DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y EVALUACIÓN DE UN SECADOR SOLAR TIPO INVERNADERO APLICADO AL SECADO DE LODOS

Autores

  • Vitória Olave de Freitas Universidad Tecnológica del Uruguay
  • Marcelo Coleto Rola Universidad Tecnológica del Uruguay
  • Kelly Andressa Liesenfeld Universidad Tecnológica del Uruguay

DOI:

https://doi.org/10.59627/cbens.2022.1133

Palavras-chave:

clave, Energía Solar, Secador Solar, Lodos

Resumo

El objetivo del presente trabajo es desarrollar un prototipo de secador solar tipo invernadero con un sistema de adquisición de datos de temperatura y humedad. Además, se busca evaluar el proceso de secado del lodo generado por la planta de tratamiento de aguas residuales de una empresa del rubro alimenticio, localizada en Uruguay, y por último determinar el potencial de valorización energética del residuo seco. El prototipo tiene 3m² de área y está constituido por una estructura de hierro, piso de madera tipo OSB tratada, paredes y techos de policarbonato alveolar de 6 mm. Sensores de temperatura y humedad fueron instalados en el interior y exterior del prototipo para evaluar las variables del proceso y controlar el extractor de aire. Los ensayos de secado consistieron en separar el lodo en diferentes capas de espesor 5, 10, 15 y 20 cm, realizar la mezcla manual tres veces en la semana y determinar semanalmente la humedad. Después del secado, el lodo fue enviado para caracterización del potencial de valorización energética. Durante los dos meses de pruebas fueron registrados valores mínimos y máximos de temperatura ambiente externa, en el interior del invernadero y de radiación solar global horizontal de 0 y 27,5 ºC, de 0 y 50,8ºC y de 0 y 650 W/m², respectivamente. El lodo húmedo presentó un tenor de humedad de aproximadamente 83% (base húmeda) y al final del secado de a 8, 6, 54 y 64 % (base húmeda) para las capas de 5, 10, 15 y 20 cm, respectivamente. La capa de 5 cm alcanzó este porcentaje de humedad al final de 1 mes, mientras las demás en 2 meses. El lodo seco (8% de humedad) presentó un poder calorífico inferior de 16 MJ/kg y superior de 17 MJ/kg, con potencial para ser aplicado como un combustible alternativo.

Downloads

Não há dados estatísticos.

Referências

Alonso-Suárez, R., 2017. Estimación del recurso solar en Uruguay mediante imágenes satelitales, Tesis de Doctorado, Facultad de Ingeniería, Universidad de la República (Uruguay).

An, X., Liu, W., 2017. Review on Sludge Drying Process and Dryer in Solar Energy, American Journal of Energy Engineering, 5(5), 34.

Bennamoun, L., 2012. Solar drying of wastewater sludge: A review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 16(1), 1061-1073.

Bux, M., Baumann, R., Quadt, S., Pinnekamp, J., Mühlbauer, W., 2002. Volume reduction and biological stabilization of sludge in small sewage plants by solar drying, Drying Technology, 20(4-5), 829-837.

Borges, F., 2008. Caracterização e Estudo da Potencialidade de Lodos de Efluentes Doméstico e Industrial como Combustível na Geração de Energia. Tesis de Maestría en Ingeniería de Procesos. Universidade da Região de Joinville. Joinville.

Campregher, N., 2005. Estudo da Viabilidade de Incorporação do Lodo da Estação de Tratamento de Efluentes da Indústria de Papel, Celulose e Aparas em Material Cerâmico, Dissertação de Mestrado em Engenharia Química, UFSC, Florianópolis.

Cota Espericueta, A. D., Ponce Corral, C., Padilla Franco, J. H. N., 2006. Diseño, construcción y operación de un secador solar de lodos generados en plantas tratadoras de aguas, Memorias de la XXX Semana Nacional de Energía Solar, Veracruz.

Cota Espericueta, A. D., Ponce Corral, C., 2008. Eliminación de bacterias patógenas en lodos residuales durante el secado solar, Revista internacional de contaminación ambiental, 24(4), 161-170.

David Instruments, 2021. Disponible en: https://www.davisinstruments.com/pages/vantage-pro2. Accesado el 16 de noviembre de 2021.

