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 do escoamento magnetohidrodinâmico micropolar de sangue e da captura magnética de nanopartículas em vasos sanguíneos
(Universidade Federal do Pará, 2025-05-09) PONTES, Fábio de Andrade; MIYAGAWA, Helder Kiyoshi; http://lattes.cnpq.br/5848592858919971; MACÊDO, Emanuel Negrão; http://lattes.cnpq.br/8718370108324505
O objetivo do presente trabalho é analisar numericamente o escoamento pulsátil magnetohidrodinâmico bidimensional transiente de sangue micropolar considerando as transferências de calor, massa e quantidade de movimento através de um vaso sanguíneo na presença de campo magnético aplicado na região de uma estenose simétrica. O escoamento é considerado laminar e incompressível e as nanopartículas magnéticas são injetadas no vaso sanguíneo e capturadas pela ação do campo magnético na estenose. O Método das Linhas (MOL) foi aplicado na discretização espacial da variável radial do modelo original 2Dtransiente transformando-o em um sistema de EDPs 1D-transientes, o qual foi resolvido numericamente pela subrotina NDSolve do software Mathematica 13.1. Os resultados do MOL convergido são verificados com os resultados gerados pela subrotina NDSolve aplicada diretamente no modelo original 2D-transiente e ambas são também comparadas com uma solução analítica obtida para o caso limite, obtendo uma boa concordância entre elas. São estudados os efeitos de parâmetros do modelo físico como os números de Lewis, Hartmann e Womersley, a constante cinética de morte de nanopartículas e o número de Biot de massa. Os resultados evidenciam que na estenose o escoamento é desacelerado devido ao campo magnético, bem como a microrrotação. O campo de fração de nanopartículas também é afetado pela presença do campo magnético, sendo a concentração aumentada na região da estenose. A velocidade e a microrrotação médias aumentam na estenose devido ao estreitamento do lúmen arterial. A temperatura e fração volumétrica de nanopartículas médias também são elevadas na região estenótica devido à ação do campo magnético.
Acesso aberto (Open Access)
Análise microestrutural e de propriedades mecânicas de revestimentos soldados por SAW e GMAW-CW
(Universidade Federal do Pará, 2016-01) CARVALHO, Márcio Corrêa; SOUZA, José Antônio da Silva; http://lattes.cnpq.br/6157348947425968; BRAGA, Eduardo de Magalhães; http://lattes.cnpq.br/4783553888547500
Revestimentos depositados por soldagem tem sido largamente empregados em diversas areas da industria da mineração. Os processos de soldagem a arco, gas e metal ou metal inert/active gas (MIG/MAG) ou gas metal arc welding (GMAW), a arco, gas e metal com adição do arame frio ou gas metal arc welding and cold wire (GMAW-CW) e soldagem a arco submerso submerged arc welding (SAW), têm sido estudados com foco na aplicação de revestimentos resistentes ao desgaste. O uso de processos com alta produtividade e com exibilidade para alteração da composição química mostra-se no caso do processo SAW como viavel, e promissor no caso do processo GMAW-CW, na aplicação de revestimentos resistentes ao desgaste. Neste trabalho foram investigados a microestrutura e as propriedades mecânicas de revestimentos resistentes ao desgaste obtidos pelo processo SAW e GMAW-CW em revestimentos de carbetos de cromo primario (RCC) e revestimentos ferrticos de segunda fase (RFe-SF). As tecnicas de caracterização estrutural convencionais como microscopia optica (MO) e espectroscopia de emissão optica (EEO), e avancadas como difração de raios X (DRX) e difração de eletrons retroespalhados (DERE) ou electron backscattered di raction (EBSD), identicaram as fases (M7C3, M23C6, austenita e ferrita), defeitos (trincas, pos não-dissolvidos e porosidades) e mecanismos de formação de defeitos (trincas de solidicação e falhas de fabricação) nestes revestimentos. As tecnicas de caracterização de propriedade mecânicas convencionais como microdureza e não convencionais como o teste de impacto abrasão compacto (TIAC) apresentaram-se como importantes ferramentas no estudo do desgaste de revestimentos depositados por soldagem. Os RFe-SF's e RCC apresentaram um crescimento da perda de massa ao longo do tempo de ensaio. O RCC apresentou a menor taxa de perda massa, 48,1 % menor que o RFe-SF de maior razão de arame frio (rAF) e 61,4% menor que o RFe-SF de menor rAF. A taxa de perda de massa aumentou com a rAF. A taxa de perda de massa do RFe-SF de menor rAF e 34,6 % maior que a do RFe-SF de maior rAF. A taxa de perda de massa em relação a rAF , comportou-se de forma inversa em relação a microdureza, ou seja, quanto maior a microdureza menor a perda de massa.
