Dissertações em Engenharia Química (Mestrado) - PPGEQ/ITEC

URI Permanente para esta coleçãohttps://repositorio.ufpa.br/handle/2011/2309

O Mestrado Acadêmico iniciou-se em 1992 e pertence ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química (PPGEQ) do Instituto de Tecnologia (ITEC) da Universidade Federal do Pará (UFPA).

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Acesso aberto (Open Access)
Ativação alcalina para a produção de geopolímeros a partir de resíduo industrial
(Universidade Federal do Pará, 2018-02-02) BRITO, Woshington da Silva; SOUZA, José Antônio da Silva; http://lattes.cnpq.br/6157348947425968
A construção sustentável do futuro, além de ter baixo consumo de energia e emissões de gases de efeito estufa também deve adotar o princípio do reaproveitamento de resíduos impactantes ao meio ambiente gerado pela cadeia produtiva. A cadeia produtiva do alumínio tem como um dos principais resíduos impactante ao meio ambiente a geração de cinza volante. Por esse motivo, a pesquisa concentrou-se em um material com propriedades cimentícias que reutilize esse resíduo impactante. Trata-se de um polímero inorgânico, formado pela ativação de aluminossilicatos (Al2O3. SiO2) amorfos, que reagem em um meio fortemente alcalino, chamado geopolímero. Como matéria-prima foram utilizadas cinzas volantes que é um resíduo mineral proveniente da combustão das caldeiras da empresa do município de Barcarena-PA, como fonte de aluminossilicato foi usado o caulim que passou por processo de queima a 800 ºC, e transformou-se em metacaulim. O silicato de sódio (Na2SiO3) e hidróxido de sódio (NaOH), foram utilizados como ativadores. As cinzas volantes cristalizam-se parcialmente durante a queima e perdem parte do seu estado amorfo, por isso suas propriedades reativas para combinar quimicamente durante a reação de geopolimerização são reduzidas. Para aumentar as propriedades reativas da cinza volante foi adicionado metacaulim. As amostras geopoliméricas e o resíduo sólido passaram por caracterização e, as principais análises envolvidas no processo, foram: difração de raios X (DRX), fluorescência de raio X (FRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e EDS. Também foram realizados ensaios de resistência a compressão dos traços no estado endurecido e foi feito o ensaio reológico do geopolímero no início da reação no estado fresco. Para razões de Davidovits na faixa 2,5 a 3,23 se obteve os melhores geopolímeros com resistência a compressão chegando a 25 MPa em 24 horas de cura. Para 60 dias de cura a temperatura ambiente os geopolímeros chegaram a atingir resistência de 45,36 MPa. A pesquisa realizada através das análises de caracterização das amostras e os ensaios mecânicos e reológicos se apresentaram de maneira satisfatória e demonstraram que os resíduos de cinza volante e metacaulim, quando ativados com silicato de sódio e hidróxido de sódio, são uma alternativa para possível aplicação de materiais geopoliméricos na construção civil.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação da formação zeolítica em sínteses com diferentes proporções de Si/Al via processo hidrotermal a partir de caulim durp (flint)
(Universidade Federal do Pará, 2023-02-23) FERREIRA, Aline Lopes; PINHEIRO, Alice dos Prazeres; http://lattes.cnpq.br/6671972168040423; MACÊDO, Emanuel Negrão; http://lattes.cnpq.br/8718370108324505
