Dessalinização solar com concentrador parabólico: desempenho, eficiência exergética e influência dos materiais da bandeja de evaporação
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
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Universidade Estadual da Paraíba
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Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental - PPGCTA
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Pró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa - PRPGP
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Resumo: | The scarcity of potable water is an increasing challenge, particularly in arid and semi-arid regions. Solar desalination emerges as a sustainable alternative to convert saline water into a resource suitable for human consumption. In this study, four prototypes of double-slope solar stills were constructed, varying the basin material: insulated aluminum, fiber cement, red ceramic, and glass, the latter coupled to cylindrical-parabolic reflectors. Measurements included water temperature, inner and outer glass temperature, basin temperature, ambient temperature, solar radiation, wind speed, and water production, in addition to physicochemical analyses to assess potability. The results showed that fiber cement basins exhibited superior performance, retaining water heat more effectively and enhancing both the evaporation rate and distillate yield. For a 1.0 cm water depth, the system achieved a production of 2,781.25 mL·m⁻², a water temperature of 67 °C, and a maximum solar radiation of 1,122 W·m⁻². A good agreement was observed between theoretical models and experimental data. The average exergy efficiency of the fiber cement still was 7.3% for a 1.0 cm water depth. The desalinated water showed a reduction in all physicochemical parameters, meeting potable water standards. It is concluded that the prototypes, particularly the fiber cement model, represent viable alternatives for the semi-arid region of Paraíba. |
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2026-02-20T13:52:13Z2026-02-25T12:27:05Z2999-12-312025-08-29BRITO, Yohanna Jamilla Vilar de. Dessalinização solar com concentrador parabólico: desempenho, eficiência exergética e influência dos materiais da bandeja de evaporação. 2025. 147 p. Tese (Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental - PPGCTA) - Universidade Estadual da Paraíba, Campina Grande, 2025.https://repositorio.uepb.edu.br/handle/123456789/7215124004014005P9The scarcity of potable water is an increasing challenge, particularly in arid and semi-arid regions. Solar desalination emerges as a sustainable alternative to convert saline water into a resource suitable for human consumption. In this study, four prototypes of double-slope solar stills were constructed, varying the basin material: insulated aluminum, fiber cement, red ceramic, and glass, the latter coupled to cylindrical-parabolic reflectors. Measurements included water temperature, inner and outer glass temperature, basin temperature, ambient temperature, solar radiation, wind speed, and water production, in addition to physicochemical analyses to assess potability. The results showed that fiber cement basins exhibited superior performance, retaining water heat more effectively and enhancing both the evaporation rate and distillate yield. For a 1.0 cm water depth, the system achieved a production of 2,781.25 mL·m⁻², a water temperature of 67 °C, and a maximum solar radiation of 1,122 W·m⁻². A good agreement was observed between theoretical models and experimental data. The average exergy efficiency of the fiber cement still was 7.3% for a 1.0 cm water depth. The desalinated water showed a reduction in all physicochemical parameters, meeting potable water standards. It is concluded that the prototypes, particularly the fiber cement model, represent viable alternatives for the semi-arid region of Paraíba.A escassez de água potável é um desafio crescente, especialmente em regiões áridas e semiáridas. A dessalinização solar surge como alternativa sustentável para transformar água salgada em recurso para consumo humano. No estudo, foram construídos quatro protótipos de dessalinizadores solares de dupla inclinação, variando o material da bandeja: alumínio (isolado), fibrocimento, cerâmica vermelha e vidro, estes últimos acoplados a parábolas cilíndrico-parabólicas. Foram medidas temperaturas da água, vidro interno/externo, bandeja, ambiente, radiação solar, vento e produção de água, além de análises físico-químicas para verificar potabilidade. Os resultados mostraram que bandejas de fibrocimento tiveram melhor desempenho, conservando o calor da água e aumentando a taxa de evaporação e volume destilado. Para lâmina de 1,0 cm, obteve-se produção de 2.781,25 mL.m-2, temperatura da água de 67 °C e radiação solar máxima de 1.122 W•m-2. Houve boa concordância entre modelos teóricos e dados experimentais. A eficiência exergética média do dessalinizador de fibrocimento foi 7,3% para lâmina de 1,0 cm. A água dessalinizada apresentou redução em todos os parâmetros físico-químicos, atendendo aos padrões de potabilidade. Conclui-se que os protótipos, especialmente o de fibrocimento, são alternativas viáveis para o semiárido paraibano.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESapplication/pdfUniversidade Estadual da ParaíbaPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental - PPGCTAUEPBBRPró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa - PRPGPPró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa - PRPGPENGENHARIASEficiência exergéticaTransferência de calorConcentrador ParabólicoDessalinização solar com concentrador parabólico: desempenho, eficiência exergética e influência dos materiais da bandeja de evaporaçãoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisMedeiros, Keila Machado dehttp://lattes.cnpq.br/0536073936814089Vieira, Fernando FernandesSouza, Nilmar deDamm, Djoille DennerCavalcante, Geralda GilvaniaLima, Carlos Antônio Pereira dehttp://lattes.cnpq.br/9217400486831036https://orcid.org/0000-0002-8921-3576http://lattes.cnpq.br/6568388740643956Brito, Yohanna Jamilla Vilar deinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Estadual da Paraíba (UEPB)instname:Universidade Estadual da Paraíba (UEPB)instacron:UEPBLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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