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Submissões Recentes
Transição para Hidrogênio de Baixo Carbono em Refinarias:
(2025-12-18) Toledo Filho, José Henrique de; Orientação
As emissões atmosféricas associadas ao refino de petróleo incluem, além daquelas provenientes da queima de combustíveis fósseis, as decorrentes da produção de hidrogênio que é utilizado no processo de hidrodessulfurização (HDS) para remoção de enxofre do diesel. No Brasil, a rota predominante para esse insumo é a reforma a vapor do gás natural (Steam Methane Reforming - SMR), amplamente consolidada e economicamente competitiva, porém responsável por elevados níveis de carbono equivalente. Nesse contexto, a problemática deste trabalho consiste em avaliar alternativas tecnológicas capazes de reduzir ou substituir as emissões inerentes ao hidrogênio cinza, alinhando o setor às crescentes exigências ambientais e aos incentivos legislativos para descarbonização. Assim, o objetivo é analisar a viabilidade técnico-operacional da produção de hidrogênio de baixa emissão por eletrólise da água para aplicação em HDS. Para isso, foi realizado o dimensionamento da demanda de hidrogênio nas refinarias brasileiras, bem como os consumos hídricos e energéticos envolvidos, e comparando-os com os da rota SMR. A metodologia adotada inclui revisão bibliográfica, levantamento de dados operacionais disponibilizados pela Agência Nacional do Petróleo (ANP) e elaboração de quatro cenários comparativos de implantação do sistema. Os resultados indicam que a substituição integral da produção atual de H2 por eletrólise da água, apresenta menores consumos de água e energia em relação ao cenário de abatimento parcial das emissões. Contudo, dada a complexidade regulatória e os incentivos econômicos previstos, torna-se necessária uma análise econômica futura para validar a viabilidade do cenário de abate. Assim, um cenário de transição foi proposto, no qual a eletrólise opera inicialmente de forma complementar, reduzindo a intensidade emissiva e contribuindo como crédito de carbono sem interromper a operação existente. Logo, a eletrólise da água é uma alternativa estratégica para a descarbonização progressiva das refinarias, especialmente quando considerada sob a ótica das políticas públicas e do reduzido consumo hídrico associado à tecnologia em comparação à rota SMR. Portanto, o estudo oferece base conceitual relevante para análises futuras de impacto ambiental, econômico e de implementação tecnológica.
Produção e caracterização de compósito à base de Pla+Pó de casca de ostra: uma opção biodegradável
(2026-02-19) Lima, Rômulo Augusto Souza
Este estudo verificou a viabilidade de produção de um compósito verde à base de ácido polilático (PLA) reforçado com pó de casca de ostra, caracterizando sua microestrutura e propriedades mecânicas por meio de técnicas convencionais de moldagem e análise. O objetivo geral consistiu em produzir o compósito via moldagem por injeção manual e avaliar sua morfologia superficial e rigidez elástica, enquanto os objetivos específicos envolveram a preparação do reforço para otimizar a interface matriz-partícula, a comparação de propriedades mecânicas entre PLA virgem e reforçado. Foi realizado caracterização inicial por MEV e medição do módulo de elasticidade dinâmico por excitação por impulso. Os resultados em comparação com a literatura foram diferentes, comprovando a inviabilidade de um processamento manual sem controle de parâmetros. Porém, a análise microscópica valida o uso de resíduos de ostra como um reforço sustentável.
Resumen
Este estudio verificó la viabilidad de producción de un compuesto verde a base de ácido poliláctico (PLA) reforzado con polvo de cáscara de ostra, caracterizando su microestructura y propiedades mecánicas mediante técnicas convencionales de moldeo y análisis. El objetivo general consistió en producir el compuesto vía moldeo por inyección manual y evaluar su morfología superficial y rigidez elástica, mientras que los objetivos específicos involucraron la preparación del refuerzo para optimizar la interfaz matrizpartícula, y la comparación de propiedades mecánicas entre PLA virgen y reforzado. Se realizó caracterización inicial por MEV y medición del módulo de elasticidad dinámico por excitación por impulso. Los resultados, en comparación con la literatura, fueron diferentes, comprobando la inviabilidad de un procesamiento manual sin control de parámetros. Sin embargo, el análisis microscópico valida el uso de residuos de ostra como un refuerzo sostenible.