A síntese zeolítica é composta por diversos fatores reacionais, no qual ao se alterar uma condição, pode ocasionar na modificação significativa da tendência de intensidade dos cristais zeolíticos ou do tipo de zeólita formada. Nesse contexto, este trabalho tem o objetivo de explorar a mudança da proporção de Si/Al em diferentes períodos de tempo e analisar o produto formado. Inicialmente, foi realizada a caracterização do caulim duro através de análises de FRX, DRX, MEV, TG, DTG e DSC. Posteriormente, efetuou-se a calcinação do caulim duro a 650 °C por 2 horas, com finalidade de transformar o material de partida em metacaulinita facilitando a reestruturação em zeólita no meio reacional do processo hidrotermal dinâmico. Ao todo, foram realizadas 7 sínteses hidrotermais com proporções de Si/Al diferentes, cada uma com duração de 6 horas. Em cada síntese foi retirada alíquotas de meia em meia hora sendo filtradas, cujo líquido foi utilizado para realização da titulação, enquanto o material particulado do período de 1, 2, 4 e 6 horas foram aplicados para a verificação no Difratograma de Raios X (DRX) e MEV. Em todos os produtos foram observadas as fases cristalinas referentes à zeólita A, sodalita e em alguns pontos de faujasita e cancrinita. Diante dos dados obtidos, verificou-se que todas as composições utilizadas tiveram resultados satisfatórios com formação de zeólita desde 1 hora de síntese, ou seja, curto período de tempo. Além disso, foi possível verificar de forma visível através da intensidade dos picos e surgimento ou desaparecimento de tipos zeolíticos, a interferência do tempo e da proporção de Si/Al no meio. Além do DRX, utilizou-se a análise por dendrograma com intuito de identificar agrupamentos, ou seja, quais produtos tiveram características semelhantes podendo analisar intervalos de melhor formação. O MEV foi realizado com o material de 1 hora, verificando morfologia característica de zeólita A e sodalita principalmente nas proporções de Si/Al=1 e 1,5. A concentração de NaOH no meio, verificada por meio da titulação, apresentou pouco consumo deste reagente ao longo da síntese. Dessa forma, concluiu-se que as condições reacionais aplicadas no caulim duro mostraram capacidade de formar zeólitas, possibilitando a verificação da formação.
Acesso aberto (Open Access)
Dinâmica molecular de armazenamento de H2 em nanotubos de carbono sob ação de campo elétrico externo
(Universidade Federal do Pará, 2016-01-27) AIRES, Júlio Cesar Nunes; CHAVES NETO, Antônio Maia de Jesus; http://lattes.cnpq.br/3507474637884699; https://orcid.org/0000-0002-9730-3512
Foram analisadas várias propriedades termodinâmicas através de sistemas de simulações computacionais, onde se utilizou um nanotubo de carbono uma molécula de gás (H2), a temperatura inicial muito baixa, da ordem de 10-3K. Esta molécula de H2 foi escolhida devido à suas propriedades serem de grande aplicação, em diferentes ramos de estudo, das ciências físicas, químicas e biológicas. A molécula de H2 foi relaxada individualmente fora e dentro do nanotubo durante as simulações. Cada sistema foi submetido à influência de um campo elétrico uniforme paralelo ao nanotubo de carbono e o efeito térmico sobre a temperatura inicial nas simulações gerando o efeito evanescente. Devido ao campo elétrico, a molécula em baixa temperatura gira em órbita sobre o nanotubo de carbono enquanto se aumenta o valor do campo elétrico permitiu a variação do raio da órbita dos átomos. As quantidades calculadas foram as seguintes: a energia cinética, a energia potencial, a energia total, a variação da temperatura in situ, a entropia molar e o raio médio da órbita de átomos. Os dados sugerem apenas a ação do campo elétrico é suficiente para gerar o potencial atrativo evanescente e este sistema pode ser usado como um sensor selecionador de átomos.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo da influência do óxido de cálcio nas reações de estado sólido na produção de agregado cerâmico a base de aluminossilicatos e resíduo do processo Bayer
(Universidade Federal do Pará, 2023-02-10) BRITO, Carlos Eduardo Costa; SOUSA, Jose Antonio da Silva; http://lattes.cnpq.br/6157348947425968; MACÊDO, Emanuel Negrão; http://lattes.cnpq.br/8718370108324505
