Teses em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia (Doutorado) - PRODERNA/ITEC

URI Permanente para esta coleçãohttps://repositorio.ufpa.br/handle/2011/4045

O Doutorado Acadêmico inicou-se em 2006 e pertence ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia (PRODERNA) do Instituto de Tecnologia da UFPA (ITEC) da Universidade Federal do Pará (UFPA).

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Acesso aberto (Open Access)
Análise da transferência de calor convectiva por transformada integral em canais com paredes onduladas
(Universidade Federal do Pará, 2019-12-13) MIYAGAWA, Helder Kiyoshi; QUARESMA, João Nazareno Nonato; http://lattes.cnpq.br/7826389991864785; https://orcid.org/0000-0001-9365-7498
A abordagem híbrida numérica-analítica conhecida como Técnica de Transformação Integral Generalizada (GITT) é empregada na solução das equações de Navier-Stokes e de energia que matematicamente modelam a transferência de calor convectiva em canais com paredes onduladas. O escoamento é considerado laminar, incompressível e bidimensional envolvendo um fluido newtoniano com propriedades físicas independentes da temperatura, enquanto as temperaturas das paredes são mantidas constantes ao longo do comprimento do canal. É adotada a formulação de função corrente, que elimina o campo de pressão e satisfaz automaticamente a equação de continuidade. Extensivas análises de convergência são realizadas para os campos de função corrente e de temperatura, bem como para o produto do fator de atrito pelo número de Reynolds e para o número de Nusselt local, a fim de demonstrar a robustez do método. A verificação dos resultados da GITT também é realizada comparando a velocidade da linha central, o produto do fator de atrito pelo número de Reynolds, a temperatura média e o número de Nusselt local com resultados obtidos com o software comercial de simulação COMSOL Multiphysics demonstrando boa concordância. Também é analisada a influência dos parâmetros, como o número de Reynolds, amplitude da parede ondulada, número de ondas e fase entre as corrugações das paredes nos campos de velocidade, temperatura e geração de entropia, demonstrando sua importância para a intensificação de transferência de calor convectiva e para a otimização energética.
Acesso aberto (Open Access)
Análise do processo de despolimerização de resíduos de resinas dentárias à base de pmma em diferentes escalas de produção
(Universidade Federal do Pará, 2024-06-26) RIBEIRO, Haroldo Jorge da Silva; MACHADO, Nélio Teixeira; http://lattes.cnpq.br/5698208558551065; BORGES, Luiz Eduardo Pizarro; http://lattes.cnpq.br/8756886156388456; https://orcid.org/0000-0002-2337-4238
Nos últimos anos, o uso crescente de plásticos trouxe benefícios econômicos e industriais, mas também gerou um aumento significativo na quantidade de resíduos, representando um desafio ambiental global. Nesse contexto, a pirólise emerge como uma tecnologia promissora, oferecendo potenciais soluções para lidar com o problema crescente dos resíduos plásticos e promover uma economia circular mais sustentável. Este trabalho investigou a decomposição térmica de resíduos dentários à base de poli(metacrilato de metila) (PMMA), com foco na caracterização termodinâmica e na otimização dos processos de pirólise em diferentes escalas de produção. As análises de Termogravimetria (TG) mostraram que os resíduos de PMMA são estáveis até 200 ºC, iniciando a degradação com perda progressiva de massa a partir dessa temperatura. A decomposição térmica foi observada em um único estágio, com um pico de decomposição a 366 ºC, dentro da faixa de 327 ºC a 405 ºC, predominantemente devido à despolimerização radical sob atmosferas inertes de nitrogênio e argônio. A análise de calor por DSC indicou um pico endotérmico entre 370 ºC e 433 ºC, destacando a complexidade dos processos envolvidos na pirólise. A caracterização energética revelou valores de 423 J/g para o calor integral, 1748 J/g para o calor de gaseificação e aproximadamente 820 J/g para o calor de decomposição, evidenciando discrepâncias que requerem investigações adicionais para compreensão completa. Em estudos com reatores de leito fixo semibatelada, observou-se que o gradiente de temperatura ao longo do leito teve impacto adverso no rendimento líquido e na concentração de MMA, especialmente nas escalas técnica e piloto, onde o gradiente foi mais pronunciado devido à espessura maior do leito. Duas variáveis críticas foram identificadas: a carga do reator e a carga de potência, cuja redução em escalas maiores resultou em temperaturas de pirólise mais baixas, impactando negativamente a produção de MMA. Além disso, foi constatado que as bordas do leito fixo apresentavam temperaturas mais altas, o que aumentou a produção de gás e reduziu o rendimento líquido. A análise da fração líquida revelou uma predominância de MMA no início da reação, com uma transição gradual para hidrocarbonetos aromáticos nos estágios finais, associada à pirolise de carvão remanescente, que se forma em maior quantidade com o aumento da escala de produção. Os resultados destacam a eficácia de temperaturas abaixo de 450 ºC na produção de frações líquidas ricas em MMA, mesmo em condições de gradiente de temperatura, ressaltando a importância de taxas de aquecimento moderadas para uma despolimerização eficiente em sistemas semibatelada. Essas descobertas oferecem informações valiosas para o design de reatores e são fundamentais para a avaliação econômica e otimização de processos de reciclagem de PMMA via pirólise em diferentes escalas de produção
Acesso aberto (Open Access)
Análise quase-estacionária de pequena turbina eólica com pás curvadas
(Universidade Federal do Pará, 2023-10-20) VELOSO, Mauro José Guerreiro; CHAVES NETO, Antônio Maia de Jesus; http://lattes.cnpq.br/3507474637884699; VAZ, Jerson Rogério Pinheiro; http://lattes.cnpq.br/1623983294183975
Nos últimos anos, o crescimento da potência instalada em energia renovável tem se destacado no Brasil, em particular a energia eólica, que registou um crescimento de 14,3% entre os anos de 2021 e 2022, segundo dados do anuário estatístico energético nacional de 2023. Apesar desse contexto, relatos mostram que o Brasil enfrenta diversos entraves na geração por energia eólica dentre eles a pesquisa e o desenvolvimento nessa temática. Nesse ambiente, pesquisadores têm realizado estudos em energia renováveis, e, especialmente, em análise de desempenho e projeto em turbinas eólicas, com o propósito de mitigar tal lacuna. Entretanto, essas pesquisas não contemplam análise de desempenho na partida de pequenas turbinas eólicas com diferentes curvaturas de pás. Nesse sentido, este trabalho tem como objetivo principal analisar a influência de diferentes ângulos de curvatura da pá no desempenho durante a partida do conjunto acoplado turbina-gerador, a partir da aplicação da hipótese de regime quase-estacionário, do método estendido de Palmgren e da teoria do elemento de pá. Os resultados experimentais de medições em turbinas de pás retas, disponíveis na literatura, foram empregados como referência e para validação da metodologia. As simulações numéricas mostram que, durante a partida, as turbinas de pás retas e pás curvadas para frente partem em menor tempo, são cerca de 19,9% mais rápidas na partida, e a velocidade do vento mínima necessária para partida é 10,7% menor que das turbinas de pás curvadas para trás. Os resultados mostram, ainda, que as turbinas de pás em arco e curvadas para trás incrementam em até 5,86% o torque dissipativo e aumentam em 22% os esforços dinâmicos em relação às turbinas de pás retas. Esses resultados refletem a importância da geometria da pá no desempenho da turbina e ressaltam a existência de um ângulo de curvatura na qual a turbina apresenta melhor desempenho em relação a outras configurações de curvaturas de pás.
