Banca de DEFESA: YASSER ITAMAR ZEVALLOS GONZALES

Uma banca de DEFESA de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: YASSER ITAMAR ZEVALLOS GONZALES
DATA: 21/03/2025
HORA: 11:00
LOCAL: Banca Remota
TÍTULO: Otimização da geometria dos co-espaçadores na câmara de alimentação de membranas de dessalinização de película fina
PALAVRAS-CHAVES: Otimização; membranas de dessalinização TFC; análise de sensibilidade global; Box-Behnken; análise FEA; simulação CFD
PÁGINAS: 95
GRANDE ÁREA: Ciências Exatas e da Terra
ÁREA: Física
SUBÁREA: Áreas Clássicas de Fenomenologia e suas Aplicações
ESPECIALIDADE: Dinâmica dos Fluídos
RESUMO:

Vamos imaginar que é possível resolver dois dos principais desafios que afetam as membranas nos sistemas de osmose inversa de filme fino (TFC, do inglês Thin Film Composite): a distribuição desigual do fluxo e o desgaste mecânico da camada ativa. Qual seria o impacto dessa melhoria? Seria possível aumentar significativamente a eficiência energética e prolongar a vida útil desses sistemas? Para abordar essas questões, o presente estudo propõe o desenvolvimento e otimização de uma estrutura inovadora que integra de forma sinérgica as geometrias de defletores, coletores e espaçadores, formando uma nova configuração avançada capaz de garantir uma distribuição homogênea do fluxo e reduzir o acúmulo de depósitos na superfície da membrana. Para avaliar seu desempenho, foi realizada uma análise de sensibilidade global com o objetivo de identificar os parâmetros geométricos e as variáveis hidrodinâmicas mais influentes para essa nova configuração. Por meio de um modelo matemático e simulações numéricas, o comportamento do fluido foi simulado. Além disso, foi utilizado um projeto experimental Box-Behnken para otimizar os parâmetros, com o objetivo de maximizar a velocidade do fluxo e minimizar a queda de pressão. Finalmente, a configuração otimizada foi validada por meio de simulações avançadas que combinam tanto a análise estrutural por elementos finitos (FEA, na sigla em inglês) quanto a dinâmica dos fluidos computacional (CFD, na sigla em inglês), garantindo sua estabilidade e desempenho sob condições operacionais reais. Os resultados obtidos são altamente promissores. A nova estrutura conseguiu uma redução significativa na queda de pressão, eliminou as zonas de estagnação do fluido e minimizou o incrustamento (fouling) da membrana. Além disso, foi observado um aumento significativo de até três vezes na velocidade inicial do fluxo, o que melhorou substancialmente a transferência de massa e reduziu a polarização de concentração. Em termos de resistência mecânica, a estrutura demonstrou alta capacidade para suportar pressões de até 80 bar, com uma deformação mínima inferior a 0,02 mm/mm. Em síntese, a configuração otimizada não apenas melhora a eficiência dos sistemas de osmose inversa, mas também representa uma solução sustentável para a dessalinização da água, prolongando a vida útil dos sistemas de membranas e reduzindo significativamente os custos operacionais e o consumo de energia. Dessa forma, consolida-se como uma alternativa inovadora e viável para o futuro dessa tecnologia.

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