A grande preocupação em relação a geração de resíduos industriais está relacionada aos efeitos que estes materiais podem ter sobre o meio ambiente e a saúde humana, tendo em vista que os resíduos perigosos produzidos pela indústria necessitam de cuidado e atenção especial, pois se geridos de forma inadequada, podem vir a se tornar uma grave ameaça ao meio ambiente. Neste sentido, este trabalho mostra os estudos realizados para a reciclagem do resíduo proveniente do processo Bayer, como matéria prima na produção de agregado sintético, visando a construção civil. Além disso, este estudo analisou a influência do óxido de cálcio nas reações de estado sólido durante a sinterização na produção de agregados cerâmicos a base de resíduo do beneficiamento da bauxita por conta deste óxido, além de material fundente, também atuar na formação de vidro de menor viscosidade, podendo influenciar de forma positiva na resistência mecânica do material. Para a conformação dos agregados foi adotada uma composição à base de resíduo de bauxita e sílica com e sem adição de óxido de cálcio. As pelotas foram produzidas em tambor rotativo e sinterizado em temperaturas de 1180, 1200 e 1250 °C com patamar de queima de 3h. Para a caracterização das matérias-primas foram empregadas as técnicas de Fluorescência de Raios-X (FRX), Difração de Raios-X (DRX), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e Análise Termogravimétrica (TG). Para a caracterização do agregado foram realizados os ensaios de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), DRX e DSC das formulações compostas por resíduo de bauxita e argila com e sem a adição de óxido de cálcio. As propriedades físicas e tecnológicas determinadas foram: Absorção de água, porosidade aparente e massa específica aparente. Os estudos realizados neste trabalho mostram que o resíduo de bauxita pode ser aplicado como fonte de matéria-prima alternativa para a produção de agregado cerâmico sintético. Os resultados obtidos mostram ainda que a utilização do óxido de cálcio influenciou diretamente nas reações de estado sólido, principalmente na reação de formação de mulita. Desta forma, a produção de agregado sintético com adição de óxido de cálcio mostrou-se uma destinação promissora para o resíduo do processo Bayer.
Acesso aberto (Open Access)
Fotocatalisadores de dióxido de titânio dopados com metais de transição: síntese, caracterização e aplicação na fotodegradação de fármacos
(Universidade Federal do Pará, 2024-12-27) AZEVEDO, Carla Arnaud de; FARIA, Lênio José Guerreiro de; http://lattes.cnpq.br/7428609361678173
A fotocatálise heterogênea tem se mostrado promissora na remediação ecológica e no tratamento adequado de fármacos como contaminantes emergentes. Este estudo avaliou a atividade fotocatalítica de materiais sintetizados a partir da modificação da superfície do TiO₂ com metais de transição (cobre e cobalto) em concentrações de 0,5% e 1,5%, analisando as propriedades físicas, químicas e texturais dos materiais por análise de fisiossorção de N2 (BET), difratometria de raios x (DRX), microscopia eletrônica de varredura em conjunto com espectroscopia raios x por energia dispersiva (MEV-EDS) e espectroscopia vibracional na região de infravermelho (iv) por transformada de Fourier (FT-IR). Os ensaios experimentais foram realizados em fotorreator anular com lâmpada de vapor de mercúrio UV, seguindo o planejamento Box-Behnken, para avaliar a influência da massa de catalisador (50 – 150 mg.L - 1 ), concentração de fármaco (2 – 8 mg.L-1 ) e tempo de irradiação (60 – 120 min) na fotodegradação de acetaminofeno (ACT) e diclofenaco sódico (DCF). Os resultados de BET indicaram que os