Avaliação do desempenho de um sistema de filtração em margem de rio com bombeamento fotovoltaico

Abstract

Populações que vivem isoladamente, geralmente enfrentam a realidade da falta de um sistema adequado de abastecimento de água, justamente por apresentarem dispersão populacional e estarem localizadas distante da zona urbana. A filtração em margem (FM) pode ser indicada como uma alternativa de tratamento de água para tais populações, com o propósito de prover água de qualidade de forma simplificada. Dessa forma, a presente pesquisa teve como objetivos propor diretrizes para a escolha de um local adequado à aplicação da FM, desenvolver, avaliar e monitorar um sistema de tratamento de água por FM, utilizando bombeamento fotovoltaico, direcionado para o abastecimento de água em comunidades isoladas. As diretrizes para escolha de locais indicados à aplicação da FM consistem em uma sequência de etapas, iniciadas com uma análise visual prévia e seguida de coletas de dados e informações importantes para um bom funcionamento da técnica. Após análise visual prévia, o local foi escolhido para aplicação do projeto no município de Orleans (SC). Posteriormente, para caracterização do solo local, foram realizadas sondagens no solo/subsolo, coleta e análises granulométricas e químicas do solo, além de ensaios para determinação da condutividade hidráulica e porosidade efetiva do solo. O manancial foi caracterizado em termos de vazão e velocidade de escoamento, além de coleta e análises granulométricas dos sedimentos do leito do rio. A qualidade da água bruta, assim como da água proveniente do poço de produção foi monitorada com o intuito de avaliar a eficiência da técnica no tratamento de água. O solo do local, assim como o leito do rio apresentaram granulometria média a grossa, com valores de condutividade hidráulica de 5,2.10-³ e 1,5.10-3 cm/s, respectivamente. O manancial apresentou vazão e velocidade de escoamento de 630 m³/h e 0,19 m/s, respectivamente, além de apresentar comportamento alternado de transporte, erosão e deposição de sedimentos em seu leito. A partir das análises realizadas, pôde-se observar que o local escolhido apresentou características favoráveis à aplicação da técnica de FM. Apesar do manancial utilizado como fonte de água ter apresentado diversos eventos de turbidez elevada, a água proveniente do poço de FM apresentou qualidade estável e satisfatória, durante todo o período de estudo (Maio/2016 a Setembro/2017). Foram obtidas reduções de cor aparente (95%), cor verdadeira (98%), turbidez (96%), COD (68%), ferro total (88%), coliformes totais (99,98%) e Escherichia Coli (100%) da água do manancial. A FM com bombeamento fotovoltaico mostrou ser uma alternativa viável para o abastecimento de água de comunidades isoladas, proporcionando água de qualidade de forma simplificada e contínua, mesmo em Orleans (SC) que está localizada em uma das regiões menos favorecidas do Brasil em termos de radiação solar.

Abstract : Populations that live in isolated areas usually have difficulties regarding an adequate water supply system, precisely due to population dispersion and great distance from urban area. Bank filtration (BF) can be indicated as a water treatment alternative for these populations, in order to provide quality water in a simplified way. Thus, the present research had as objectives to propose guidelines for choosing a suitable site for the BF application, to develop, evaluate and monitor a water treatment system by bank filtration, using solar energy in the pumping, directed to the water supply in communities. The guidelines for choosing suitable sites for the BF application consist of a sequence of steps, initiated with a prior visual analysis and followed by data and information collections, important for a good operation of the BF technique. After previous visual analysis, the site was chosen for the application of the project in the municipality of Orleans (SC). Subsequently, soil and subsoil sampling and soil chemistry analyzes, as well as hydraulic conductivity and porosity tests were performed for local soil characterization. The river was characterized in terms of flow rate and flow velocity, as well as sampling and particle size analysis of the river bed. The quality of the raw water and the water from the production well was monitored in order to evaluate the technique for water treatment. The local soil, as well as the river bed presented medium to coarse granulometry, with hydraulic conductivity values of 5.2.10-³ and 1.5.10-3 cm / s, respectively. The river presented flow rate and flow velocity of 630 m³/h and 0.19 m/s, respectively, besides presenting alternating behavior of transport, erosion and deposition of sediments in its bed. From the analyzes performed, it was observed that the chosen site presented favorable characteristics to the application of the bank filtration technique. The surface water used as water source presented several high turbidity results. Water from the bank filtration well was satisfactory for human consumption throughout the study period (May/2016 to September/2017). It was obtained a reduction of 95%, true color (98%), turbidity (96%), COD (68%), total iron (88%), total coliforms (99.98%) and Escherichia coli (100%) of the raw water. Bank filtration with photovoltaic pumping proved to be a viable alternative for the water supply for isolated communities, providing quality water in a simplified and continuous way, even in Orleans (SC), which is located in one of the least favored regions of Brazil in terms of solar radiation.