Acesso aberto (Open Access)
Aplicação da técnica da transformada integral generalizada e do método de Monte Carlo via cadeia de Markov na dinâmica de transporte de massa e cinética em biossensores SPR
(Universidade Federal do Pará, 2026-04-30) MOURA, Carlos Henrique Rodrigues de; QUARESMA, João Nazareno Nonato; http://lattes.cnpq.br/7826389991864785; https://orcid.org/0000-0001-9365-7498; MACÊDO, Emanuel Negrão; PONTES, Péricles Crisiron; VIEGAS, Bruno Marques; COTTA, Renato Machado; http://lattes.cnpq.br/8718370108324505; http://lattes.cnpq.br/4114994248612791; http://lattes.cnpq.br/1196600058247902; http://lattes.cnpq.br/2974805638656106; *******; https://orcid.org/0000-0002-1787-9344; https://orcid.org/0000-0002-2768-652X; https://orcid.org/0000-0003-0965-0811
O estudo das interações biomoleculares é essencial para a biologia e a farmacologia, sendo os biossensores de Ressonância de Plásmons de Superfície (SPR) ferramentas de referência devido à sua capacidade de detecção em tempo real e sem o uso de marcadores (label-free). No entanto, a análise precisa e acurada das constantes cinéticas a partir de dados brutos é frequentemente dificultada por limitações de transporte de massa (MTL) e pela complexidade intrínseca das reações na superfície do sensor. Diante deste desafio, a presente tese propõe uma abordagem híbrida inovadora para a modelagem matemática e a estimação de parâmetros em biossensores SPR, unindo métodos numérico-analíticos e inferência estocástica. Para a resolução do problema direto, foram formulados modelos matemáticos baseados em equações diferenciais parciais de convecção-difusão acopladas à reação de superfície. A tese expande as abordagens tradicionais e analisa três mecanismos de interação: o modelo de ligação de Langmuir 1:1, o modelo de ligação sequencial em dois sítios (para analitos bivalentes) e o modelo de ligação competitiva (dois analitos competindo por um mesmo sítio). Tais sistemas foram resolvidos com a Técnica da Transformada Integral Generalizada (GITT). O desempenho do método foi verificado por comparação com o Método das Linhas (MoL) e com dados da literatura, revelando que a GITT garante controle automático de erro, alta precisão e notável eficiência computacional frente a abordagens puramente numéricas. Para o problema inverso, a pesquisa aplicou a inferência estatística bayesiana via método de Monte Carlo por Cadeias de Markov (MCMC), utilizando o algoritmo de Metropolis-Hastings. Este método foi empregado para estimar os parâmetros cinéticos de associação e dissociação. A verificação inicial dos códigos foi realizada com dados simulados corrompidos por ruído gaussiano, nos quais as cadeias de Markov convergiram para os valores exatos. Posteriormente, o modelo foi validado com dados experimentais reais da interação entre a proteína spike (RBD) do SARS-CoV-2 (tipos selvagem e quimérico) e a enzima humana ACE2. A metodologia estimou os parâmetros cinéticos em boa concordância com a literatura, demonstrando que a variante quimérica possui maior afinidade de ligação. Conclui-se que o arcabouço integrando GITT e MCMC preenche uma importante lacuna na análise de SPR. Ele possibilita a avaliação precisa de interações moleculares complexas sob limitação de transporte, além de fornecer distribuições completas a posteriori e quantificação rigorosa de incertezas, resultando em diagnósticos e interpretações cinéticas altamente confiáveis.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação de potencial hidrocinético à jusante de centrais hidrelétricas
(Universidade Federal do Pará, 2017-12) HOLANDA, Patrícia da Silva; MESQUITA, André Luiz Amarante; http://lattes.cnpq.br/1331279630816662; SECRETAN, Yves; BLANCO, Claudio José Cavalcante; http://lattes.cnpq.br/8319326553139808