materiais possuem estrutura mesoporosa com diâmetro médio dos poros de 14,52 nm. A caracterização por DRX confirmou a estrutura mista de anatásio e rutilo e ausência de picos dos óxidos metálicos. A análise de MEV revelou superfícies irregulares formadas por grãos disformes e pequenas partículas atribuídas aos óxidos metálicos. O FT-IR mostrou bandas de estiramento O-H e Ti-O, características de materiais fotocatalíticos. O fotocatalisador FTCu1,5 foi escolhido para uso nos ensaios de fotodegradação dos fármacos devido à área superficial, porosidade e bom conteúdo de anatásio e cobre. Os ensaios de fotocatálise em comparação com os ensaios de fotólise apresentaram resultado superior, evidenciando a funcionalidade do fotocatalisador utilizado. Os percentuais de degradação chegaram a 100% para ambos os fármacos e a concentração da solução poluente apresentou um efeito negativo nas variáveis de resposta, indicando que a degradação aumenta com a redução da concentração inicial dessa solução. Os modelos polinomiais propostos apresentaram coeficiente de determinação (R²) > 0,9 e boa capacidade preditiva. As análises de Metodologia de Superfície de Resposta (MSR) e Função Desejabilidade indicaram que, é possível obter uma redução substancial na quantidade de fotocatalisador empregado, quando combinada com um ajuste adequado no tempo de irradiação. As condições ótimas dentro do domínio experimental para o ACT são mcat = 100 mg.L-1 , CFA = 2 mg.L-1 e tIRR = 75 minutos, resultando em EffACT(%) = 99,05% e para o DCF, as condições ótimas foram mcat = 72 mg.L-1 , CFA = 2 mg.L-1 e tIRR = 65 minutos, resultando em EffDCF(%) = 90,39%. O fotocatalisador desenvolvido degradou de forma significativa os fármacos e demonstrou ser promissor para aplicações em fotocatálise.
Acesso aberto (Open Access)
Influência da temperatura de calcinação na redução da hematita e na liberação do titânio na lama vermelha (resíduo do processo bayer)
(Universidade Federal do Pará, 2016-12-26) VIEGAS, Bruno Marques; MAGALHÃES, Edilson Marques; CV: http://lattes.cnpq.br/1570353513360972; MACÊDO, Emanuel Negrão; http://lattes.cnpq.br/8718370108324505
Neste trabalho foi proposto uma rota tecnológica visando a redução da hematita à magnetita e a liberação do titânio presente na lama vermelha oriunda da Hydro Alunorte. As análises de fluorescência e difração de raios X mostraram que a lama vermelha apresenta em sua composição aproximadamente 5% de óxido de titânio como anatásio e 28% de óxido de ferro nas formas de hematita e goethita. Sendo assim, a rota proposta possibilitará a obtenção de um material com características magnéticas o qual poderá ser utilizado como fonte de titânio após a extração dos compostos de ferro de forma magnética. Dessa forma, foi realizada a redução da hematita à magnetita, através de tratamento térmico em atmosfera redutora. Para a realização desta, foram realizadas misturas em diferentes concentrações de lama vermelha e carvão vegetal. Essas misturas foram calcinadas nas temperaturas de 500, 600 e 1000 ºC durante 2 horas. Em seguida, foram realizadas análises de difração de raios X, as quais mostraram que a hematita foi reduzida à magnetita em todas as condições experimentais e que para as misturas calcinadas a 1000 ºC, além da formação da magnetita, houve também a da maghemita. Através de análises de espectroscopia raman e microscopia eletrônica de varredura, verificou-se que para as temperaturas de calcinação de 500 e 600 ºC o titânio permaneceu na forma livre de anatásio, porém para a calcinação a 1000 ºC este passou para a forma combinada com ferro (ilmenita). A rota tecnológica possibilitou a formação de magnetita a partir da lama vermelha, a qual pode vir a ser extraída com a utilização de um separador magnético.
Acesso aberto (Open Access)
Inserção da temperatura no modelo de Langmuir aplicado na adsorção de íons cobre por zeólita 5A : experimental e estatística Bayesiana
(Universidade Federal do Pará, 2025-02-05) SOUSA, Ana Paula Souza de; RODRIGUES, Emerson Cardoso; http://lattes.cnpq.br/7459428211048580; HTTPS://ORCID.ORG/0000-0002-0303-4578; ESTUMANO, Diego Cardoso; http://lattes.cnpq.br/5521162828533153; https://orcid.org/0000-0003-4318-4455
O tratamento de águas residuais contaminadas por metais pesados representa um grande desafio ambiental, sendo a adsorção uma das principais abordagens para a remoção desses contaminantes, uma vez que apresenta alta eficiência na separação de moléculas. A compreensão da interação entre adsorvente e adsorvato é fundamental para prever a dinâmica em diferentes condições operacionais. Dessa forma, a utilização de técnicas de modelagem na predição de isotermas permite estimar o desempenho adsortivo, reduzindo a necessidade de experimentação intensiva, além de promover a otimização do processo. Considerando esses fatores, o presente trabalho objetivou o desenvolvimento de um modelo preditivo, capaz de estimar isotermas de adsorção de íons cobre por zeólita 5A em diferentes temperaturas. A metodologia envolveu a produção e caracterização do resíduo de caulim, metacaulim e produto zeolítico, utilizando técnicas de caracterização de Espectrometria de Fluorescência de Raios X (FRX), Difração de Raios X, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e análises térmicas de material por Termogravimetria (TG), Termogravimetria Diferencial (DTG) e Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) para obtenção da composição química, mineralógica, morfologia e estabilidade térmica do material. Experimentos de isotermas de adsorção de íons cobre foram realizadas nas temperaturas de 25 ºC, 35 ºC, 45 ºC, 55 ºC, 65 ºC, 75 ºC, 85 ºC e 95 ºC e, visando o estudo dos mecanismos de adsorção e da interação adsorvente/adsorvato, utilizou-se o Método de Monte Carlo Via Cadeia de Markov (MCMC) com o algoritmo Metropolis-Hastings para estimativa dos parâmetros de modelos e posterior ajuste aos dados experimentais. Com base nesses dados, o modelo de Langmuir foi adaptado para incorporação da temperatura na faixa de 25 ºC a 150 ºC por meio das etapas de calibração, validação e predição da dinâmica de adsorção. Os resultados das caracterizações confirmaram o potencial uso do resíduo caulinítico para síntese de zeólitas, bem como a formação da zeólita 5A por meio de suas composições química, mineralógica e morfologia. As isotermas revelaram que a capacidade de remoção de cobre aumentou proporcionalmente com a temperatura obtendo quantidade máxima de sorção de 754,85 mg/g a 95 ºC. A estimativa dos parâmetros validou a adaptação do modelo de Langmuir para diferentes condições térmicas, o qual mostrou-se eficaz na previsão das isotermas, otimizando o processo de adsorção em diferentes temperaturas, além de proporcionar uma boa estimativa do modelo e possibilitar a redução de extensas atividades experimentais.
Acesso aberto (Open Access)
Modelagem, simulação e estimação dos parâmetros por MCMC de um modelo que descreve a dinâmica de adsorção em uma coluna de leito fixo
(Universidade Federal do Pará, 2023-01-18) SOEIRO, Wilhamis Fonseca; VIEGAS, Bruno Marques; http://lattes.cnpq.br/1196600058247902; HTTPS://ORCID.ORG/0000-0002-2768-652X; ESTUMANO, Diego Cardoso; http://lattes.cnpq.br/5521162828533153; https://orcid.org/0000-0003-4318-4455
O tratamento de efluentes industriais é de extrema importância tanto para o meio ambiente quanto para a saúde humana. A purificação da água de componentes poluentes, como metais e compostos orgânicos, para reuso no processo industrial pode ser considerada uma das principais aplicações deste campo. Sendo assim, há o interesse em modelar um dos processos de tratamento mais utilizados, a adsorção. Visando descrever a dinâmica do processo em uma coluna de adsorção, neste trabalho é utilizado a fim de comparação, o método das linhas e a função pdepe (matlab) para solucionar o modelo formado pelo balanço de massa na fase líquida, equação de força motriz linear (LDF) e a isoterma de Langmuir para o equilíbrio. Uma avaliação do modelo variando algumas condições de experimento foi realizada, a partir da qual observou-se resultados congruentes com àqueles encontrados na literatura. Além disso, foi realizada análise de sensibilidade do fenômeno em relação aos parâmetros: constante de Langmuir, Coeficiente de transferência de massa intrapartícula e coeficiente de dispersão axial. Posteriormente foi feita a estimação desses parâmetros usando a técnica de Monte Carlo via cadeia de Markov (MCMC) utilizando dados experimentais encontrados na literatura. Por fim, de forma geral as estimativas foram boas o suficiente para representar a dinâmica de adsorção dos experimentos avaliados.