Domínguez, A., Menéndez, J.A., Inguanzo, M., Pis, J.J., 2004. Sewage sludge drying microwave energy and characterization by IRTF, Afinidad, Oviedo, 61(512), p.280-285, 2004.

Fontes, C. M. A., 2003. Potencialidades da cinza de lodo de estações de tratamento de esgotos como material suplementar para a produção de concretos com cimento Portland. Tesis de Maestría en Ciencias en Ingeniería Civil, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro.

Garanto, O., 2016. Solar sludge drying technology and dried sludge as renewable energy—closing the loop, J Traffic Transp Eng, 4, 221-229.

Instituto Fraunhofer, 2021a. Net Public Electricity Generation in Germany in 2020. Disponible en: https://www.ise.fraunhofer.de/content/dam/ise/en/documents/News/electricity_production_germany_2020.pdf. Accesado el 05 de diciembre de 2021.

Instituto Fraunhofer, 2021b. Recent facts about photovoltaics in Germany. Disponible en: https://www.ise.fraunhofer.de/content/dam/ise/en/documents/publications/studies/recent-facts-about-photovoltaics-in-germany.pdf. Accesado el 05 de diciembre de 2021.

Kumar, A., Purohit, P., Rana, S., Kandpal, T. C., 2002. An approach to the estimation of the value of agricultural residues used as biofuels, Biomass and Bioenergy 22, p. 195-203.

Lima, M. R. P., 2010. Uso de estufa agrícola para secagem e higienização de lodo de esgoto, Tesis de Doctorado. Universidade de São Paulo, São Paulo.

Mathioudakis, V. L., Kapagiannidis, A. G., Athanasoulia, E., Diamantis, V. I., 2009. Extended dewatering of sewage sludge in solar drying plants, Desalination, 248:733–9.

Meneghini, C., Proinelli, R., Pintro, D. A. B., 2015. Avaliação técnica e econômica da co-combustão de lodo frigorífico primário para geração de vapor, VI Congresso Brasileiro de Gestão Ambiental, Universidade do Oeste de Santa Catarina, Porto Alegre.

Nogueira, L. A. H., Horta F. J, Rocha. C. R., 2005. Eficiência energética no uso de vapor, Rio de Janeiro, Eletrobrás.

Padilha, J., Kurek, A.P., Souza, O., Sellin, N., 2019. Avaliação da potencialidade energética de lodos gerados no tratamento de efluentes de abatedouro e frigorífico de aves. Disponible en: https://tratamentodeagua.com.br/artigo/potencialidade-energetica-lodos-efluentes-abatedouros/. Accesado el 22 de noviembre de 2021.

Salihoglu, N. K., Pinarli, V., Salihoglu, G., 2007. Solar drying in sludge management in Turkey, Renewable energy, 32(10), 1661-1675.

Slim, R., Zoughaib, A., Clodic, D., 2008. Modeling of a solar and heat pump sludge drying system, International journal of refrigeration, 31(7), 1156-1168.

SolidWorks, 2021. Disponible en: https://www.solidworks.com/es/domain/design-engineering. Accesado el 29 de noviembre de 2021.

Tchobanoglus, G., Burton, F., Stensel, H. D., 2003. Wastewater engineering: Treatment and reuse, American Water Works Association, Journal, 95(5), 201.

Thermo-System, 2021. Disponible en: https://www.thermo-system.com/es/referencias. Accesado el 03 de noviembre de 2021.

Toledo, M., 2015. Estudo preliminar do potencial energético de variedades de eucalipto cultivadas no Rio Grande do Sul, Centro de Estudos em Biorrefinaria, Universidade Estadual do Rio Grande do Sul.

Virmond, E., 2007. Aproveitamento do lodo de tratamento primário de efluentes de um frigorífico como fonte de energia, Tesis de Maestría, Programa de Postgrado en Ingeniería Química, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis.

Downloads

Publicado

2022-08-16

Como Citar

Freitas, V. O. de, Rola, M. C., & Liesenfeld, K. A. (2022). DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y EVALUACIÓN DE UN SECADOR SOLAR TIPO INVERNADERO APLICADO AL SECADO DE LODOS. Anais Congresso Brasileiro De Energia Solar - CBENS, 1–9. https://doi.org/10.59627/cbens.2022.1133

Edição

Seção

Anais