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Materiais avançados e inteligentes com sustentabilidade: resíduos sólidos industriais, nanotecnologia, zeólitas, geopolímeros e processamento de minerais industriais - Otimização por simulações computacionais da fluidodinâmica do reator de membrana fotocatalítico utilizado na remoção de oxitetraciclina no tratamento de águas residuais
Autor
Silva, Vinicius Gomes da
Institución
Resumen
Seminário de Iniciação Científica e Tecnológica.
Universidade Federal de Santa Catarina.
Centro Tecnológico. A pesquisa em questão foi desenvolvida em cima do reator de membrana fotocatalítico utilizado no artigo de VILAR (2020) sobre a degradação da oxitetraciclina de águas residuais utilizando luz UVC e peróxido de hidrogênio, com um catalisador de dióxido de titânio na membrana. A oxitetraciclina é um antibiótico de amplo espectro bastante utilizado na medicina e mais ainda na medicina veterinária, pois é eficiente contra uma gama enorme de patógenos. A parte do medicamento não metabolizada acaba saindo nas fezes e na urina dos seres humanos ou dos animais que a utilizam, fazendo com que esse medicamento vá parar em águas superficiais, visto que os tratamentos convencionais de água não conseguem degradar essa substância. O foco da pesquisa foi aprimorar a fluidodinâmica do reator de membrana por meio de simulações computacionais efetuadas no software COMSOL Multiphysics®. Nas etapas iniciais, buscou-se construir o reator dentro do software para posteriormente computar a simulação da fluidodinâmica. Foi-se avaliado que a fluidodinâmica se desenvolvia em regime laminar dentro do anel entre a membrana e o tubo de quartzo externo, parte denominada ‘gap’. A partir disso, utilizamos o módulo ‘Laminar Flow’ para efetuar as devidas simulações, primeiramente em estado estacionário, alterando um parâmetro por vez, para entender a influência de cada alteração de cada parâmetro. Após isso, na segunda etapa do projeto, foi utilizado o módulo ‘Transport of Diluted Species’ para realizar simulações computacionais em regime transiente e avaliar como o pulso de um traçador percorre o reator, a concentração desse traçador ao longo do reator e também o tempo de residência, para podermos avaliar quais modelos de otimização se mostraram mais eficientes.