Design, construção e aplicação de células ultrassônicas em larvas de mexilhão- dourado
Design, construção e aplicação de células ultrassônicas em larvas de mexilhão-dourado
<lucas.mendes@arapiraca.ufal.br>
A Bioincrustação é a formação indesejada de organismos em superfícies submersas em água, e representa um grande desafio em diversas áreas econômicas. Esta problemática assume particular destaque na indústria hidrelétrica, acarretando custos substanciais e a diminuição da eficiência operacional devido às atividades de manutenção necessárias. No contexto da bioincrustação industrial, destaca-se a espécie exótica de molusco Limnoperna fortunei, popularmente conhecida como mexilhão-dourado. Para a mitigação dessa ameaça, a busca por métodos simultaneamente eficazes e ecologicamente sustentáveis é de suma importância. Neste cenário, propomos a aplicação da tecnologia de ultrassom de potência, por meio da utilização de transdutores de Langevin. O presente estudo objetiva primordialmente a modelagem de uma célula ultrassônica empregando o Método de Elementos Finitos com o uso do software COMSOL Multiphysics®. O propósito subjacente é a caracterização de um dispositivo que, no futuro, será empregado para o estudo de mortalidade em larvas do Mexilhão-Dourado. Foram modeladas duas células ultrassônicas operando nas frequências de 25 kHz e 40 kHz, que posteriormente foram construídas e analisadas. Destaca-se como resultado a comprovação da capacidade de gerar cavitação acústica em ambas as células, um fenômeno intimamente relacionado à eliminação de bioincrustações. Nos testes iniciais das células, a potência de 4W durante 120s de exposição do ultrassom foram suficientes para eliminar 100% das larvas de mexilhão-dourado. Esse avanço tecnológico oferece uma perspectiva sólida e sustentável para o desenvolvimento de sistemas de combate ou prevenção do Limnoperna fortunei.
Biofouling is the unwanted formation of organisms on surfaces submerged in water, and represents a major challenge in several economic areas. This problem assumes particular prominence in the hydroelectric industry, resulting in substantial costs and a decrease in operational efficiency due to the necessary maintenance activities. In the context of industrial biofouling, the exotic species of mollusk Limnoperna fortunei, known as the golden mussel stands out. To mitigate this threat, the search for simultaneously effective and ecologically sustainable methods is of paramount importance. In this scenario, we propose the application of power ultrasound technology, through the use of Langevin transducers. The present study primarily aims at modeling an ultrasonic cell using the Finite Element Method using the COMSOL Multiphysics software. The underlying purpose is the characterization of a device that, in the future, will be used to study mortality in golden mussel larvae. Two ultrasonic cells operating at frequencies of 20 kHz and 40 kHz were modeled, which were later built and analyzed. As a result, the proof of the ability to generate acoustic cavitation in both cells stands out, a phenomenon closely related to the elimination of bioincrustations. In initial cell tests, 4W power during 120s of ultrasound exposure was sufficient to eliminate 100% of golden mussel larvae. This technological advance offers a solid and sustainable perspective for the development of systems to combat or prevent the Limnoperna fortunei.
Dr.ª Leão, Lidiane Maria Omena da Silva.
COMSOL Multiphysics® (Software).
Langevin, Transdutores de.
Mexilhão-dourado.