É possível maximizar o rendimento de empreendimentos hidrelétricos, aproveitando a energia remanescente a jusante de barragens a partir da instalação de turbinas hidrocinéticas. Nesse contexto, são apresentados dois estudos de casos de usinas hidrelétricas, um de grande porte Tucuruí, construída no rio Tocantins, na Amazônia, e outro de médio porte Bariri no rio Tietê, no Sudeste do Brasil. Nos projetos de centrais hidrocinéticas, é fundamental o dimensionamento do diâmetro do rotor e da velocidade da água, os quais dependem, respectivamente, das profundidades e velocidades dos rios. Assim, o modelo de Saint-Venant foi aplicado as regiões de estudos. A calibração do modelo foi realizada através de uma regressão linear entre as vazões medidas e simuladas para ambos, resultando em uma correlação de 0,99. A validação foi realizada para um ponto do rio Tocantins com velocidades medidas via ADCP. As velocidades medidas são comparáveis às velocidades simuladas pelo modelo. Assim, foi gerada uma curva de potência entre as vazões medidas e as velocidades simuladas para o ponto que teve suas velocidades validadas, obtendo-se uma correlação de 0,96. Essa mesma curva foi utilizada para estimativas de velocidade, calculando-se a densidade energética e definindo-se a velocidade de projeto para UHEs Tucuruí igual a 2,35 m/s e Bariri 2,25 m/s. Com a velocidade de projeto definida, foram selecionados 10 pontos UHE Tucuruí 1 ponto UHE Bariri para a implantação das turbinas hidrocinéticas. As velocidades desses pontos foram determinadas com o mesmo método usado para a validação das velocidades. Os pontos foram selecionados com base no canal do reservatório de jusante Tucuruí e no final da bacia de dissipação Bariri , o qual possui as maiores profundidades e velocidades sendo convenientes para uma maior geração de energia. Considerando a profundidade do rios e a tecnologia disponível para a sua fabricação, definiu-se para o estudo de grande porte o diâmetro do rotor em 10 m e para o de médio porte 2,1 m. Com a velocidade de projeto definida, o projeto do rotor foi realizado pela metodologia BEM (Blade Element Momentum), permitindo a definição de uma curva de potência instalada da turbina em função da velocidade do rio. Em termos de energia gerada as 10 turbinas podem gerar 2,04 GWh/ano. Esses números demonstram o real potencial do aproveitamento da energia remanescente de usinas hidrelétricas.
Acesso aberto (Open Access)
Caracterização de material compósito incorporado com fibras de bambu (Bambusa Vulgaris) e resíduos sólidos industriais para utilizacao como componente estrutural para a construcao civil
(Universidade Federal do Pará, 2020-03-12) SANTOS, Alessandro José Gomes dos; SOUZA, José Antônio da Silva; http://lattes.cnpq.br/6157348947425968
Na indústria vem crescendo a produção de materiais que tragam menos impactos ambientais e que possuam alta sustentabilidade, principalmente no que se diz respeito a fibras vegetais e resíduos industriais. Neste trabalho foram confeccionadas matriz de poliéster insaturada isoftálica plena, compósitos com fibra vegetal de bambu, compósitos com resíduos industriais (lama vermelha, caulim e cobre) e compósitos híbridos com variação na proporção de resíduos e fibras. Os resíduos foram utilizados com granulometria de 100 MESH e as fibras nos comprimentos de 15 mm e 30 mm, dispostas randomicamente dentro da matriz. Estas fibras foram utilizadas in natura e tratadas com NaOH a 5% durante o período de 2 (duas) horas. As fibras foram caracterizadas quanto às suas propriedades físicas, mecânicas e morfológicas. Os compósitos foram confeccionados pelo processo manual (hand lay-up) na forma de placas retangulares em molde metálico e prensados. Variaram-se as proporções das frações mássicas dos resíduos em 10 %, 20%, 30% e 40%, já a fração mássica de fibras foi variada de 1 %, 2% e 3 %. Para a produção dos compósitos híbridos a variação ocorreu até o nível máximo de saturação da matriz, com a proporção de resíduos/fibras de 10%/3%, 20%/3%, 30%/3% e 40%/3%, respectivamente. As fibras de bambu foram caracterizadas quimicamente por meio de análise dos teores de extrativos, lignina e holocelulose. Já os resíduos foram