Acesso aberto (Open Access)
Produção de material zeolítico em escala semi piloto com o calor proveniente da dissolução de hidróxido de sódio
(Universidade Federal do Pará, 2025-02-05) LIMA, Haianny Beatriz Saraiva; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087; HTTPS://ORCID.ORG/0000-0002-2165-2628; ESTUMANO, Diego Cardoso; http://lattes.cnpq.br/5521162828533153; https://orcid.org/0000-0003-4318-4455
A crescente demanda por materiais zeolíticos, devido à sua alta capacidade de adsorção, seletividade e troca iônica, ressalta a necessidade de métodos de produção mais eficientes e sustentáveis. Desse modo, o estudo objetivou a produção de zeólitas em escala semi piloto a partir do resíduo de caulim, utilizando calor reacional para síntese hidrotermal e a aplicação dessas zeólitas na adsorção de íons cobre. A metodologia envolveu a secagem, desagregação e calcinação do resíduo caulinítico, seguido pela síntese do material zeolítico. As caracterizações dos materiais foram realizadas por meio das técnicas de Difração de Raios X (DRX), Fluorescência de Raios X (FRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Análise Termogravimétrica (TG), Termogravimétrica Diferencial (DTG) e Calorimétrica Exploratória Diferencial (DSC). Posteriormente, realizou-se isotermas de equilíbrio em temperaturas de 25 ºC, 35 ºC, 45 ºC, 55 ºC, 65 ºC, 75 ºC, 85 ºC e 95 ºC em conjunto com a estimativa de parâmetros para o estudo dos mecanismos de adsorção e interface adsorvato/adsorvente. Além disso, realizou-se a modelagem do processo de adsorção dos gases sulfeto de hidrogênio (H2S) e dióxido de carbono (CO2), utilizando dados experimentais provenientes da literatura e empregando modelos analíticos de curva de ruptura para descrever o fenômeno de adsorção em fluxo contínuo. Assim sendo, os resultados confirmaram a presença majoritária de caulinita no resíduo, a eficiência do processo de calcinação e a formação de material zeolítico, evidenciado pela composição mineralógica, química e pela morfologia cúbica característica da zeólita 4A e formas esféricas da sodalita. As análises térmicas elucidaram mudanças associadas à perda de água e transições de fase. Os testes de adsorção demonstraram que o material produzido foi eficaz na remoção de íons cobre, com uma quantidade máxima adsorvida de 782,76 mg/g a 95 ºC indicando uma boa interação entre o adsorvente e o adsorvato. Ademais, a utilização de técnicas Bayesianas para estimativa de parâmetros de modelos de isotermas e curvas de ruptura, possibilitou melhor entendimento da dinâmica dos processos. Por fim, o presente trabalho demonstrou a viabilidade da produção de zeólitas a partir do resíduo de caulim em escala semi piloto com o calor reacional, oferecendo uma abordagem com menor nocividade ao meio ambiente e reduzindo custos, por meio da reutilização de resíduo industrial e otimização energética do processo.
