Amostragem de sedimento aquático em suspensão por fracionamento e fluxo contínuo

Abstract

Os métodos tradicionais de amostragem de água nem sempre produzem quantidades suficientes de material particulado em suspensão para a realização de análises físicas, químicas e biológicas. Para atender a esta demanda foi desenvolvido um novo tipo de rotor de centrífuga de baixo custo com capacidade de classificar por faixas granulométricas e separar o material particulado em suspensão com diâmetros acima de 1 micrômetro utilizando força centrífuga inferior a 300 vezes a força da gravidade. O protótipo construído com R$5.500,00 apresentou um gasto energético de 0,5kWh para recuperar um grama de matéria seca em 30L de amostra com 50mg.L-1 de material particulado em suspensão em uma hora. Em um teste de campo foi recuperado 7.380mg de material particulado em suspensão em 150L de água com eficiência efetiva da centrífuga na retenção de massa igual a 71,3%. Em 15 testes realizados em laboratório medindo-se as massas encontrou-se eficiência efetiva média de 68,4% com 95% de confiança da média se encontrar no intervalo de 64,5% a 72,4%. Para os 81 testes realizados em laboratório medindo-se a turbidez na entrada e na saída da centrífuga a eficiência média foi de 79,6% com 95% de confiança da média se encontrar no intervalo de 75,7% a 83,5%. O rotor de tubo helicoidal apresentou eficiência de 80% na retenção de sólidos em suspensão e apresentou características operacionais que possibilitam o seu uso como sistema de pré-tratamento de água. O rotor de tubos axiais atendeu como amostrador de material particulado em suspensão, separando este material por faixas granulométricas.

ABSTRACT - The traditional methods of water sampling not always produce sufficient quantity of suspended particulate matter to perform physical, chemical and biological analysis. To supply that demand we have developed a new type of low cost centrifuge rotor with ability to sort by particle sizes and separate the suspended particulate matter with diameters greater than 1 micrometer using centrifugal force less than 300 times the force of gravity. The prototype was built with R$5,500.00 and had an energy expenditure of 0.5kWh to recover one gram of dry matter in 30L of sample with 50mg.L-1 of suspended particulate matter in one hour. In a field test was recovered 7,380mg of suspended particulate matter in 150L of water with efficiency in retaining the mass equal to 71.3%. In 15 laboratory tests by measuring the masses was found average efficiency of 68.4% with 95% confidence of the average is in the range of 64.5% to 72.4%. For 81 tests performed in the laboratory by measuring the turbidity at the inlet and outlet the centrifuge average efficiency was 79.6% with 95% confidence of the average is in the range of 75.7% to 83.5%.The rotor of helical tube showed 80% efficiency in the retention of suspended solids and had operating characteristics that enable its use as the pretreatment system of water. The rotor of axial tubes attended as sampler of suspended particulate matter, separating this material by particle sizes.