caracterizados ineralogicamente por meio de Difração de Raios-X (DRX). Os compósitos foram caracterizados fisicamente (porosidade aparente, absorção de água e massa específica aparente), mecanicamente (tração, flexão e impacto), retardância à chama e morfologicamente por meio de análise de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Para as análises de caracterização física foram produzidos 10 corpos de prova (CP’s) para cada série. Já nos ensaios mecânicos foram fabricados para os ensaios de tração 10 CP’s, enquanto que para os ensaios de flexão e impacto foram 8 CP’s para cada série. Esta mesma quantidade foi utilizada para os testes de retardância de chamas. Após os ensaios físicos foi observado uma pequena variação com adição de fibras e um aumento na Massa Específica Aparente com a adição dos resíduos e das fibras na matriz. Na análise por meio de caracterização mecânica de tração obtiveram-se os melhores resultados de limites de resistência nos valores de 33,05 MPa para compósitos com 3% de fibras de bambu tratadas com 15 mm de comprimento e 33,11 MPa com fibras de bambu com 30mm de comprimento sem tratamento. Já com a incorporação de resíduos chegou ao valor de 40,25 MPa. Nas frações híbridas o valor chegou a 41,07 MPa com adição de 20% de resíduo de caulim/3% de fibras de bambu nos comprimentos de 15mm com tratamento. Já nos ensaios de flexão os resultados foram de 150,94 MPa para a adição de fibras com 30mm tratadas, de 140,34 MPa para adição de 20% de resíduo de caulim e nos híbridos de 137,27 MPa para a adição de 30% de resíduo de caulim/3% de fibras de bambu com 30mm tratadas. Nos ensaios de impacto os melhores resultados foram de 23,02 kJ/m² para adição de 10% do resíduo de cobre e de 38,56 kJ/m² para a adição de 20% de resíduo de cobre/3% de fibras de bambu com 30 mm de comprimento tratadas.
Acesso aberto (Open Access)
. Caracterização física, aspectos morfológicos, comportamentos térmico e mecânico do pecíolo do miriti como um material potencial para aplicações em pás de turbinas eólicas.
(Universidade Federal do Pará, 2024-10-28) GOMES, Igor dos Santos; VAZ, Jerson Rogério Pinheiro; http://lattes.cnpq.br/1623983294183975; WOOD, David Home
Em muitas pás de turbinas eólicas de pequeno porte, o espaço interno entre as cascas laminadas é preenchido por um núcleo de material. Neste contexto, com o objetivo de possibilitar a aplicação em pás de pequeno e grande porte, nesta tese é apresentado o pecíolo da palmeira do miriti (PMP), como um material potencial para esse tipo de aplicação. O PMP é abundante na região amazônica e sua colheita não destrói a palmeira porque o pecíolo cresce novamente, então a colheita é totalmente sustentável e pode muito bem ter um papel importante no aumento da sustentabilidade na fabricação de turbinas eólicas. Foi realizada a determinação das propriedades físicas, aspectos morfológicos, comportamento térmico e mecânico do PMP em comparação à madeira balsa (BW). Além disso, foram considerados os benefícios de usar o pecíolo facilmente trabalhado para o núcleo em termos de fabricação, conforme demonstrado pela construção de uma pá de 0,598 m e desempenho de partida da turbina em simulação computacional e em túnel de vento. Os resultados mostraram que o PMP é cerca de 50% menos denso que a BW. Como consequência disto, a simulação de partida da turbina mostrou que a baixa massa específica da pequena pá feita usando pecíolo de miriti reduz o tempo de partida em 10% quando comparado ao poliestireno expandido (EPS) e 42% quando comparado à BW. Ainda que o PMP e a BW possuam aspectos morfológicos semelhantes por tratam-se de materiais naturais, a BW tende a absorver cerca de 3,60 % mais umidade e cerca de 9% mais água que o PMP. O comportamento térmico do PMP mostra que este material possui estabilidade térmica até cerca de 200 °C e não compromete o seu uso em boa parte dos processos e métodos de fabricação de turbinas eólicas. Em relação às propriedades mecânicas de tração, compressão, flexão