Acesso aberto (Open Access)
Simulação da separação e purificação do biodiesel de óleo de palma com CO2 supercrítico
(Universidade Federal do Pará, 2016-07-11) GONÇALVES, Aline Lobato; ARAÚJO, Marilena Emmi; http://lattes.cnpq.br/8983914018546682
O biodiesel tem atraído atenção crescente em todo o mundo nos últimos anos. A produção de biodiesel a partir de biomassa envolve etapas de separação e purificação. Nessas etapas, o método geralmente utilizado, a lavagem aquosa, possui desvantagens como a grande geração de efluentes líquidos e formação de emulsões. O objetivo deste trabalho é investigar a purificação de biodiesel utilizando o dióxido de carbono, que nas condições supercríticas apresenta propriedades capazes de separar a fase glicérica da fase esterificada (biodiesel), gerando produtos de maior qualidade e menor gasto com tratamento de efluentes. Neste estudo foram realizadas duas simulações para análise e investigação da purificação do biodiesel de óleo de palma bruto. Ambas configurações desenharam o projeto do processo de maneira convencional, via rota etílica por catálise básica até a etapa de reação. O “caso 1” utilizou uma coluna de destilação fracionada para a separação do excesso de etanol e uma coluna de extração líquido-líquido empregando água como solvente, para a separação do glicerol. O “caso 2” aplicou uma coluna de fracionamento em contracorrente, utilizando, para a etapa de separação do glicerol, dióxido de carbono supercrítico como solvente e, para a separação do excesso de etanol, um vaso flash na purificação final do biodiesel. O simulador utilizado foi o Aspen HYSYS V8.4 que através de parâmetros binários, ajustados com as equações de estado de Soave-Redlich-Kwong (SRK) e Redlich-Kwong-Aspen (RK-ASPEN) para os sistemas de estudo, executou as simulações de forma adequada. O CO2 supercrítico mostrou-se eficiente na separação do glicerol, haja vista que o biodiesel produzido com esta tecnologia de purificação atendeu as principais normas da ANP.
Acesso aberto (Open Access)
Simulação do escoamento EMHD de um fluido micropolar em um duto quadrado utilizando a técnica da transformada integral generalizada
(Universidade Federal do Pará, 2023-04-28) SOUZA, Andreo Carlos Magalhães; MIYAGAWA, Helder Kiyoshi; http://lattes.cnpq.br/5848592858919971; HTTPS://ORCID.ORG/0000-0001-9346-4696; QUARESMA, João Nazareno Nonato; http://lattes.cnpq.br/7826389991864785; https://orcid.org/0000-0001-9365-7498
Este trabalho tem como objetivo realizar as análises cinética, microrrotacional e térmica de um escoamento eletromagnetohidrodinâmico (EMHD) de um fluidor micropolar no interior de um duto de seção quadrática submetidas a um campo magnético externo, onde a formulação matemática leva em consideração uma diferença de pressão pulsátil. O escoamento é transiente, bidimensional em regime laminar e têm propriedades físicas constantes. As Equações diferenciais não lineares resultantes (Equação de Navier-Stokes, Equação da Microrrotação e Equação da Energia) foram resolvidas a partir da técnica híbrida (analítico-numérica) GITT (Técnica da Transformada Integral Generalizada) e foi sintetizado um código computacional no software Wolfram Mathematica v. 11.3 com o objetivo da resolução numérica do modelo proposto. Visando analisar a consistência da técnica, foi feita inicialmente a análise de convergência das variáveis velocidade central, microrrotação central, temperatura central, velocidade média, temperatura média, tensão na parede e número de Nusselt. Em seguida é apresentada a verificação numérica do método comparando os resultados da GITT com o da rotina NDSolve do software utilizado. Também é realizada a análise dos parâmetros envolvidos no escoamento (número de Strouhal, número de Hartmann, número de Prandtl, número de Eckert, parâmetro elétrico, parâmetro de micropolaridade, gradiente de pressão médio, viscosidade de microrrotação e frequência do pulso de pressão) e a interpretação física da variação de cada um deles.
Acesso aberto (Open Access)
Síntese de sodalita para adsorção utilizando como fonte de calor a variação de entalpia de dissolução dos reagentes
(Universidade Federal do Pará, 2016-12-29) COELHO, Danilo dos Santos; ROCHA JUNIOR, Carlos Augusto Ferreira da; http://lattes.cnpq.br/9333542718006007; SOUZA, José Antônio da Silva; http://lattes.cnpq.br/6157348947425968
As zeólitas são materiais cerâmicos formados por quatro átomos de oxigênio envolvendo um cátion, rearranjados em tetraedros interligados e apresentando canais e “gaiolas” como um arcabouço de cavidades abertas, normalmente ocupadas por moléculas de água e por cátions extraestruturais capazes de realizar troca iônica. O objetivo deste trabalho foi sintetizar zeólita do tipo sodalita a partir de caulim de enchimento (CE) com uso de manta de aquecimento e/ou calor de dissolução do hidróxido de sódio e do silicato de sódio, bem como avaliar o custo energético da síntese zeolítica somente com calor de dissolução e, assim elaborar através do material sintetizado pellets de composição variada de sodalita, e outros materiais como argila tratada, carvão e cabelo a fim de estudar o efeito sobre a eficiência na adsorção de vapor d’água e de íon cobre. A zeólita utilizada para a conformação dos pellets foi sintetizada utilizando caulim de enchimento calcinado a 600 ºC, hidróxido e silicato de sódio e água destilada. Os produtos zeolíticos, bem como os materiais de partida foram caracterizados por Difração de Raios X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Analises Térmica (DSC, DTG, TG). A partir das condições reacionais estudadas foi possível obter material zeolítico em curto espaço de tempo 3, 6, 9, 12, 15 min utilizando calor de dissolução e 30 e 60 min empregando o calor de dissolução e manta de aquecimento. Através do material zeolítico obtido, bem como seus pellets, foram realizados testes de adsorção de vapor d’água em sistemas com e sem controle de umidade, assim como adsorção de íon cobre em que a concentração final foi medida em espectrofotômetro modelo Uv-1800. Os resultados mostraram que a adsorção de vapor d’água com e sem controle de umidade aplicando sodalita pulverizada e em pellets tiveram valores estatisticamente similares. Já a adsorção do íon cobre teve uma boa eficiência quando comparado a outros estudos disponíveis na literatura.
Acesso aberto (Open Access)
Soluções híbridas com uso de transformadas integrais na análise do escoamento em mancais de escora circulares
(Universidade Federal do Pará, 2014-12-15) MEDEIROS, Nielson Veloso; QUARESMA, João Nazareno Nonato; http://lattes.cnpq.br/7826389991864785; https://orcid.org/0000-0001-9365-7498
O presente trabalho explora a modelagem e solução da equação de Reynolds e simulação do problema de lubrificação hidrodinâmica em mancais de escora circulares com sapatas de Rayleigh e sapata fresada. A modelação matemática do problema de escoamento hidrodinâmico em mancais com a consideração dos termos inerciais centrífugos produz uma versão modificada da genérica Equação de Reynolds, denominada equação de Reynolds com termos inerciais. Esta equação é solucionada pelo método da técnica de transformada integral generalizada (GITT), onde este transforma a equação de Reynolds gerando um sistema de equações ordinárias, infinito e não-linear para a obtenção da solução analítico-numérica do campo de pressão do filme fluido, da carga suportada e da potência consumida pelo mancal, onde estes parâmetros de desempenho dependem da geometria adotada para o mancal. Assim, quatro algoritmos foram originados pelo sistema transformado, sendo que a diferença entre eles são as geometrias escolhidas para os mancais, porém todos os códigos computacionais fizeram uso da forma tradicional da GITT. Todos os códigos foram implementados em linguagem FORTRAN 90/95 e solucionados através da rotina BVPFD da biblioteca do IMSL (1987). A solução para a equação de Reynolds do referido trabalho expressa por meio do potencial de transferência adimensional P(r,), que foi encontrado para as diversas combinações dos coeficientes adimensionais que constituem os termos desta equação. Foi verificada a aplicabilidade da técnica através da comparação dos resultados provenientes do uso da GITT aos valores encontrados pelo método de volumes finitos (MVF) nos trabalhos publicados por Blanco e Prata (1998, 2014). Foi verificado o comportamento dos campos de pressão variando-se os tamanhos da série obtidos pelos códigos computacionais. Os resultados apresentam razoáveis convergências.

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