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Finalmente, com base em ensaios descritos anteriormente e no exame da literatura científica sobre tratamento de efluentes oleaginosos de aplicação corrente, procurou-se elabo- rar um sistema eletromecânico de caráter inovador. Se lhe dotou de dispositivos de controle e monitoramento adequados à análise de desempenho em seu primeiro estágio de investigação.

Figura 3.10 Esboço conceptivo do sistema vibratório de tratamento à mão-livre onde são mostradas cubas de tratamento contínuo, à direita, e em batel, montada à esquerda.

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A Figura 3.10 é o esboço mecânico do sistema, à mão-livre, realizado para construção de forma planejada. Projetos mecânicos naturalmente sofrem alterações no curso da constru- ção devido a imprevisto e descobertas que surgem no contexto tecnológico. Basicamente ela- boraram-se duas modalidades de sistemas elásticos: uma para tratamento contínuo, e outra pa- ra tratamento em batéis (batelada) mostrados respectivamante, através da Figura 3.11 e Figura 3.12. Por questões já mencionadas não se utilizou o sistema a batelada.

Construiu-se também um modelo alternativo de transmissão e suspensão de forma a permitir realizar varredura livre em frequência e amplitude para avaliação de desempenho. O sistema com tais cracterísticas independe de elasticidade intrínseca. Entende-se por natureza elástica, isto é, - sobre molas -, o conjunto de característica geométrica e elástica pré-definidor do comportamento dinâmico perante excitações externas. O modelo alternativo mostrado a- través da Figura 3.13 apresenta transmissão à biela e suspensão articulada inelástica, - rígida -, ademais de se aplicar a ambas as técnicas, a batelada ou contínua.

A versão articulada não parece industrialmente adequada, sobretudo em aplicações de carga elevada, por inércia e esforços decorrentes. O sistema elástico, se entende ser de maior aplicabilidade industrial (Spivakovski & Dyachkov (1985), Blekhman (1988), Blekhman & Vaisberg (2007) e Abreu (2007)). Não obstante, no plano de escala laboratorial, é imprescidí- vel, do ponto de vista analítico, pela eficácia na geração de informações que municiam o pro- jeto e identificação de parâmetros de tratamento vibratório, essenciais à contrução do sistema elástico. O sistema articulado também não foi utilizado por questões citadas. Se lhe limitou à medição de consumo energético como parte do método de busca por um sistema adequado. Ensaios mostraram o consumo energético do sistema articulado, nas condições empregadas. A amperagem, percentualmente, aumentou 700% em média, consequentemente o consumo. Adicionalmente cabe ressaltar, que a variante do sistema com transmissão articulada, em sua forma construtiva neste estudo, aplica-se unicamente à vibração horizontal. O sistema elástico per si tem caráter mais amplo porque é aplicável a três modos de vibração.

Sistemas elásticos, a exemplo do que se mostra através da Figura 3.11 e Figura 3.12, vibra devido ao desbalanceamento rotativo do motor de propulsão. A demanda de potência se deve unicamente à rotação imposta ao rotor desbalanceado sendo, portanto, o motivo do baixo consumo energético. Os sistemas, Figura 3.12 e Figura 3.13, adiante, não foram utilizados no trabalho em face do tempo e análises químicas requeridas para avaliação de desempenho e já se fez referência. Foram apresentados, no entanto, a título de apoio didático e perspectiva para a próxima fase de investigação, no desenvolver da pesquisa.

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Sobre o sistema a batelada (Figura 3.12) se pode assentar considerações de utilidade técnica. Sistema a batel requer área e tempo adicional de tratamento para ascensão de gotícu- las de óleo disperso, se comparado aos contínuos. O sistema API tratado no item 2.2.4.1., li- mita-se à separação de gotas maiores de 150 m (da Rosa (2002) e da Silva et al., (2007)) e

Figura 3.11 Sistema elástico vibratório de tratamento contínuo. Sistema e processo é

objeto de reivindicação de patente (Proc. BR PI 10 2013 024672 7).

Figura 3.12 Sistema elástico vibratório de tratamento a batelada. Sistema e processo

é objeto de reivindicação de patente (Proc. BR PI 10 2012 023580 3).

trabalham com elevado tempo de retenção, não menos de 4,0 minutos (Thomas, 2004), para ascensão de gotas, em geral, óleo livre. Grandes volumes requererão grande área e relativa- mente alto tempo de retenção.

Particularmente, o objetivo do sistema em estudo (Figura 3.11) é prescindir utilização de flotação induzida a gás ou ar comprimido, a partir de flotação natural. Flotação, dentre muitas funções, contribui para diminuir o tempo de elevação de gotas de óleo. Operando-se com o sistema a batéis, ter-se-ia de dispensar tempo de retenção para ascensão completa de gotas e, a princípio, poderia inviabilizar a utilização prática. A lógica solução envolveria re- dução de altura da cuba. Segundo (Lakisa, 2005), pode-se provocar intensa convecção fluídi- ca de bolhas de ar por efeito vibratório. Isto pressupõe gerar flotação de alguma forma.

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Como se vê são diversos fatores tecnológicos que influenciaram a concepção do sis- tema em estudo e versões alternativas. Particularidade inerente ao processo vibratório e flui- dodinâmico foi considerada através da teoria linear de ondas e conceito de domínio distintivo, águas rasas versus águas profundas, regra importante do estudo. Considerações sobre interfe- rência de ondas foram resumidamente apresentadas no embasamento teórico do trabalho (Ítem 2.5 Cap. 2). A princípio, ao reduzir a altura da cuba (Propagação em águas rasas) se distancia o regime de propagação de ondas do conceito de meio infinitamente profundo e vice-versa. Outras implicações advéem deste conceito. O meio de propagação assume, portanto, caráter não dispersivo. A velocidade de fase da onda é igual à velocidade de grupo (Vide item 2.5.1), e mais facilmente determina a quebra de onda, a depender da amplitude de vibração. Ainda sobre redução da altura da cuba, menor altura requer maior área horizontal e, para grandes volumes, representa um inconveniente em operações off-shore.

O sistema a batéis pode apresentar vantagem, superado problemas de área. O fluxo depende de características de carregamento e descarga, e o tempo de retenção, teoricamente, não difere em grande maneira se comparado ao sistema contínuo, por depender unicamente da vazão e da velocidade de ascensão de gotas de óleo. Isto demonstra quão extensa é esta linha de pesquisa e isto, em parte, justifica a remissão a trabalhos futuros.

Com essa percepção e, sobretudo, diligência em investigar exaustivamente, se cons- truiu um sistema para operar de dois modos, através do mecanismo interno da coluna princi-

Figura 3.13 Sistema vibratório rígido articulado de tratamento contínuo, objeto de rei- vindicação de patente (Proc. BR PI 10 2013 024672 7).

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pal (ETV5) que suporta a cuba, mostrado através da Figura (3.14) e Figura (3.15). Dotou-se a coluna de motorização (ETV14) e transmissão a parafuso de potência, para deslocamento ver- tical do pistão. O mecanismo serve a cuba de fundo móvel para tratamento a batelada (Figura 3.15), expulsando o rejeito impregnado de óleo pela parte superior. O efluente tratado se reco- lhe à média altura da cuba.

Figura 3.14 Vista do interior da coluna do sis- tema vibratório, tomada pela parte inferior, e

detalhes do mecanismo interno de elevação.

Figura 3.15 Vista da coluna do sistema vibracional (Pistão, eixo de transmissão

e anéis de segmento em borracha).

3.2.6 Considerações sobre o adsorvente, definição da unidade volumétrica