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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.18.2022.tde-12012023-161511
Documento
Autor
Nome completo
Isabela Moreira Bessa
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2022
Orientador
Banca examinadora
Paz, Lyda Patricia Sabogal (Presidente)
Medeiros, Raphael Corrêa
Michelan, Denise Conceição de Gois Santos
Título em português
Avaliação de reator de LEDs UVA conjugado com tecido revestido com prata para a desinfecção de água de consumo
Palavras-chave em português
desinfecção de água
LEDs UVA
LEDs UVC
radiação ultravioleta
tecidos revestidos com prata
Resumo em português
A Portaria nº 888 do Ministério da Saúde (BRASIL, 2021) determina que toda água destinada ao abastecimento humano precisa ser desinfetada. Métodos químicos de desinfecção podem gerar subprodutos potencialmente cancerígenos e os métodos físicos, como a desinfecção por lâmpadas de mercúrio UV, possuem custo relativamente alto, o que pode inviabilizar esta técnica em regiões de baixo poder aquisitivo. Novas alternativas de desinfecção podem melhorar a qualidade da água em domicílios e em regiões descentralizadas. Diante disso, esta pesquisa buscou avaliar, em termos de inativação de Escherichia coli, o desempenho de um reator de LEDs UVA na desinfecção com uso combinado de tecidos revestidos com prata. Também foi avaliada a eficiência de desinfecção do tecido de prata como único tratamento. Os resultados demonstraram que o reator de LEDs UVA atingiu o valor máximo de 1,1 log de redução de E. coli, para o maior tempo de contato testado (120 min). O uso combinado do reator com o tecido de prata não indicou sinergia na desinfecção. Os resultados indicaram que o tecido de prata sozinho foi eficiente para a desinfecção da água de estudo com concentração inicial de E. coli de 106UFC/100mL para o tempo de contato de 15 min e volume de amostra de 250 mL.
Por fim, foi proposto um sistema de desinfecção com LEDs UVC, com a utilização de LEDs que emitem radiação ultravioleta no comprimento de onda de 275 a 285nm e realizada a análise econômica Payback do sistema. O retorno do investimento estimado foi de 16 anos, se comparado com o custo por abastecimento por caminhões pipa. O trabalho foi financiado pelo projeto de pesquisa temático internacional intitulado "Low cost technogies for drinking water in Brazilian rural communities- household slow sand filters combined with ultraviolet LED disinfection" outorgado pela The Royal Society (Grant Ref: ICA/R1/201373).
Título em inglês
Evaluation of UVA LED Reactor combined with silver coated fabric for the disinfection of drinking water
Palavras-chave em inglês
silver coated fabrics
ultraviolet radiation
UVA LEDs
UVC LEDs
water disinfection
Resumo em inglês
The Brazilian potability law determines that all water intended for human consumption must be disinfected. Chemical disinfection methods can generate potentially carcinogenic byproducts and the physical method of disinfection by UV mercury lamps has a relatively high cost, which may make this method unfeasible in regions of low income. New disinfection alternatives can improve water quality in households and in decentralized regions. Therefore, this research sought to evaluate, in terms of Escherichia coli inactivation, the performance of a disinfection system with a UVA LED reactor as the only disinfection mechanism and with the combined use of silver coated fabrics. The disinfection efficiency of silver fabric as a unique mechanism was also evaluated. The results showed that the UVA LED reactor achieved only 1.1 log reduction, for the longest contact time tested (120 minutes). The combined use of the reactor with the silver fabric did not indicate synergy in disinfection. The results indicated that silver fabric alone is efficient for disinfection of test water with E. coli inoculated at 106CFU/100mL, with a contact time of 15 minutes and a volume of 250mL.
Finally, a disinfection system with UVC LEDs was proposed, with the use of LEDs that emit ultraviolet radiation in the wavelength of 275 to 285nm and the Payback economic analysis of the system was performed. The estimated return on investment was 16 years, if compared to the supply by water trucks. The work was supported by the international thematic research project entitled "Low-cost technologies for drinking water in Brazilian rural communitieshousehold slow sand filters combined with ultraviolet LED disinfection", which has resources from The Royal Society (Grant Ref: ICA/R1/201373).
 
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Data de Publicação
2023-01-13
 
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