Acesso aberto (Open Access)
Biocompósito a partir de PLA, Biovidro e Nanotubos de Carbono por Impressão 3D visando Regeneração Óssea
(Universidade Federal do Pará, 2023-03-31) VASCONCELOS, Esleane Vilela; REIS, Marcos Allan Leite; http://lattes.cnpq.br/8252507933374637; https://orcid.org/0000-0003-2226-2653; CANDIDO, Verônica Scarpini; http://lattes.cnpq.br/8274665115727809; https://orcid.org/0000-0002-3926-0403
O comprometimento ósseo promovido pelo envelhecimento e acidentes tem despertado o interesse em biomateriais e tecnologias para fins de regeneração óssea. Assim, a tecnologia de impressão 3D ganhou destaque na produção de scaffolds devido à sua versatilidade na produção de geometrias complexas com poros interligados. Neste trabalho, scaffolds compostos de poli (ácido lático) (PLA), biovidro (BV) e nanotubos de carbono (NTC) foram produzidos por impressão 3D, utilizando geometria hexagonal, semelhante a favo de mel, intercalado. O poli (ácido lático) é um biopolímero já usado em biomateriais, já o biovidro tem se mostrado uma ótima estratégia para uso em regeneração óssea devido suas excelentes propriedades de biocompatibilidade, bioatividade e osteointegração, contudo possuem baixa resistência mecânica e, os nanotubos de carbono tem mostrado excelente reforço mecânico em biomateriais compósitos. Assim, o objetivo principal deste estudo foi produzir e caracterizar um biocompósito de PLA, biovidro e nanotubos de carbono por impressão 3D e estudar sua estrutura química, cristalinidade e morfologia, usando espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier, espectroscopia Raman, difratometria de raios X e microscopia eletrônica de varredura. A estabilidade térmica do compósito foi avaliada por termogravimetria, as propriedades mecânicas por ensaios de compressão e a viabilidade celular foi determinada pelo teste Alamar Blue. O biovidro foi sintetizado por método sol-gel apresentando fases bioativas de silicato. Os scaffolds foram produzidos por impressão 3D com estruturas hexagonais em favo de mel em PLA,PLA/BV e PLA/NTC que foram impregnados com biovidro em sua superfície. Os resultados dos scaffolds demonstraram poros interconectados e bem definidos, variando de 130 µm a 800 µm. Espectroscopia Raman confirmou a interação do BV na matriz polimérica por meio de novos picos no espectro entre 1400 e 2600 cm-1 e a presença das bandas D, G e 2D dos NTC. No ensaio de compressão, os scaffolds de PLA com 2 mm de diâmetro demonstraram maior tensão de compressão de 14,88 ± 2,35 MPa, enquanto o PLA/NTC maior módulo de compressão aparente, de 0,58 ± 0,36 GPa. Na viabilidade celular, os testes estatísticos mostraram que não houve uma diferença significativa entre os scaffolds com 2 e 4 mm de diâmetro. Os resultados revelam resultados promissores para o uso dos compósitos impressos em 3D no reparo ósseo esponjosos. Assim, sugerimos o compósito de PLA/NTC de 4mm impregnado com BV na superfície como melhor substituto ósseo, entretanto, a aplicação em implantes permanece limitada em relação à integração osteogênica.
Acesso aberto (Open Access)
Concentração e bioensaios alelopáticos e antifúngicos de princípios ativos da raiz de timbó via extração com CO2 supercrítico, extração com solventes e adsorção de soluções diluídas em leito fixo.
