Há décadas a demanda de recursos hídricos tem aumentado devido à expansão populacional e industrial. juntamente com essa demanda, ocorreu o aumento de contaminantes em águas superficiais e subterrâneas. dentre esses poluentes, aqueles encontrados em baixas concentrações, e, portanto, emergentes, vêm ganhando foco nas últimas décadas. isso ocorre por que não existe uma legislação referente à toxicidade desses compostos e a eficiência de remoção por tratamentos convencionais é baixa. o ácido salicílico é um poluente emergente em ascensão, uma vez que é aplicado em produtos de cuidados pessoais e é um metabólito da aspirina. desta forma, tratamentos alternativos vêm ganhando força no combate aos poluentes emergentes, a exemplo da fotocatálise heterogênea com catalisador imobilizado. dentro desse contexto, esse trabalho realiza um estudo do processo fotocatalítico com catalisador imobilizado assistido por cfd e experimentação a fim de melhorar a eficiência dos reatores fotocatalíticos na degradação de poluentes hídricos. para esse estudo foi realizada uma validação prévia dos modelos matemáticos do processo fotocatalítico (equações de navier-stokes, equações de transferência de radiação e equações de transferência de massa da espécie química com reação) com dados da literatura. com intuito de melhorar a capacidade de predição do modelo matemático do processo fotocatalítico, avaliou-se a sensibilidade do número de schmidt turbulento para sistemas com diferentes resistências à transferência de massa externa utilizando os modelos de turbulência k- ¿ padrão, akn e rsm. em seguida, realizou-se a montagem de uma unidade experimental com um reator fotocatalítico diferencial projetado de forma assistida por cfd. a unidade foi desenvolvida para gerar dados experimentais a fim de validar os modelos matemáticos e obter a cinética intrínseca de degradação fotocatalítica do ácido salicílico em fase líquida utilizando tio2 imobilizado. antes de realizar a cinética, verificou-se a capacidade do processo fotocatalítico em mineralizar o ácido salicílico, avaliou-se um método de imobilização com boa eficiência de degradação e baixa lixiviação e verificou- se os efeitos da concentração inicial de poluente e da vazão de escoamento frente a eficiência de degradação. o modelo cinético obtido foi utilizado como condição de contorno de parede nas simulações de cfd com intuito de otimizar um reator anular com labirinto por meio de um planejamento estatístico box behnken e do método função desejabilidade. os resultados referentes às validações dos modelos matemáticos laminar e turbulento do processo fotocatalítico fundamentados em dados da literatura mostraram que os mesmos são capazes de predizer os fenômenos de transferência de quantidade de momento, de transferência de massa da espécie química e de transferência da radiação. com base no estudo de sensibilidade do número de schmidt turbulento, verificou-se que esse tem um efeito significativo na predição em sistemas com alta limitação à transferência de massa e que o mesmo tem sensibilidade diferente dependendo do modelo de turbulência utilizado. entre os modelos de turbulência, observou-se que o modelo akn com sct igual a 0,8 forneceu a melhor resposta na predição da transferência de massa nos processos fotocatalíticos com alta limitação a transferência de massa. no entanto, o modelo k-¿ padrão com sct igual a 0,2 pode ser uma alternativa para simular casos complexos, uma vez que esse modelo apresentou menor custo computacional e maior estabilidade numérica em relação aos demais. dos experimentos de imobilização, observou-se que o método de imobilização denominado calcinação foi o mais adequado para utilização nos experimentos de degradação do ácido salicílico, uma vez que teve boa eficiência e baixa lixiviação do catalisador. ainda fundamentado nos experimentos de bancada, concluiu- se que o processo fotocatalítico com tio2 imobilizado e luz uvc é capaz de realizar não só a degradação, mas também a mineralização do ácido salicílico e que esse processo segue uma cinética de primeira ordem, tanto em relação à concentração quanto em relação à intensidade de luz. por fim, concluiu-se que a combinação de ferramentas estatísticas e de fluidodinâmica computacional pode ser uma boa alternativa para realização de projetos e otimizações de reatores fotocatalíticos, uma vez que o reator fotocatalítico anular otimizado neste trabalho apresentou um tempo de degradação e um valor energético operacional 53% inferior do que os valores de tempo e energia de um reator anular convencional.