Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Pró-Reitoria de Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Marise Leite (marise_mg@yahoo.com.br) on 2016-04-20T15:20:17Z
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Previous issue date: 2016 / A escassez de água potável nos mais diversos países tem se mostrado um problema cada vez mais relevante. Estima-se que, atualmente, aproximadamente 748 milhões de pessoas no planeta não têm acesso à fontes de água potável. Sob esse aspecto, a dessalinização de água do mar tem se mostrado uma alternativa promissora, não apenas por 97% da água do planeta estar concentrada nos oceanos e mares mas também pelo fato do percentual de água obtido desta maneira ainda ser muito pequeno. Em especial,
o processo de dessalinização da água através de nanoporos tem recebido grandes esforços científicos e tecnológicos. Apesar dos resultados animadores, um dos problemas encontrados é que o processo de dessalinização de água é tipicamente macro. Mesmo com o poder computacional disponível atualmente, é impossível simular este problema em escala-macro. Daí a importância de se procurar modelos mais simples
e computacionalmente mais baratos. Nesse sentido, uma alternativa eficaz para a simulação computacional de fluidos complexos é a utilização dos potenciais efetivos do tipo caroço atenuado (core-softened potentials). Estes potenciais tem sido utilizados para investigar fluidos anômalos dando bons resultados na descrição de propriedades dinâmicas, termodinâmicas e estruturais desses fluidos. Devido à sua simplicidade, as simulações se tornam mais rápidas e tratamentos matemáticos se tornam possíveis.
Baseado nesses potenciais, este trabalho propõe um modelo para a separação soluto solvente a partir de osmose reversa. O comportamento das partículas filtradas de solvente e as propriedades, tais como rejeição de soluto e fluxo volumétrico de solvente, foram comparadas com resultados prévios apresentados na literatura para modelos moleculares clássicos. O objetivo deste trabalho é o de dar os primeiros passos para o desenvolvimento de um modelo coarse-grained de dessalinização de água, onde a abordagem
de problemas em escalas maiores, tanto em tempo quanto em tamanho, possam ser viáveis computacionalmente. ______________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Currently, the shortage of potable water in several countries has been an increasingly relevant problem. It is estimated that nowadays approximately 748 million people around the globe no longer have access to drinking water sources. Seawater desalination has proven to be a promising alternative, not only because 97% of water on the planet is located in the oceans and seas, but also because the percentage of water obtained in this way is still very small. Especially water desalination through nanopores has received great scientific and technological efforts. Despite encouraging results, the water desalination problem is typically macro. Considering the modern computational power available, it is literally impossible to study this problem using an all-atoms approach in a macro size scale. In this sense, it is important to seek for cheaper, alternative procedures to attack this problem. An alternative to computationally model water-like fluids in an effective manner relies on core-softened potentials. Such potentials have been used to investigate anomalous fluids giving good results in the description of dynamic, thermodynamic and structural properties of these fluids. Due to their simplicity, computational simulations become faster and mathematical treatments are possible. This work propose an effective model for solute separation from fluids through reverse osmosis based on core-softened potentials. The behavior of solvent particles filtered and properties such as solute rejection and solvent volumetric flow rate were compared with previous results reported in the literature for classical molecular models. The purpose of this work is to pave the first steps towards coarse-grained models for water desalination processes which addressing problems at larger scales, both in time and in size, can be computationally feasible.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:123456789/6427 |
| Date | January 2016 |
| Creators | Vasconcelos, Cláudia Karina Barbosa de |
| Contributors | Barbosa, Márcia Cristina Bernardes, Barboza, Ana Paula Moreira, Chacham, Hélio, Matos, Matheus Josué de Souza, Oliveira, Alan Barros de |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFOP, instname:Universidade Federal de Ouro Preto, instacron:UFOP |
| Rights | Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo autor, 19/04/2016, com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0, que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que seja citado o autor e licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação desta., info:eu-repo/semantics/openAccess |
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