(Universidade Federal do Pará, 2014-12-18) ALMEIDA, Ossalin; ARAÚJO, Marilena Emmi; MACHADO, Nélio Teixeira
Acesso aberto (Open Access)
Custo de oportunidade (trade-off) para diferentes estratégias de manutenção de trilhos ferroviários na Amazônia
(Universidade Federal do Pará, 2022-12-22) CURCINO, Gabrielle dos Anjos; BRAGA, Eduardo de Magalhães; http://lattes.cnpq.br/4783553888547500
A manutenção emergencial dos ativos ferroviários na Amazônia brasileira tem gerado perdas de receita e custos de oportunidade. O objetivo geral deste estudo foi identificar a importância do custo de oportunidade na tomada de decisão para estratégias de manutenção corretiva e preventiva. A metodologia propôs a modelagem das variáveis referentes aos dados econômicos e operacionais da manutenção ferroviária nos últimos dez anos, por aprendizado de máquina não paramétrico Gradient Boosting Regression Tree, e hibridizando-o com a análise do custo de oportunidade para o trade-off decisão de uma ferrovia de minério na Amazônia brasileira. Os resultados mostraram que o GBDT foi eficiente em ajustar os dados de treinamento com r2 igual a um. Da mesma forma, os dados do teste apresentaram valores de r2 satisfatórios, próximos a um, onde se obteve o grau de importância das variáveis independentes na predição das variáveis dependentes. O método de Pearson foi utilizado para construir a matriz de correlação para cada par de variáveis. A partir do modelo gerado, foram criados oito grupos de previsão para o ano de 2022. Em seguida, foram estabelecidos níveis de conflito, sugeridos pela literatura econômica, entre os cenários de previsão, onde o custo de oportunidade foi identificado entre as alternativas com melhor benefício às estratégias de manutenção. Dessa forma, o custo de oportunidade aliado ao aprendizado de máquina serve como um instrumento para auxiliar as empresas na busca por melhores decisões de manutenção, o que contribui para o aprimoramento da gestão dos ativos ferroviários. O estudo do custo de oportunidade a partir de uma análise trade off baseada em predições do custo das estratégias de manutenção através da modelagem por Machine Learning - Gradient Boosting Regression é um objetivo inédito na literatura.
Acesso aberto (Open Access)
Descontaminação de máscaras N95 em hospital público de Belém/PA: apresentação e avaliação de protocolo simplificado
(Universidade Federal do Pará, 2024-11-25) MATTOS, Simone Lopes de; DIAS, Carmen Gilda Barroso Tavares; http://lattes.cnpq.br/2113791118142177
A autora apresenta protocolo de descontaminação de máscaras de filtro N95 por meio da irradiação ultravioleta de ondas-curtas (UV-C), assim como, resultados da testagem microbiológica de validação do dispositivo UV-C e de pesquisa qualitativa sobre a adesão de profissionais do Hospital Universitário João de Barros Barreto, do Complexo Hospitalar Universitário da Universidade Federal do Pará (HUJBB), ao referido protocolo. Os testes microbiológicos demonstraram a eficácia do protocolo de descontaminação, pois não houve crescimento bacteriano em meios de cultura inoculados com esfregaços de máscaras usadas no hospital e descontaminadas no dispositivo UV-C, o que comprovou a eficiência germicida da irradiação UV-C. Os resultados da pesquisa qualitativa apontam para adesão dos profissionais da enfermagem à prática de descontaminação das máscaras, reconhecendo a praticidade e a contribuição do protocolo para a biossegurança e segurança ocupacional. Como parte do mesmo protocolo, é apresentada uma alternativa de embalagem para armazenamento das máscaras nos intervalos de uso das máscaras N95, considerando sua reutilização segura. O protocolo apresenta, ainda, como vantagens: o baixo custo e a praticidade de uso, além de contribuir para a redução do lixo infectante.
Acesso aberto (Open Access)
Desenvolvimento de ligas de alumínio nanoestruturadas para a utilização em cabos elétricos
(Universidade Federal do Pará, 2023-03-15) PRAZERES, Emerson Rodrigues; SOUZA, José Antônio da Silva; http://lattes.cnpq.br/6157348947425968; BRAGA, Eduardo de Magalhães; http://lattes.cnpq.br/4783553888547500
Nanocompósitos de alumínio demonstram capacidade de melhorias nas propriedades mecânicas, condutividade térmica e elétrica. Para o alumínio, a incorporação de nanotubos de carbono de paredes múltiplas (NTCPM) usando métodos de fusão convencionais é um problema antigo, devido a desintegração das paredes dos nanotubos de carbono quando submetidos a altas temperaturas. Neste estudo, nanocompósitos de alumínio foram fabricados pelo método de fundição convencional, usando pó de aço inoxidável (304LSS), silício e níquel nanoestruturados. Os nanotubos de carbono foram tratados com peróxido de hidrogênio, permitindo adesão por interação polar com as partículas dos pós-metálicos. Os compostos nanoestruturados foram adicionados a matriz de alumínio por meio de fundição convencional. Após a obtenção do material como fundido, ele passou pelo processo de usinagem para o diâmetro de 18,5 mm e em seguida pelo processo de trabalho a frio até ser obtido o diâmetro de 3,0 mm. As ligas foram caracterizadas mecanicamente através de ensaio de tração e de microdureza, eletricamente através do ensaio de resistência elétrica, por ponte kelvin de 2 pontas, e estruturalmente através das análises de macroestrutura e microestrutura. O pó 304LSS adicionou elementos de liga, refinou os grãos e o NTC proporcionou melhor desempenho do condutor elétrico, com ganhos de condutividade elétrica na faixa de 10%. Os compostos nanoestruturados com Si não contribuíram para ganhos significativos de condutividade elétrica das ligas quando associados aos nanotubos de carbono, mas evitaram perdas significativas dessa característica e causaram ganhos de até 40% no LRT. Já as ligas com Ni e nanotubos de carbono contribuíram para ganhos significativos de condutividade elétrica e LRT, com a liga com 2% de níquel e 0,1% de NTC apresentando ganhos de aproximadamente 8% nas propriedades elétricas e mecânicas. As ligas nanoestruturadas também se mostraram superiores em termos de propriedades elétricas e mecânicas que ligas comerciais.
Acesso aberto (Open Access)
Eletrodeposição e caracterização de revestimento de cobre/nanotubos de carbono dopados com iodo em fios de alumínio liga 1350
(Universidade Federal do Pará, 2023-09-19) RODRIGUES, Fabrício Augusto dos Santos; LEITE, Marcos Allan Reis; http://lattes.cnpq.br/8252507933374637
Nanocompósitos baseados em cobre e nanotubos de carbono (Cu/NTC) em matriz metálica vem proporcionando melhorias nas propriedades elétricas e térmicas dos materiais, apresentando grande potencial de aplicação em áreas como o setor elétrico. Grandes desafios são encontrados na transmissão e distribuição de energia elétrica, como perdas técnicas, principalmente por efeito Joule, resultando em baixa eficiência dos condutores convencionais de alumínio (Al). Neste sentido, novos condutores nanoestruturados foram desenvolvidos baseados em cobre/nanotubos de carbono funcionalizados e dopados com iodo (Cu/NTC-f), como revestimento de fios de alumínio Al 1350, utilizando o processo de deposição eletroforética em solução de CuSO4, sob correntes elétricas de 1,2 A, 1,5 A e 1,8 A, foram investigados quanto as suas propriedades elétricas e mecânica. Os condutores Al@Cu/NTC-f foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura; difração de raios-X; espectroscopia Raman; ensaio de tração, além de medições elétricas, em temperatura ambiente e sob aquecimento, via ponte de Kelvin. Os resultados mostram um aumento de aproximadamente 18% do IACS com boa estabilidade sob aquecimento em comparação ao condutor de Al comercial Al 1350, devido as propriedades intrínsecas dos NTCs, funcionalização, boa dispersão e ao efeito dopante do iodo, confirmado por espectroscopia Raman com efeitos redshifts nas sub-bandas de Gint e Gext. A morfologia característica dos filmes finos de Cu/NTC-f, apresentaram estruturas piramidais, aglomerados, estruturas de cobre envolveram os NTCs, bem como NTCs eletrodepositados homogeneamente no substrato de Al com boa cristalinidade, cultivados nas direções CuI (311) e Cu (220), Cu (200), favorecendo a formação de filmes finos com boa cristalinidade. Este método de eletrodeposição de Cu/NTC-f na superfície de fios metálicos mostra-se promissor para a produção de condutores metálicos nanoestruturados de alta ampacidade, estabilidade térmica, baixa densidade e alto desempenho, aplicados em linhas de transmissão de energia elétrica.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo da eficiência de uma turbina hidrocinética com difusor projetada para o aproveitamento da energia remanescente da barragem de Tucuruí
(Universidade Federal do Pará, 2023-05-15) LIMA, Adry Kleber Ferreira de; LINS, Erb Ferreira; http://lattes.cnpq.br/5272283698536321; https://orcid.org/0000-0002-6643-5889; VAZ, Jerson Rogério Pinheiro; http://lattes.cnpq.br/1623983294183975; https://orcid.org/0000-0001-6440-4811
Aproveitar a energia remanescente à jusante de barragens atingiu, recentemente, grande interesse, uma vez que a energia cinética transportada pela corrente de água é realmente considerável. O presente trabalho, ESTUDO DA EFICIÊNCIA DE UMA TURBINA HIDROCINÉTICA COM DIFUSOR PROJETADA PARA O APROVEITAMENTO DA ENERGIA REMANESCENTE DA BARRAGEM DE TUCURUÍ, desenvolve um estudo sobre o desempenho de uma turbina hidrocinética de eixo horizontal acoplada a um difusor, a fim de quantificar o ganho de energia comparando as duas possibilidades de turbinas com e sem difusor. Utiliza-se uma turbina hidrocinética de 3 pás com 10 m de diâmetro envolta por um difusor cônico flangeado. Uma modelagem numérica usando dinâmica de fluidos computacional (CFD) é realizada com base na formulação Reynolds Averaged Navier- Stokes, usando o modelo de turbulência kÊ ≠ SST (Shear Stress Transport). Os resultados obtidos apresentam boa concordância com dados teóricos e experimentais disponíveis na literatura.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo de processo de upgrading catalítico de vapores da pirólise de resíduos plásticos de equipamentos de informática em reator catalítico com carvão ativado impregnado com NaOH
(Universidade Federal do Pará, 2023-04-03) COSTA, Augusto Fernando de Freitas; MACHADO, Nélio Teixeira; http://lattes.cnpq.br/5698208558551065
Este estudo investigou o craqueamento térmico e o upgrading (melhoramento) catalítico de vapores da pirólise de resíduos plásticos de equipamentos de informática em um reator em semi batelada acoplado a um leito fixo catalítico aquecido (craqueamento a vapor em 2 estágios). O catalisador utilizado foi cinza de Si-Al obtida a partir da ativação de pastilhas comerciais de carbono por meio de solução concentrada de NaOH e calcinação. O objetivo do estudo foi caracterizar o fluxo de resíduos por meio de termogravimetria (TG) e produtos de pirólise, estudar o efeito da temperatura (350 °C - 500 °C) e da quantidade de catalisador (0,0 % m/m – 7,5 % m/m) nos rendimentos de produtos de reação, propriedades físico-químicas e composição química do produto líquido orgânico, a fim de compreender e avaliar a produção de combustíveis e o upgrading catalítico a partir de resíduos plásticos usados como matérias-primas químicas. Amostras fracionadas foram coletadas em determinados tempos de reação (15 min, 30 min, 45 min e 60 min) para estudar a evolução das reações de craqueamento nos experimentos através da composição química dos produtos na análise do GC-MS. Trabalhos anteriores também foram comparados para mostrar semelhanças entre matérias-primas diferentes em unidades térmicas iguais à utilizada. Os resultados indicaram composição de acrilonitrila-butadieno-estireno bromado (ABS-Br), policarbonato (PC) e poliestireno de alto impacto (HIPS) para o resíduo plástico dos equipamentos de informática. À temperatura de 350 °C os resultados foram melhores quando se considera o índice de acidez, mas os rendimentos da fase líquida foram os menores (38 %) e os rendimentos da fase gasosa elevados (42 %). Os experimentos de upgrading catalítico revelaram o aumento da presença de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAH) com o aumento da viscosidade cinemática do produto líquido orgânico, o aumento do rendimento de carvão (de 11 % para 24 %) e a diminuição do rendimento de gases (de 15 % para 5 %). A composição química mostrou presença de hidrocarbonetos aromáticos como estireno, metil-estireno e difenil-propano, e de compostos nitrogenados como benzeno butano-nitrila, de compostos fenólicos, de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos e de compostos bromados. A pirólise de resíduos plásticos de equipamentos de informática é desafiadora, devido à composição variável de contaminantes presentes e à avaliação da composição química de acordo com o tempo de reação, que fornece informações interessantes a respeito da evolução de experimentos de pirólise em semi-batelada/upgrading catalítico. A padronização e a reprodutibilidade do método devem ser conduzidas para continuar a avaliação da pirólise e o upgrading catalítico de uma ampla gama de matérias-primas.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo do processo de depolimerização de resíduos de resinas dentárias de polimetilmetacrilato (PMMA) via pirólise
(Universidade Federal do Pará, 2022-01-05) SANTOS JUNIOR, Paulo Bisi dos; MACHADO, Nélio Teixeira; http://lattes.cnpq.br/5698208558551065
Os materiais polímeros devido à diversidade de suas propriedades, facilidade de processamento e capacidade de substituir materiais tradicionais, tornou-se indispensáveis na sociedade moderna, embora, o crescente acumulo de resíduos plásticos torna-se um problema relevante de difícil gerenciamento. Diante deste quadro, pesquisas em sustentabilidade tem investido em novas estratégias com foco no processamento e transformação dos resíduos plásticos onde o processo de pirólise apresenta-se como tecnologia promissora. Neste trabalho, as sobras de resinas dentarias reticuladas à base de PMMA foram submetidas à pirólise para recuperar o MMA (metilmetacrilato). A degradação térmica de resinas dentarias reticuladas à base de PMMA foram analisadas por TG / DTG para orientar as condições de operação. A pirólise foi realizada em um reator de 143L, a 345, 405 e 420 °C, 1,0 atm. Os produtos líquidos de reação obtidos aos 345 °C, em 30, 40, 50, 60, 70, 80 e 110 minutos, foram caracterizados físico-quimicamente por densidade, viscosidade cinemática e índice de refração. A composição química dos produtos líquidos de reação obtidos a 354°C, em 30, 40, 50, 60, 70, 80 e 110 minutos, a 405 °C, em 50, 70 e 130 minutos e a 420 °C, 40, 60, 80, 100, 110 e 130 minutos foram determinados por GC-MS. As experiências mostram que os rendimentos da fase líquida foram 55,50%, 48,73% e 48,20% (em peso), a 345, 405 e 420 °C, respectivamente, mostrando um comportamento sigmóide suave, diminuindo com o aumento da temperatura do processo, enquanto os da fase gás foram 31,69%, 36,60% e 40,13% (peso), respectivamente, aumentando com a temperatura. A densidade de produtos líquidos de reação, viscosidade cinemática e índice de refração obtidos em 30, 40, 50, 60, 70, 80 e 110 minutos, variaram entre 0,9227 e 0,9380 g/mL, 0,566 e 0,588 mm2/s e 1,401 e 1,414 respectivamente, mostrando erros percentuais entre 0,74 e 2,36%, 7,40 e 10,86% e 0,00 e 0,92%, respectivamente, em comparação com os valores padrão de densidade, viscosidade cinemática e índice de refração do MMA(metilmetacilato) puro a 20 °C. O GC-MS identificou nos produtos líquidos da reação durante a pirólise a 345, 405 e 420°C, 1,0 atm, ésteres de ácidos carboxílicos, álcoois, cetonas e aromáticos, apresentando concentrações de MMA (metilmetacilato) entre 83,454 e 98,975% (área). Para todas as experiências cinéticas de depolimerização a 345, 405 e 420 °C, 1,0 atm, as concentrações de MMA (metilmetacilato) na fase líquida, entre 30 e 80 minutos, atingem purezas acima de 98% (área), diminuindo drasticamente com aumento do tempo de reação após 100 minutos, possibilitando depolimerizar as sobras de resinas dentais reticuladas à base de PMMA por pirólise para recuperar o MMA (metilmetacrilato).
Acesso aberto (Open Access)
Estudo do processo de upgrading catalítico de vapores da pirólise de gordura residual em reator de leito fixo com catalisador carvão ativado impregnado com NAOH
(Universidade Federal do Pará, 2022-08-17) BERNAR, Lucas Pinto; MACHADO, Nélio Teixeira; http://lattes.cnpq.br/5698208558551065; BORGES, Luiz Eduardo Pizarro; http://lattes.cnpq.br/8756886156388456
Este trabalho investigou a influência do tempo de reação e razão catalisador/alimentação (C/F) no upgrading catalítico de vapores de gordura residual à 400 °C e 1,0 atm nos rendimentos de produtos, propriedades físico-químicas (densidade, viscosidade e índice de acidez) e composição química do bio-óleo, em um reator de leito fixo catalítico com carvão ativado impregnado com NaOH 10 M, em escala semi piloto. Resultados mostraram que o rendimento de bio-óleo diminui com o aumento de C/F, gerando grande quantidade de gases. As análises físico-químicas e de composição mostram que o craqueamento ocorreu ao longo da cadeia carbônica dos triglicerídeos e ácidos graxos inicialmente presentes, produzindo hidrocarbonetos em fase gasosa. O catalisador de carvão ativado não foi seletivo para a desoxigenação do bio-óleo obtido, entretanto os resultados obtidos são de grande valia para entendimento e elucidação do mecanismo de craqueamento catalítico em fase vapor.
Acesso aberto (Open Access)
Influência do uso de resíduos industriais nas propriedades mecânicas e reológicas de argamassas utilizadas na indústria da construção civil
(Universidade Federal do Pará, 2019-03-21) CARDOSO, Dilson Nazareno Pereira; SOUZA, José Antônio da Silva; http://lattes.cnpq.br/1711061955509303
O objetivo geral deste trabalho foi desenvolver materiais alternativos e aproveitáveis dentro da indústria da construção civil, abordando uma lógica de valorização e reaproveitamento de resíduos sólidos, gerados a partir de canteiros de obras de construção e demolição, bem como, o reaproveitamento de resíduos gerados da indústria minero metalúrgica e de beneficiamento mineral. Foram utilizados no trabalho os resíduos da construção civil (RCC), resíduo de minério de cobre sulfetado (RMCS) e o resíduos de caldeiras de leito fluidizado circulante a partir da combustão do carvão mineral a cinza volante (CV). As amostras desses materiais apresentaram características apropriadas, como agregado miúdo reciclado dentro da norma NBR 7211. Os materiais foram submetidos à caracterização física e química através de análise granulométrica a laser, fluorescência de raio X (FRX), Difração e raio X (DRX). As argamassas produzidas foram estudadas no estado livre, isto é, sem aditivos e também dentro da inserção de aditivo orgânico polimérico poli-acetato de vinila (PVA) e o Estireno Butadieno (SBR). As Argamassas obtidas foram caracterizados fisicamente através das análises de porosidade aparente, absorção de água, massa específica aparente e resistência a compressão axial. Também foram realizadas análises térmicas de (TG e DTG) e microscopia eletrônica de varredura - MEV. No estado fluido foram realizados ensaios reológicos a fim de avaliar o seu comportamento conforme o tempo (Tixotropia), trabalhabilidade e o modelo reológico mais representativo para seu escoamento. Os materiais desenvolvidos apresentaram propriedades técnicas aprovadas pelas das normas da ABNT, fazendo com que se adequem a certos tipos de aplicações, em termos de assentamento e revestimento de paredes, pisos e placas cerâmicas, respeitando as características técnicas destes materiais.
Acesso aberto (Open Access)
Interações de carvão ativado, fármacos e libidibia ferrea contra o vírus SARS-COV-2
(Universidade Federal do Pará, 2021-08-25) ARAÚJO, Herica Daniele Costa; CHAVES NETO, Antonio Maia de Jesus; http://lattes.cnpq.br/3507474637884699; https://orcid.org/0000-0002-9730-3512
As elevadas taxas de infecção e mortalidade da Síndrome Respiratória Aguda Grave (SARS-CoV-2) ou infeção chamada COVID-19 tem causado severos impactos sócioeconômicos mundialmente. A transmissão ocorre basicamente pelo contato com fluidos corporais. Nas vias aéreas, por spray de gotículas e/ou aerossóis suspensos no ambiente e/ou depositados em superfícies. A eficácia do uso de máscaras eficientes na contenção do contágio é uma necessidade. O presente trabalho avaliou a capacidade de adsorção dos filtros contendo carvão ativado e carvão ativado modificado durante a nanofiltragem nas máscaras com maiores eficácias. As possíveis interações entre a proteína de pico e da membrana com o carvão ativado não modificado com oxigênio e o carvão ativado modificado com oxigênio foram avaliadas por docagem molecular e dinâmica molecular. Utilizou-se os softwares Autodock Vina 4.2.6 e AMBER 16 nas simulações. Resultados dos complexos formados entre ligante-receptor tiveram a energia de afinidade, o desvio quadrado médio da raiz (RMSD) e a energia livre de Gibbs de ligação avaliados. O carvão ativado modificado com oxigênio demostrou maior espontaneidade nas interações proteicas. E, outra frente de combate ao coronavírus foi abordada neste trabalho: o tratamento dos infectados, pois avaliou-se a ação inibitória dos princípios ativos de retrovirais conhecidos pela literatura, bem como novos compostos da flora brasileira docados com as proteínas de pico (S-pro), membrana (M-pro) e envelope (E-pro). Três fármacos (Colchicina, Nafamostato e Selinexor) e três compostos originados da Libidibia ferrea ou Caesalpinia ferrea (Ácido Elágico, Pauferrol A e Sitosterol) interagiram como ligantes. E, após a docagem, demonstrou-se graficamente as energias de afinidade mais favoráveis dos sítios ativos estabelecidos entre ligantes e receptores. A docagem foi realizada por meio do servidor SwissDock. As interações dos ligantes Pauferrol A e Colchicina com as proteínas contidas na superfície viral apresentaram destaque por estabelecerem melhores afinidades energéticas.