Formulação de biotinta de goma xantana com pluronic F127 para produção de matriz extracelular
(2025-12-18) Mattos, Vitor de
A bioimpressão 3D consolidou-se como uma tecnologia transformadora na medicina regenerativa, visando o desenvolvimento de substitutos biológicos funcionais. Contudo, a eficácia desta abordagem na manufatura aditiva é frequentemente restringida pelo "paradoxo da printabilidade-bioatividade", dilema que opõe a necessidade de alta viscosidade para fidelidade estrutural às condições fisiológicas ideais para a sobrevivência celular. O Pluronic F127 (PF), um copolímero tribloco anfifílico (PEO-PPO-PEO), embora amplamente utilizado por sua transição sol-gel termorreversível, exige altas concentrações para ser imprimível, resultando em um ambiente citotóxico e denso. Este trabalho teve como objetivo desenvolver e otimizar uma biotinta híbrida composta por PF e Goma Xantana (GX), um heteropolissacarídeo aniônico de alto peso molecular produzido por fermentação bacteriana, de atuar como agente estabilizador, visando mitigar a toxicidade do polímero sintético através da redução de sua concentração para níveis subletais, compensada pela estabilização reológica do biopolímero natural. A metodologia abrangeu a formulação de um hidrogel híbrido (PF15% + GX6%), submetido a uma caracterização que incluiu análises reológicas, testes de printabilidade, avaliação de citocompatibilidade em fibroblastos L929 e quantificação da produção de Matriz Extracelular via coloração Picro Sirius Red. Os resultados reológicos comprovaram que a incorporação da GX atuou eficazmente como um agente de reforço estrutural, elevando a tensão de escoamento e permitindo a processabilidade de uma solução de PF que, isoladamente, seria líquida. Entretanto, os ensaios de printabilidade revelaram que, embora a extrusão fosse viável, a biotinta não apresentou boa fidelidade de forma final, ocorrendo deformações pós-deposição que indicam a necessidade de ajustes futuros na formulação para garantir a resolução geométrica. Biologicamente, a análise de viabilidade celular não demonstrou diferença estatística significativa entre a formulação híbrida e os controles, sugerindo que a alta densidade da matriz pode ter imposto barreiras difusionais aos nutrientes, limitando a atividade metabólica imediata. Apesar desses desafios, a funcionalidade da biotinta foi validada pela detecção positiva de síntese de colágeno, comprovando que o microambiente é capaz de estimular a resposta celular e a remodelação da matriz. Conclui-se que a hibridização PF/GX é uma estratégia promissora para superar a inércia biológica de materiais sintéticos, estabelecendo uma base funcional para a engenharia de tecidos, embora demande otimizações futuras focadas na estabilização da forma impressa e na suplementação nutricional para maximizar a viabilidade biológica.
Resumen
La bioimpresión 3D se ha consolidado como una tecnología transformadora en la medicina regenerativa, con el objetivo de desarrollar sustitutos biológicos funcionales. Sin embargo, la eficacia de este enfoque en la manufactura aditiva se ve frecuentemente restringida por la "paradoja de la imprimibilidad-bioactividad", un dilema que contrapone la necesidad de alta viscosidad para la fidelidad estructural a las condiciones fisiológicas ideales para la supervivencia celular. El Pluronic F127 (PF), un copolímero tribloque anfifílico (PEO-PPO-PEO), aunque ampliamente utilizado por su transición sol-gel termorreversible, requiere altas concentraciones para ser imprimible, resultando en un ambiente citotóxico y denso. Este trabajo tuvo como objetivo desarrollar y optimizar una biotinta híbrida compuesta por PF y Goma Xantana (GX), un heteropolisacárido aniónico de alto peso molecular producido por fermentación bacteriana, capaz de actuar como agente estabilizador, buscando mitigar la toxicidad del polímero sintético mediante la reducción de su concentración a niveles subletales, compensada por la estabilización reológica del biopolímero natural. La metodología abarcó la formulación de un hidrogel híbrido (PF15% + GX6%), sometido a una caracterización que incluyó análisis reológicos, pruebas de imprimibilidad, evaluación de citocompatibilidad