Modelagem computacional de um secador solar misto para a produção de fertilizante orgânico a partir de lodo de esgoto

Abstract

O lodo doméstico é uma substância rica em nutrientes essenciais, o que o torna potencialmente valioso para uso na agricultura como fertilizante orgânico. Seu reaproveitamento promove práticas mais sustentáveis contribuindo para a redução da dependência de fertilizantes sintéticos. No entanto, devido ao seu alto teor de umidade, o lodo de esgoto requer tratamentos prévios antes de ser aproveitado de forma segura e eficiente. Dentre as alternativas disponíveis, a secagem solar se destaca por ser de simples operação e por causar menor impacto ambiental quando comparada a outros métodos. Diante disso, este trabalho teve como objetivo analisar o processo de secagem solar do lodo por meio da Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD), com ênfase no uso de secadores do tipo misto, que combinam os princípios das tecnologias direta e indireta. Para isso, foi utilizada a plataforma ANSYS Inc.® (versão 2021), estruturando o estudo em três etapas principais: préprocessamento, processamento e pós-processamento. As simulações indicaram que, sob um fluxo de calor de 1000 W/m², a temperatura interna máxima alcançou 362,4 K, com velocidade do ar de 0,45 m/s, evidenciando o elevado potencial do protótipo. Também foram testadas condições com fluxos de calor de 150, 250, 350 e 450 W/m², resultando em temperaturas máximas de 311,4 K, 320,3 K, 329,1 K e 338,8 K, respectivamente. O modelo do secador solar proposto mostrou-se capaz de atender aos critérios de temperatura necessários para a utilização do lodo de esgoto seco como fertilizante orgânico, segundo a resolução nº 498/2020 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA).