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)
Compósitos híbridos reforçados com tecidos de curauá, carnaúba e aramida com aplicações em blindagem balística
(Universidade Federal do Pará, 2023-01-31) OLIVEIRA FILHO, Edwillson Gonçalves de; CANDIDO, Verônica Scarpini; http://lattes.cnpq.br/8274665115727809
O desenvolvimento de sistemas eficazes de blindagem balística, torna-se fundamental para garantir a proteção humana e veicular. Essas blindagens costumam ser formadas por diferentes materiais, como compósitos poliméricos reforçados com fibras, sendo essas empregadas quando se deseja uma boa relação peso/proteção balística. Além disso, a busca por materiais ecologicamente corretos, que associem bom desempenho mecânico com sustentabilidade, tem sido muito frequente nos dias atuais. O presente trabalho foi direcionado ao estudo das propriedades mecânicas e balísticas apresentadas por compósitos reforçados com fibras lignocelulósicas, destinados a aplicações de blindagem. Foi realizada uma investigação a respeito das características das fibras de curauá (Ananas erectifolium) e carnaúba (Copernícia prunífera), examinando o diâmetro médio, análises morfológicas e químicas. A caracterização mecânica dos compósitos foi realizada utilizando as fibras de curauá e carnaúba nas distribuições contínuas e alinhadas por meio de uma produção manual de compósitos poliéster-fibras com 10, 20 e 30%v/v, por meio dos ensaios de tração, flexão e impacto Charpy. A partir desses resultados, produziu-se compósitos poliéster laminados, pela primeira vez, utilizou-se sistemas híbridos com camadas de tecidos de Aramida-Curauá, Aramida-Carnaúba e Curauá-Carnaúba, adotando o processo de moldagem por prensagem a frio. Todos os compósitos híbridos propostos possuem 30%v/v de fibras e foram produzidos na configuração não alternada, sendo submetidos a ensaios de impacto balístico considerando o nível de proteção e a velocidade residual. Os resultados balísticos mostraram que os sistemas Curauá-Carnaúba foram perfurados, ao contrário do sistema Aramida Curauá e Aramida-Carnaúba, não transpassados, os quais obtiveram um nível I de proteção balística. Além disso, por meio dos resultados de velocidade residual, confirmou a necessidade de tecidos, e não mantas, serem usados para aplicações balísticas desses compósitos. Os resultados são um forte indício do possível potencial de soluções de compósitos híbridas similares.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo de viabiliade econômica do processo de pirólise e craqueamento termo-catalítico em escala piloto utilizando-se material ligno-celulósico, lipídico, de óleo de palma (elaeis guineensis, jacq) e resíduo da neutralização do óleo de palma
(Universidade Federal do Pará, 2022-12) AMARAL, Anderson Rocha; SANTOS, Marcelo Costa; http://lattes.cnpq.br/5640587707776287; MACHADO, Nélio Teixeira; http://lattes.cnpq.br/5698208558551065
Neste trabalho, é apresentado um estudo de avaliação técnico-econômica da produção de bio-óleo, coque e gases, via o processo termo-catalítico de pirólise em batelada, seguido da destilação do bio-óleo para a produção de biocombustíveis. As matérias primas foram os resíduos de material base-lipídica (gordura/óleo de fritura residual das caixas de retenção de gordura do restaurante universitário da Universidade Federal do Pará – UFPA), material ligno-celulósico de sementes de açaí (Euterpe oleracea. Mart), óleo de palma e resíduo da neutralização do óleo de palma. A partir da literatura, são apresentados os rendimentos de produção do bio-óleo para cada experimento de pirólise e destilação e comparados com a literatura. Assim como, são apresentados os dados das características físico-químicas das matérias primas, do bio-óleo e da composição dos biocombustíveis produzidos (biogasolina, bioquerosenem disiel leve e diesel pesado). Os indicadores econômicos para a avaliação do projeto mais viável e pirólise seguida da destilação foram: a) o critério de payback simples, b) payback descontado, c) valor presente líquido (VPL), d) taxa interna de retorno (TIR) e índice de lucratividade (IL). A análise dos indicadores mostrou a viabilidade do material base lipídica, inviabilidade da matéria prima semente de açaí, viabilidade do óleo de palma e viabilidade do resíduo de neutralização do óleo de palma. O mínimo preço de venda do combustível (MFSP) obtido foi de 1,34 US$ / L para todos os projetos viáveis, com exceção do projeto utilizando-se o óleo de palma que foi de 1,59 US$/L. A análise de sensibilidade demonstrou que os rendimentos da pirólise e da destilação são os fatores mais importantes que afetam o MFSP
Acesso aberto (Open Access)
Evolução estrutural do hidro-carvão e cinética da decomposição da palha de milho no processamento hidrotérmico com H2O quente comprimida
(Universidade Federal do Pará, 2023-04-24) TERIBELE, Tiago; SANTOS, Marcelo Costa; http://lattes.cnpq.br/8380189608965320; MACHADO, Nélio Teixeira; http://lattes.cnpq.br/5698208558551065
Neste trabalho, investigou-se de forma sistemática o efeito do tempo de reação e da razão biomassa/H2O na evolução estrutural do hidro-carvão e na cinética do processamento hidrotérmico da palha de milho com H2O quente comprimida. Os experimentos foram realizados a 250 °C, taxa de aquecimento de 2,0 °C/min, razão biomassa/H2O de 1:10, tempos de reação de 60, 120 e 240 minutos, e a 250 °C, tempo de reação de 240 minutos, taxa de aquecimento de 2,0 °C/min, e razão biomassa/H2O de 1:10, 1:15 e 1:20, usando um reator de tanque agitado em escala piloto de 5 galões. A caracterização dos hidro-carvões foi realizada por análise termogravimétrica, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva de raios X, difração de raios X e análise elementar (C, N, H, S). As propriedades físico-químicas dos hidro-carvões foram analisadas em termos de matéria seca (MS), teor orgânico total (TOC) e cinzas. Os rendimentos das fases sólida e gasosa diminuem linearmente com a diminuição da razão biomassa/H2O, enquanto o rendimento da fase líquida aumenta de forma linear. Mantendo-se a razão biomassa/H2O constante, os rendimentos dos produtos de reação das fases sólidas, líquidas e gasosas variaram entre 52,97 e 35,82% (m./m.), 44,84 e 54,59% (m./m.) e 2,19 e 9,58% (m./m.), respectivamente. O rendimento dos hidro-carvões diminui exponencialmente com o tempo de reação, enquanto os rendimentos das fases líquida e gasosa aumentam exponencialmente com o aumento do tempo de reação. A análise termogravimétrica (TG/DTG) mostrou que o tempo de reação de 60 minutos não foi suficiente para carbonizar a palha de milho, mantendo-se a razão biomassa/H2O constante. Mantendo-se o tempo de reação constante, a análise termogravimétrica (TG/DTG) mostrou que o aumento da razão H2O/biomassa piora a carbonização da palha de milho. Mantendo-se a razão biomassa/H2O constante, as microscopias (MEV) mostraram que a estrutura morfológica original da palha de milho permaneceu praticamente inalterada à 60 minutos, enquanto que, ao manter-se o tempo de reação constante, as microscopias (MEV) demostram que a microestrutura da planta mantém parte de sua morfologia original, demonstrando que uma diminuição na razão biomassa/H2O piora a carbonização da palha de milho. A análise de espectroscopia de energia dispersiva de raios X nos hidro-carvões mostrou que o teor de carbono aumenta com o tempo de reação, mantendo-se a razão biomassa/H2O constante, enquanto que, mantendo-se o tempo de reação constante, o teor de carbono nos hidro-carvões diminui com o aumento da razão H2O/biomassa. A cinética de degradação da palha de milho foi correlacionada com um modelo exponencial de pseudo-primeira ordem, exibindo um erro quadrático médio (r2) de 0,996, demonstrando que a cinética de degradação da palha de milho com H2O quente comprimida, expressa como formação de hidro-carvão, pode ser descrita por um modelo cinético de decaimento exponencial.
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)
O Uso de polímeros reciclados na construção civil: uma proposta de habitação sustentável
(Universidade Federal do Pará, 2023-02-01) FERREIRA, Taiza Naiana da Silva; DIAS, Carmen Gilda Barroso Tavares; http://lattes.cnpq.br/2113791118142177
Nas últimas décadas, o desenvolvimento urbano trouxe como consequência a produção desequilibrada de materiais plásticos como resíduos, resíduos estes que podem ser reaproveitados como matéria-prima de um novo ciclo produtivo. Este trabalho apresenta uma proposta de habitação sustentável com a utilização de pisos, blocos para vedação com manta termo-acústica e telhas sustentáveis. Para o preparo destes, foram montados equipamentos de rotomoldagem e moldagem por compressão. Utilizaram-se resíduos de polímeros e de fibras naturais, para a confecção destes elementos construtivos. Os polímeros utilizados para o desenvolvimento de piso foram poliestireno (PS) de copos descartáveis; blocos ecológicos que foram modelados e processados a partir embalagens pós-consumo de polipropileno (PP) e polietileno de alta densidade (PEAD). As telhas foram moldadas a partir de laminados descartados; os pisos se tornaram resistentes a abrasão pela presença de fibras de babaçu. Os blocos propiciaram conforto acústico pela inclusão de mantas de fibra de açaí. As paredes foram montadas por blocos e produto comercial para assentamento e sobreposição. Habitações como modelo de reciclagem de materiais descartados no meio ambiente serão capazes de gerar destinação adequada, proporcionando renda, aumento do ciclo de vida desses materiais, produzindo produto ecológico na construção civil e atendendo pelo menos, quatro dos Objetivos do Desenvolvimento Sustentável-ODS da Organização das Nações Unidas.

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