e cisalhamento, foi observado que tanto a BW quanto a PMP mostraram ter comportamento elasto-plástico. A maioria das propriedades mecânicas da BW são maiores do que as da PMP, mas as propriedades específicas do PMP, no entanto, são maiores do que as da BW, exceto aquelas em que a aplicação da carga não coincide com a direção dos feixes vasculares. A este exemplo, a resistência elástica específica e módulo de elasticidade específico em tração com carga aplicada 90° em relação ao feixe vascular e tração com carga aplicada 0° em relação ao feixe vascular do PMP são cerca de 13,5 %, 3 %, 30 % e 61 % maiores que as da BW. Já resistência elástica específica em compressão GS do PMP é cerca de 18,5% maior que a da BW. No que se refere ao cisalhamento, a resistência elástica específica e o módulo de elasticidade específico são na faixa de 20 % e 54,5 % maiores em comparação aos da BW. Os resultados de fadiga mostram que o PMP possui uma vida útil em fadiga de cerca de 106 ciclos. Os testes em túnel de vento mostraram que, independentemente da velocidade do vento, os melhores resultados para coeficientes de potência, torque e empuxo são observadas nas configurações de 6 pás, cujos valores são, respectivamente, 0,3083, 0,1224 e 2,2993 para 6 pás, sendo a λopt igual a 2,519. Na análise dos resultados experimentais rotação, empuxo, torque e razão de energia cinética durante a partida da turbina foram observados os períodos pelos quais esta passa ao longo dos estados transientes e estacionários em consonância com resultados encontrados na literatura. Os resultados apresentados neste trabalho mostram que o PMP tem potencialidade para aplicação em pás de turbinas eólicas, na medida em que neste tipo de aplicação combinação de materiais sustentáveis, com propriedades mecânicas específicas significativas, dentre outras, tais como a baixa massa específica, tem o potencial de melhorar o projeto da turbina para reduzir significativamente o comportamento de partida e aumentar a faixa operacional de alta eficiência.
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)
Desenvolvimento e aplicação de metodologia para avaliação de desempenho hidroenergético de sistemas de abastecimento de água
(Universidade Federal do Pará, 2016-02-19) REGO, Augusto da Gama; PEREIRA, José Almir Rodrigues; http://lattes.cnpq.br/9918600634569244
A Tese de Doutorado teve por objetivo o desenvolvimento de metodologia e sua implementação em software para avaliação de desempenho hidroenergético de sistemas de abastecimento de água (SAA), bem como aplicação em sistema de escala real. A pesquisa foi executada em duas etapas: 1) foi modelado todo o processo de avaliação de desempenho hidroenergético, foram estabelecidas formulações para cálculo de perdas hidroenergéticas e implementada metodologia em software; 2) foi realizada a aplicação da metodologia em SAA de escala real, que necessitou de monitoramento de grandezas hidroenergéticas e de simulação computacional do mesmo SAA no Epanet 2.0. Os resultados da primeira etapa consistiram na definição de perdas hidroenergéticas, na conceituação de desempenho hidroenergético, na metodologia proposta (sequenciamento de ações e inerentes formulações matemáticas) para o cálculo de perdas hidroenergéticas e para avaliação de desempenho hidroenergético de SAA, na implementação da metodologia em software (batizado de SADHE2A) e no teste da metodologia com sucesso em SAA com dados sintéticos. Os resultados da segunda etapa foram consequência da aplicação da metodologia, com uso do SADHE2A – versão Beta, no SAA Guanabara (localizado na cidade de Ananindeua, Pará, Brasil), na qual foram verificadas perdas globais de água de 55,42%/m e perdas globais de energia elétrica consumida de 58,31% (ambos os desempenhos classificados como “ruim”) que ocasionaram impacto financeiro de -17.981,77 R$/mês (57,61% de toda a despesa com consumo de energia elétrica no SAA, desde a captação de água bruta até a entrega de água tratada ao consumidor). Por fim, a metodologia desenvolvida atendeu as expectativas da pesquisa para calcular as perdas de água e de energia elétrica consumida e avaliar o desempenho hidroenergético de SAA, com elevada potencialidade de uso no Brasil e no exterior.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo da extração de cobre utilizando contactores com membranas como alternativa ao processo convencional de extração por solvente
