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http://tede.bc.uepb.edu.br/jspui/handle/tede/5096
Tipo do documento: | Dissertação |
Título: | O uso de dióxido de titânio como material fototérmico em sistemas de dessalinização solar |
Autor: | Alves, Luzirene Teotonio |
Primeiro orientador: | Medeiros, Keila Machado de |
Segundo orientador: | Lima, Carlos Antônio Pereira de |
Primeiro coorientador: | Medeiros, Keila Machado de |
Segundo coorientador: | Lima, Carlos Antônio Pereira de |
Primeiro membro da banca: | Oliveira, Rui de |
Segundo membro da banca: | Nascimento, Imarally Vitor de Souza Ribeiro |
Terceiro membro da banca: | Miranda, Auristela Carla de |
Resumo: | A dessalinização por energia solar é uma alternativa que consiste em separar os sais da água salgada ou salobra, utilizando a evaporação, assim como ocorre no ciclo hidrológico natural. Para aperfeiçoar o desempenho do dessalinizador, os estudos direcionados aos materiais fototérmicos foram explorados com a finalidade de potencializar os processos de transferência de calor. Dentre os diversos materiais fototérmicos, o presente estudo, visa adicionar o dióxido de titânio (TiO2) em um sistema de dessalinização solar com o intuito de maximizar a produção de água tratada. Três dessalinizadores do tipo pirâmide foram utilizados, operando simultaneamente, de forma contínua, a bandeja de dois dos dessalinizadores foram revestidos com uma tinta fototérmica, adicionando um percentual de 2,5% e 5% de TiO2, e o terceiro foi revestido apenas com a tinta, para fins comparativos. Água salobra foi coletada no Sítio Comprido- Queimadas- PB. Os indicadores físico-químicos das águas foram analisados antes e após o processo de dessalinização solar. O TiO2 foi caracterizado por fluorescência de raios-X (FRX), difração de raios-X (DRX), espectroscopia do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), distribuição granulométrica, área superficial, volume e diâmetro médio dos poros, microscopia eletrônica de varredura (MEV), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e termogravimetria (TG) assim como, as tintas fototérmicas, sem e com o TiO2 foram caracterizadas por FTIR. Além disso, durante os experimentos, foram monitorados alguns parâmetros: temperatura ambiente, radiação solar, velocidade do vento, umidade relativa do ar, temperatura do vidro interno e temperatura da bandeja, assim como a produção da água dessalinizada. Conclui-se que o dessalinizador que continha a bandeja revestida com o percentual de 5% de TiO2 obteve uma maior produção de água dessalinizada em relação aos demais dessalinizadores. Ao que se refere a qualidade da água, após o processo de dessalinização, atenderam os padrões estabelecidos pela Portaria GM/MS nº 888. Portanto, a introdução do TiO2 na tinta fototérmica presente na bandeja dos dessalinizadores, resultou na sinergia das propriedades destes materiais, confirmando que o TiO2 possui características adequadas para atuar como material fototérmico na dessalinização via energia solar. |
Abstract: | Solar desalination is an alternative that consists of separating salts from salty or brackish water using evaporation, as occurs in the natural hydrological cycle. To improve the performance of the desalination plant, studies focused on photothermal materials were explored in order to enhance the heat transfer processes. Among the various photothermal materials, the present study aims to add titanium dioxide (TiO2) to a solar desalination system in order to maximize the production of treated water. Three pyramid-type desalination plants were used, operating simultaneously and continuously. The trays of two of the desalination plants were coated with a photothermal paint, adding a percentage of 2.5% and 5% of TiO2, and the third was coated only with the paint, for comparative purposes. Brackish water was collected at Sítio Comprido- Queimadas-PB. The physicochemical indicators of the water were analyzed before and after the solar desalination process. TiO2 was characterized by X-ray fluorescence (XRF), X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), particle size distribution, surface area, pore volume and mean pore diameter, scanning electron microscopy (SEM), differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetry (TG). The photothermal paints, with and without TiO2, were characterized by FTIR. In addition, during the experiments, some parameters were monitored: room temperature, solar radiation, wind speed, relative humidity, internal glass temperature and tray temperature, as well as the production of desalinated water. It was concluded that the desalinator that contained the tray coated with 5% TiO2 obtained a higher production of desalinated water compared to the other desalinators. Regarding the quality of the water, after the desalination process, it met the standards established by Ordinance GM/MS nº 888. Therefore, the introduction of TiO2 in the photothermal paint present in the desalination tray resulted in the synergy of the properties of these materials, confirming that TiO2 has adequate characteristics to act as a photothermal material in desalination via solar energy. |
Palavras-chave: | Energia solar Água dessalinizada Material fototérmico Dióxido de titânio |
Área(s) do CNPq: | ENGENHARIA SANITARIA::TRATAMENTO DE AGUAS DE ABASTECIMENTO E RESIDUARIAS |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Estadual da Paraíba |
Sigla da instituição: | UEPB |
Departamento: | Pró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa - PRPGP |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental - PPGCTA |
Citação: | ALVES, Luzirene Teotônio. O uso de dióxido de titânio como material fototérmico em sistemas de dessalinização solar. 2024. 96 p. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental - PPGCTA) - Universidade Estadual da Paraíba, Campina Grande, 2024. |
Tipo de acesso: | Acesso Embargado |
URI: | http://tede.bc.uepb.edu.br/jspui/handle/tede/5096 |
Data de defesa: | 16-Ago-2024 |
Aparece nas coleções: | PPGCTA - Dissertações |
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