Acesso aberto (Open Access)
Manufatura aditiva de biocompósitos a partir de ácido poliláctico reforçado por hidroxiapatita e nanotubos de carbono para regeneração de tecido ósseo
(Universidade Federal do Pará, 2024-01-22) BELO, Francilene da Luz; REIS, Marcos Allan Leite dos; http://lattes.cnpq.br/8252507933374637; CANDIDO, Verônica Scarpini; http://lattes.cnpq.br/8274665115727809
O tecido ósseo é um dos tecidos mais importantes do corpo humano. Infelizmente algumas ocorrências traumáticas podem gerar fraturas que podem levar a incapacitações temporárias ou permanentes. Scaffolds são alguns dos materiais que auxiliam no tratamento dessas fraturas, pois desempenham um papel importante no processo de reparação óssea e podem ser fabricados por impressão 3D. O ácido polilático (PLA), por ser biodegradável, é um dos materiais utilizados na produção de scaffolds. Além disso, a associação de PLA e hidroxiapatita (HA) em sua fabricação tem apresentado excelentes resultados, acelerando a regeneração óssea e reduzindo o tempo de cicatrização. Outro material promissor na confecção de scaffolds são os nanotubos de carbono (NTC), que apresentam excelentes propriedades mecânicas e também aceleram o crescimento ósseo. Assim, o objetivo principal deste estudo foi produzir scaffolds por manufatura aditiva a partir de ácido poliláctico (PLA) reforçado com hidroxiapatita (HA) e nanotubos de carbono (NTC), para serem aplicados na regeneração de tecido ósseo e caracterizar através de ensaios mecânicos e biológicos. A hidroxiapatita foi sintetizada por via úmida e caracterizada por difração de raios X (DRX), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e microscopia eletrônica de varredura (MEV), apresentando fases características de HA, grupamentos característicos e uma morfologia com uma superfície porosa com tamanho de partículas variados, características importantes para um biomaterial. Os scaffolds de PLA puro, PLA/HA e PLA/NTC foram produzidos por manufatura aditiva com abertura entre as paredes de 1 mm e 2 mm e caracterizados através de testes mecânicos e ensaios biológicos. Além disso, amostras de scaffolds de PLA/NTC foram impregnadas com HA na superfície por tratamento térmico e químico para avaliar a influência da cerâmica na superfície do compósito. A micrografia dos scaffolds mostrou que a adição de NTC tornou a superfície do PLA mais rugosa em comparação a amostra contendo HA; As curvas de TGA sugeriram que a temperatura pode favorecer a estabilidade térmica de scaffolds de PLA/NTC impregnados com HA na superfície; O Ramam mostrou uma interação entre a hidroxiapatita na superfície do NTC e uma possível transformação estrutural do PLA/NTC; Nos ensaios de compressão os scaffolds de PLA/NTC com abertura entre as paredes de 1 mm apresentaram melhor resistência a compressão; Nos ensaios de viabilidade celular, fibroblastos incubados com os scaffolds de PLA puro, PLA/HA e PLA/NTC apresentaram elevada viabilidade após avaliação pelo ensaio do MTT para as duas formas de preparo (impregnação por tratamento térmico e impregnação por tratamento químico) e para as duas aberturas entre as paredes. Mais de 85% das células se mantiveram viáveis após 48h de incubação com todos os scaffolds testados, sendo que os grupos que tinham o NTC na composição apresentaram os melhores resultados, tanto para o tratamento térmico (mais de 95% de viabilidade celular) quanto para o tratamento químico (acetona). Diante dos resultados apresentados, conclui-se que scaffold de PLA reforçado com HA e NTC pode ser promissor como biomaterial utilizados para auxílio na regeneração de tecido ósseo, contribuindo para a diminuição do tempo de internação hospitalar dos pacientes vítimas de fraturas ósseas.
Acesso aberto (Open Access)
Metodologia para estimativa do valor da externalidade perda na atividade pesqueira em usinas hidrelétricas
(Universidade Federal do Pará, 2019-04-22) CARVALHO, Evelyn Gabbay Alves; BLANCO, Claudio José Cavalcante; http://lattes.cnpq.br/8319326553139808; DUARTE, André Augusto Azevedo Montenegro; http://lattes.cnpq.br/1135221873341973
Sabendo-se que a concepção, projeto, construção e operação de grandes hidrelétricas, empreendimentos tão recorrentes na Amazônia brasileira, demandam grandes recursos humanos, tecnológicos e financeiros e também impactam e alteram significativamente os locais em que são implantados, neste trabalho se demonstra que é absolutamente necessário que sejam realizadas avaliações fundamentadas, na ciência e na boa técnica, das externalidades provenientes da geração de energia hidrelétrica, para que seja definido o custo real da energia gerada de maneira consistente e correta. Para isso foi desenvolvida metodologia capaz de contabilizar o custo das externalidades de usinas hidrelétricas. O estudo se restringiu a valoração da externalidade proveniente da perda na atividade pesqueira, escolhida dentre inúmeras identificadas na literatura por ser a atividade econômica praticada por significativa parcela da população afetada pelas usinas hidrelétricas, portanto com relevância econômica e, principalmente, social. Foi utilizado o Método do Custo de Oportunidade e Análise de Séries Temporais para fazer previsões. Somente a valoração desta externalidade, que não foi realizada quando dos Estudos de Impacto Ambiental e de Viabilidade Econômica, o custo da energia aumentou entre 1,7 % e 2%, apontando a necessidade de calcular esta e todas as outras externalidades geradas pela implantação de uma UHE e incorporar seus reais valores ao custo, para que o empreendimento seja sustentável, equilibrado e viável, e, que possibilite a comparação realista com outras fontes de geração de energia.