(Universidade Federal do Pará, 2013-12-27) OLIVEIRA, Kleber Bittencourt; FERRAZ, Helen Conceição; http://lattes.cnpq.br/1820877582714129; MACÊDO, Emanuel Negrão; http://lattes.cnpq.br/8718370108324505
Este trabalho estudou a extração de cobre utilizando contactores com membranas como alternativa ao processo SX convencional. Foram investigados os parâmetros relevantes do processo como, tipo e concentração de extratante, solvente, solução de strip, tempo e pH de operação. Além disso, foi desenvolvido um modelo matemático a partir de um sistema de equações diferenciais parciais resultantes do balanço de massa no sistema de contactor com membranas, utilizando como metodologia de solução a Técnica das Integrais Acopladas (CIEA). Os estudos experimentais realizados neste trabalho mostraram que uso de contactores com membranas na extração líquido-líquido de cobre é uma tecnologia promissora e viável, tendo potencial para substituir o método de extração por solvente por contato direto adotado atualmente obtendo-se 100% de extração de cobre utilizando LIX 84I 20% (v/v) como extratante, querosene como solvente, H2SO4 como solução de strip, em um tempo de operação de 80 minutos. Os resultados obtidos através da modelagem matemática e simulação do problema físico analisado neste trabalho foram comparados com os resultados experimentais e mostram-se satisfatórios, demonstrando a capacidade da CIEA em tratar problemas de transferência de massa em sistema de contactor com membranas.
Acesso aberto (Open Access)
Extração do óleo de tucumã-do-Pará (Astrocaryum vulgare) usando CO2 supercrítico visando o aumento de escala
(Universidade Federal do Pará, 2022-04-04) MENEZES, Eduardo Gama Ortiz; CARVALHO JÚNIOR, Raul Nunes de; http://lattes.cnpq.br/5544305606838748; https://orcid.org/0000-0002-4433-6580
Com a crescente demanda mundial por produtos e geração de riqueza, surge a necessidade de investir em novos processos sustentáveis e práticas de engenharia para a ampliação de escala. Assim, o objetivo deste trabalho foi obter óleo de tucumã-do-Pará (Astrocaryum vulgare) rico em β-caroteno usando CO2 supercrítico e verificar a adequação de duas novas equações de aumento de escala. Portanto, foram utilizadas duas isotermas e três pressões (40°C, 60°C, 150bar, 250bar, 400bar). Na condição que apresentou maior rendimento de extração de óleo e de β-caroteno foi realizado um estudo cinético, seguido da aplicação de uma nova equação baseada no teorema π de Buckingham. O maior rendimento de extração de óleo (31,49±0,04%) foi obtido a 60°C e 400bar com alta concentração de ácido oleico, sendo este rendimento similar ao valor obtido por soxhlet que foi de 32,73±0,59% de óleo. A aplicação do teste Tukey (p <0,05) mostra que não há diferença significativa entre o rendimento de extração obtido na isoterma de 40 °C e 60 °C na condição de pressão de 400bar. A maior concentração de β-caroteno (1351,8±0,02 μg/g) foi obtida a 40°C e 400bar, sendo a densidade do solvente considerada a variável mais significativa com maior influência na extração de β-caroteno. O estudo cinético feito com aplicação de uma nova proposta matemática baseada na correlação entre variáveis operacionais (vazão de solvente, massa de alimentação, altura e diâmetro do leito de extração), mecanismo de transferência de massa e constância do ângulo de inclinação das curvas cinéticas que, para a vazão de solvente de 10,93 g/min, na escala maior, a etapa difusiva controlava o mecanismo de transferência de massa.

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