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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39232| Título: | Desenvolvimento de um filtro de água com estrutura giróide à base de zeólitas produzido por manufatura aditiva |
| Título(s) alternativo(s): | Development of a water filter with zeolite-based gyroid structure zeolites produced by additive manufacturing |
| Autor(es): | Rocha, Sergio Lucas Santos |
| Orientador(es): | Berti, Lucas Freitas |
| Palavras-chave: | Manufatura aditiva Zeolitos Água - Purificação Material cerâmico - Tratamento térmico Materiais porosos Amônia Additive manufacturing Zeolites Water - Purification Ceramic materials - Heat treatment Porous materials Ammonia |
| Data do documento: | 7-Out-2025 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | ROCHA, Sergio Lucas Santos. Desenvolvimento de um filtro de água com estrutura giróide à base de zeólitas produzido por manufatura aditiva. 2026. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2025. |
| Resumo: | Este estudo aborda o tratamento de água frente aos desafios ambientais atuais, com foco na remoção de amônia, um contaminante de interesse crescente. A zeólita, material microporoso amplamente estudado destaca-se por suas propriedades adsorventes e sua aplicabilidade em processos de purificação. Filtros impressos porosos têm despertado atenção científica e tecnológica devido à possibilidade de trajetórias de escoamento controladas e geometria customizável. A manufatura aditiva, especialmente por extrusão de material cerâmico, viabiliza a produção desses filtros com alta complexidade geométrica, favorecendo soluções inovadoras para o setor. Este trabalho visa conceber e desenvolver um filtro de água com estrutura giróide, impresso com um composto cerâmico à base de zeólita, voltado à remoção de amônia da água. As caracterizações físicas e químicas como difração de raios X (realizada na zeólita e nas amostras sinterizadas a diferentes temperaturas), picnometria, granulometria, análise elemental e microscopia eletrônica de varredura permitiram compreender as propriedades do material utilizado. Este estudo contribui para a literatura ao explorar uma abordagem inovadora na purificação de água, integrando manufatura aditiva e materiais porosos, com destaque para a comparação entre filtros granulados e impressos quanto à retenção de amônia. Assim, embora tenham apresentado eficiência média de 7,00% em comparação aos 57,76% dos sistemas granulados, os filtros impressos sinterizados a 700°C atingiram eficiência máxima de 33,38%, indicando que os filtros cerâmicos impressos representam uma abordagem promissora e em evolução para sistemas de purificação, com potencial para controlar fluxos preferenciais e aprimorar a eficiência de filtração. |
| Abstract: | This study addresses water treatment in light of current environmental challenges, focusing on the removal of ammonia, a contaminant of growing interest. Zeolite, a widely studied microporous material, stands out for its adsorbent properties and its applicability in purification processes. Porous printed filters are attracting scientific and technological attention due to the possibility of controlled flow paths and customizable geometry. Additive manufacturing, especially through ceramic extrusion, enables the production of these filters with high common complexity, strengthening innovative solutions for the sector. This work aims to design and develop a water filter with a gyroid structure, printed with a zeolite-based ceramic compound, aimed at removing ammonia from water. Physical and chemical characterizations, such as X-ray diffraction (performed on the zeolite and samples sintered at different temperatures), pycnometry, particle size distribution, elemental analysis, and scanning electron microscopy, allowed us to understand the properties of the material used. This study contributes to the literature by exploring an innovative approach to water purification, integrating additive manufacturing and porous materials, highlighting the comparison between granular and printed filters regarding ammonia retention. Thus, having presented an average efficiency of 7.00% compared to 57.76% for granular systems, printed filters sintered at 700°C achieved a maximum efficiency of 33.38%. Although printed ceramic filters represent a promising and evolving approach for purification systems, with the potential to control preferential flows and improve filtration efficiency. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39232 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais |
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