Acesso aberto (Open Access)
Métodos de obtenção e caracterização de biomembrana de quitosana e copaíba para potencial uso em feridas
(Universidade Federal do Pará, 2022-06-14) PARANHOS, Sheila Barbosa; PASSOS, Marcele Fonseca; http://lattes.cnpq.br/0588450144351187; https://orcid.org/0000-0002-5616-2127; CANDIDO, Verônica Scarpini; http://lattes.cnpq.br/8274665115727809; https://orcid.org/0000-0002-3926-0403
Os profissionais da saúde lidam diretamente com diversas situações complexas no cuidado a pessoas adoecidas. Dentre estas, destacam-se as feridas na pele que podem trazer prejuízos na condição clínica do paciente, além de tratamentos onerosos para a cura. As feridas cutâneas exigem curativos para proteção contra microorganismos patogênicos e para acelerar o processo de cicatrização. Com o surgimento dos biomateriais disponíveis para uso no tratamento de feridas, a quitosana tornou-se uma escolha eficaz, encontrada facilmente na forma natural e renovável como potencial cicatrizante. A membrana de quitosana apresenta condições ideais no tratamento de feridas, como absorção, proteção, biocompatibilidade e potencial anti-microbiano. Para aumentar seus efeitos cicatrizantes, óleos naturais têm sido incorporados na matriz polimérica, a exemplo da copaíba, que possui elevada ação anti-inflamatória. Nesse contexto, o trabalho objetivou obter e caracterizar membranas de quitosana por emulsão e nanoemulsão do óleo de copaíba para tratar feridas cutâneas. As membranas de quitosana com adição do óleo por emulsão e nanoemulsão foram sintetizadas pela técnica de evaporação de solvente. Foram avaliadas pela análise macroscópica e caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X, espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier, calorimetria exploratória diferencial, percentual de intumescimento, umidade e ângulo de contato. Foi realizado ensaio in vitro de atividade antibacteriana frente à bactéria S.aureus. As membranas apresentaram aparência aparentemente finas, pouco maleáveis, relativa opacidade, homogeneidade e boa manuseabilidade. Observou-se porosidade mais numerosa nas superfícies das membranas sintetizadas por nanoemulsão do óleo de copaíba, além de comportamento mais amorfo. Percebeu-se uma melhor interação entre a quitosana e os constituintes do óleo quando a síntese do óleo foi preparada por nanoemulsão, resultando na melhoria da estabilidade do material produzido. Os percentuais de intumescimento foram maiores nas composições MQCoN-0,1 (214±3,22%), quando imersos na água e a composição MQCoN-5,0 (220±6,83%) na solução em PBS. O comportamento mais úmido foi significativo nas membranas compostas por nanoemulsões do óleo de copaíba de 0,1 % (0,80±1,37%) e 0,5 % (3 ±0,79%). Não houve grande influência no ângulo de contato entre as sínteses e composições. A membrana de quitosana com 1,0 % (v/v) do óleo emulsionado e a membrana de quitosana com 0,5% (v/v) do óleo nanoemulsionado foram as membranas mais hidrofílicas. Todas as membranas foram capazes de inibir o crescimento bacteriano, exceto a membrana de quitosana com 1,0%(v/v) de emulsão do óleo. Os materiais obtidos por nanoemulsão possuem atributos ideais para aplicação no uso de feridas cutâneas.
Acesso aberto (Open Access)
Modelo de inteligência artificial para estimativa do desmatamento considerando a rede de transporte rodoviário do estado do Pará
(Universidade Federal do Pará, 2022-01-10) NEVES, Patrícia Bittencourt Tavares das; BLANCO, Claudio José Cavalcante; http://lattes.cnpq.br/8319326553139808; https://orcid.org/0000-0001-8022-2647; DUARTE, André Augusto Azevedo Montenegro; http://lattes.cnpq.br/1135221873341973; https://orcid.org/0000-0003-4586-1587
Desde a década de 1950 a matriz de transporte amazônica, assim como de todo o Brasil, priorizou o modal rodoviário sem considerar a potencialidade hidroviária da Amazônia. Estudos anteriores indicam que o sistema rodoviário, formado pela rede viária regulamentada integrada a uma vasta rede clandestina, tem forte relação espacial com o desmatamento da floresta. Assim, o objetivo do trabalho é realizar uma análise quantitativa das variáveis relacionadas ao processo de desmatamento da floresta Amazônica, no período de 1988 a 2018. A área de estudo é o território do estado do Pará, localizado na Amazônia Oriental, segundo maior estado do Brasil em extensão territorial e o mais desmatado. O recurso matemático utilizado foi inteligência artificial com aplicação da técnica de aprendizado de máquinas (machine learning). Utilizaram-se variáveis quantitativas relacionadas à infraestrutura de transportes, variáveis sociais e econômicas, e como variável ambiental, a área desmatada. Foram testados três modelos e o algoritmo Random Forest apresentou o melhor desempenho. Com a função gerada, foi estimada a área desmatada para os anos de 2020, 2030, 2040 e 2050. Utilizou-se análise de sensibilidade para estimar a área desmatada com a implantação da BR-163 e BR-210, na região Norte do Pará. Os resultados demonstram que, mantendo-se o cenário atual, o desmatamento ainda será intenso nas próximas três décadas, com 25,77% de crescimento em relação à área atual, embora com taxas decenais decrescentes e a estimativa de área desmatada promovida pela implantação das rodovias federais é de 4.703,43 km2 a 6.567,48 km2 .
Acesso aberto (Open Access)
Nanofiltração de hormônios e metais pesados em nanotubos de carbono e de boro por dinâmica molecular
(Universidade Federal do Pará, 2020-02-27) CAVALEIRO, Rosely Maria dos Santos; CHAVES NETO, Antonio Maia de Jesus; http://lattes.cnpq.br/3507474637884699; https://orcid.org/0000-0002-9730-3512
As Estações de Tratamento de Esgotos recebem diversos efluentes e realizam a filtração seletiva de moléculas que podem, se persistirem nas águas, contaminar o meio ambiente. Os processos de separação iniciam por partículas maiores até às nanopartículas. Entre as moléculas denominadas contaminantes emergentes, os hormônios e os metais pesados impactam em graves consequências nos organismos pela ação desreguladora endócrina. Quando as águas superficiais recebem efluentes com traços de contaminação de hormônios ou metais pesados, causam doenças nos seres vivos, principalmente em mulheres grávidas e crianças, além de interferir nas cadeias de DNA, afetando também as próximas gerações. Este estudo de Dinâmica Molecular realizou a nanofiltração de água com hormônios e de água com metais pesados em nanotubos de carbono e de nitreto de boro, sob ação de 8 (oito) campos elétricos com duração de 100 (cem) ps. Os hormônios do estudo foram: estrona, estradiol, estriol, progesterona, etinilestradiol, levonorgestrel, dietilbestrol e os íons de metal pesado: chumbo, cádmio, ferro, zinco e mercúrio. Cada uma das moléculas de hormônio e íon de metal pesado foram filtradas nos dois nanotubos, sob as mesmas condições de contorno. Os resultados indicam que é possível criar sistemas de nanofiltração eficazes na remoção destes micropoluentes utilizando nanotubos de carbono e nanotubos de nitreto de boro sob ação de CEUs uniformes de 10-5 a.u. até 10-8 a.u.