Estudos Numéricos de Escoamento Multifásico Reativo em Sistema de Purificação de LAr para o LBNF-DUNE

• Processo: 25/06800-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2027
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Operações Industriais e Equipamentos para Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Dirceu Noriler
• Beneficiário: Pedro Bianchi Neto
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 24/07128-7 - Instrumentação avançada para grandes colaborações em Física de Altas Energias: Purificação de LAr e Fotodetecção para o LBNF-DUNE, AP.ESP
• Assunto(s): Adsorção Modelos matemáticos Simulação de processos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: adsorption | cryogenic | Dune | Liquid Argon (LAr) | Mathematical Modeling | Simulação de Processos

Resumo

Os neutrinos continuam sendo um dos maiores mistérios da física de partículas. Apesar de estarem entre as partículas mais abundantes do universo, suas propriedades ainda são pouco compreendidas. Para desvendar alguns de seus segredos, um importante projeto multidisciplinar de escopo internacional - o Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) - está atualmente em desenvolvimento. Esta iniciativa é patrocinada pelo Fermilab, parte do Departamento de Energia dos EUA, e envolve a colaboração de vários países, incluindo o Brasil. O projeto DUNE apresenta desafios científicos e tecnológicos significativos, ao mesmo tempo em que oferece oportunidades de pesquisa de alto impacto. Um dos principais desafios reside no manuseio criogênico do argônio líquido (LAr), que exige avanços em seus processos de produção, purificação e regeneração. Estudos anteriores propuseram purificadores inovadores de oxigênio (O2) e nitrogênio (N2), que agora requerem projetos robustos em escala para potencial implementação no DUNE. Esta proposta visa investigar o escoamento multifásico reativo em purificadores de argônio líquido e analisar o comportamento do fluxo dentro do fotodetector usando modelagem matemática e simulação numérica. Ao final do projeto, o objetivo é estabelecer um sistema abrangente e em larga escala de purificação e regeneração de LAr, adaptado às necessidades do DUNE. Este sistema definirá parâmetros-chave como o número de filtros, ciclos de filtração, tempo de processamento e protocolos de regeneração para o meio filtrante. (AU)