CÂMARA PARA ANÁLISE NÃO INTRUSIVA DE DEPOSIÇÃO DE MATERIAL EM SUPERFÍCIE POROSA DE MEMBRANAS SEMIPERMEÁVEIS UTILIZADAS EM PROCESSOS DE SEPARAÇÃO

INTRODUÇÃO

A extração de metais de soluções aquosas é crucial para a purificação e dessalinização da água. A indústria de petróleo e gás, por exemplo, gera grandes volumes de água de produção salobra, rica em íons metálicos, que não atendem às normas ambientais. Este resíduo pode ser um poluente ou uma fonte economicamente viável de metais alcalinos, preciosos, radioativos e de terras raras. No entanto, a baixa concentração de íons (como Li, K e Mg) nas salmouras e os altos custos dos métodos tradicionais de separação tornam a extração um desafio tecnológico. Sistemas de separação eficientes devem ser de baixo custo, consumir pouca energia, e ser móveis e robustos para instalação próxima aos locais de extração de óleo e gás. A nanofiltração com membranas surge como uma solução promissora para remover sais e metais de efluentes industriais. A eficiência e a durabilidade das membranas influenciam significativamente o custo da extração, incentivando constantes melhorias para aumentar seletividade, além de reduzir os custos de fabricação.

DIFERENCIAL

A inovação apresentada propõe um novo design de célula para testes de membranas porosas (Figura 1), permitindo a inspeção e monitoramento não intrusivo da deposição de materiais biológicos, metálicos ou salinos na superfície da membrana (a) durante a operação. Este design permite o uso de medições a laser da superfície da membrana, onde a luz laser refletida é registrada em um sensor CCD/CMOS (b), criando uma assinatura de intensidade ao longo do tempo. A distribuição da intensidade da luz refletida é ajustada por uma função gaussiana 2D com três pontos, permitindo a extração de informações sobre a altura do pico (intensidade em contagens), disparidade (deslocamento do centroide do pico) e área da base. Em condições normais, o sinal refletido permanece constante. No entanto, a deposição de materiais na membrana altera significativamente este sinal. A reflexividade, calculada pela razão entre a energia refletida e a incidente, pode ser modificada pela presença de depósitos, alterando a distribuição de intensidade 2D recebida pelo sensor. Além de depósitos homogêneos, é possível identificar filmes de bolhas ou óleo temporariamente presos na superfície da membrana.

O público alvo desta tecnologia inclui indústrias e profissionais que podem se beneficiar do monitoramento avançado de processos de separação baseado em membranas, como indústrias e profissionais de processamento químico e eletroquímico, empresas de energia e sustentabilidade, fornecedores de equipamentos e tecnologias industriais.

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