Banca de QUALIFICAÇÃO: YASSER ITAMAR ZEVALLOS GONZALES

Uma banca de QUALIFICAÇÃO de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: YASSER ITAMAR ZEVALLOS GONZALES
DATA: 07/03/2025
HORA: 11:00
LOCAL: Remoto
TÍTULO: Otimização da geometria dos co-espaçadores na câmara de alimentação de membranas de dessalinização de película fina
PALAVRAS-CHAVES: Co-espaçadores, otimização, membranas de dessalinização TFC, análise de sensibilidade global, Box-Behnken, análise FEA, simulação CFD
PÁGINAS: 67
GRANDE ÁREA: Ciências Exatas e da Terra
ÁREA: Física
SUBÁREA: Áreas Clássicas de Fenomenologia e suas Aplicações
ESPECIALIDADE: Dinâmica dos Fluídos
RESUMO:

O que aconteceria se pudéssemos resolver dois dos principais desafios que limitam a eficiência e a durabilidade dos sistemas de osmose reversa de película fina (TFC)? Esses sistemas enfrentam problemas críticos, como a distribuição não homogênea do fluxo na câmara de alimentação, que provoca zonas de estagnação e formação de incrustações, e a fadiga mecânica na camada ativa da membrana, causada por gradientes de pressão não controlados. Para abordar esses desafios, este estudo propõe o design e a otimização de um co-espaçador, uma estrutura avançada que regula a hidrodinâmica do fluido, garantindo uma distribuição homogênea do fluxo e reduzindo o acúmulo de depósitos na superfície da membrana. Neste contexto, foi realizada uma análise de sensibilidade global com o objetivo de identificar os parâmetros-chave do co-espaçador: diâmetro do orifício (𝐷𝑜𝑒), espessura estrutural (𝐸) e taxa de perfuração (𝑃𝑝). Utilizando um design experimental Box-Behnken, o modelo matemático foi validado e as configurações geométricas foram otimizadas. Além disso, foram empregadas simulações computacionais de análise por elementos finitos (FEA) e de dinâmica de fluidos (CFD) para avaliar o desempenho do design em termos de velocidade do fluxo, distribuição de pressão e eficiência hidráulica. Os resultados demonstraram que o co-espaçador otimizado reduziu significativamente a queda de pressão, eliminou as zonas de estagnação e minimizou o ensuciamento (fouling) da membrana. A velocidade do fluxo aumentou até 3.064 m/s, melhorando a transferência de massa e reduzindo a polarização de concentração. Estruturalmente, o co-espaçador suportou pressões de até 80 bar com uma deformação unitária inferior a 0.02 mm/mm, garantindo sua estabilidade mecânica em condições operacionais exigentes. O co-espaçador otimizado representa uma inovação técnica que melhora a eficiência dos sistemas de osmose inversa, fornecendo uma solução viável e sustentável para a dessalinização da água, ao mesmo tempo em que reduz os custos operacionais e o consumo de energia.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 1269128 - ANTONIO BRUNO DE VASCONCELOS LEITAO
Interno - 1055130 - FRANCISCO RAFAEL CAMPOS DE MACEDO
Externo à Instituição - 024.***.***-17 - FABRÍCIO MORAIS DE VASCONCELOS - IFPI
Externo à Instituição - PAP487911 - SANTIAGO MEDINA CARRASCO - US