimentos, Primo usou separadamente gargalos de garrafas PET e restos de corda de fibra de coco. Além de muito resistentes, esses materiais aumentam o tempo de passagem da água. No enchimento de gargalos, isso acontece por causa das ranhuras das roscas. “À medida que percorre essas fendas, a água tem um maior contato com o ar e resfria com mais facilidade”, explica. No caso da corda de fibra de coco, as várias fibras que a compõem aumentam sua área de contato com a água.
A equipe da UFPE montou um protótipo de uma torre de resfriamento, ligado a um computador, para testar a eficiência do uso de garrafas PET e fibra de coco. O desempenho dos materiais foi considerado satisfatório, se comparado com o do plástico já utilizado nas torres. A garrafa PET é apenas 10% menos eficiente que o plástico convencional no resfriamento da água. A eficácia da fibra de coco é um pouco menor. Segundo os pesquisadores, ainda é preciso melhorar o arranjo dos novos enchimentos, para aumentar a área de contato com a água a ser resfriada sem causar bloqueio excessivo à passagem de ar.
Os engenheiros da UFPE pretendem testar a eficiência do novo sistema em maior escala, para verificar sua adequação às grandes torres industriais. Primo ressalta que o uso dos novos materiais é compensador, pois os gastos com enchimento podem representar até 40% do custo total de uma torre. “Por isso, esperamos inovar ainda mais para melhorar o desempenho dos materiais alternativos no resfriamento”, conclui.
Juliana Marques
Ciência Hoje On-line
17/12/2008