en fibroblastos L929 y cuantificación de la producción de Matriz Extracelular vía tinción Picro Sirius Red. Los resultados reológicos comprobaron que la incorporación de la GX actuó eficazmente como un agente de refuerzo estructural, elevando el umbral de fluencia y permitiendo la procesabilidad de una solución de PF que, aisladamente, sería líquida. Sin embargo, los ensayos de imprimibilidad revelaron que, aunque la extrusión fue viable, la biotinta no presentó buena fidelidad de forma final, ocurriendo deformaciones post-deposición que indican la necesidad de ajustes futuros en la formulación para garantizar la resolución geométrica. Biológicamente, el análisis de viabilidad celular no demostró diferencia estadística significativa entre la formulación híbrida y los controles, sugiriendo que la alta densidad de la matriz puede haber impuesto barreras difusionales a los nutrientes, limitando la actividad metabólica inmediata. A pesar de estos desafíos, la funcionalidad de la biotinta fue validada por la detección positiva de síntesis de colágeno, comprobando que el microambiente es capaz de estimular la respuesta celular y la remodelación de la matriz. Se concluye que la hibridación PF/GX es una estrategia prometedora para superar la inercia biológica de materiales sintéticos, estableciendo una base funcional para la ingeniería de tejidos, aunque demanda optimizaciones futuras centradas en la estabilización de la forma impresa y en la suplementación nutricional para maximizar la viabilidad biológica.
Produção de nanofibras de PVA via eletrofiação de baixo custo: efeito da viscosidade e distância de trabalho na morfologia
(2026-02-17) Santos, Adriel Thomas dos
A eletrofiação (electrospinning) é uma técnica consolidada para a produção de nanoestruturas, contudo, o elevado custo dos equipamentos comerciais limita seu acesso em ambientes educacionais e de pesquisa com recursos escassos. Este trabalho teve como objetivo desenvolver, construir e validar um dispositivo de eletrofiação portátil e de baixo custo, totalizando um investimento de R$ 215,50. O equipamento operou com uma fonte de alta tensão fixa de 10 kV e um sistema de injeção manual, controlado visualmente pela estabilidade do Cone de Taylor. Para a validação experimental, foram processadas soluções aquosas de álcool polivinílico (PVA) com massa molar de 104.500 g/mol nas concentrações de 5, 10 e 15% (m/m), variando-se a distância de trabalho em 5, 10 e 15 cm. As análises morfológicas por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) demonstraram que a concentração de 5% resultou apenas na formação de gotas (electrospraying), indicando um regime diluído insuficiente para o emaranhamento de cadeias. A concentração de 10% revelou-se ótima (regime semidiluído emaranhado), produzindo nanofibras uniformes com diâmetro médio de 209 nm. Já a solução de 15% apresentou fibras espessas e fundidas, devido à alta viscosidade e dificuldade de evaporação do solvente nas condições de umidade (58%) e temperatura (20°C) do ensaio. Contrariando a literatura clássica, observou-se que o aumento da distância de trabalho resultou no aumento do diâmetro das fibras, fenômeno justificado pela redução da intensidade do campo elétrico (de 2 kV/cm para 0,66 kV/cm) em um sistema de voltagem fixa. Conclui-se que o dispositivo desenvolvido é tecnicamente viável para a produção de nanofibras, validando a substituição da bomba de infusão pela alimentação manual para fins didáticos e aplicações exploratórias.
Resumen
El electrohilado (electrospinning) es una técnica consolidada para la producción de nanoestructuras; sin embargo, el alto costo de los equipos comerciales limita su acceso en entornos educativos y de investigación con recursos escasos. Este trabajo tuvo como objetivo desarrollar, construir y validar un dispositivo de electrohilado portátil y de bajo costo, totalizando una inversión de R$ 215,50. El equipo operó con una fuente de alta tensión fija de 10 kV y un sistema de inyección manual, controlado visualmente por la estabilidad del Cono de Taylor. Para la validación experimental, se procesaron soluciones acuosas de Poli(alcohol vinílico) (PVA) con masa molar de 104.500 g/mol en concentraciones de 5, 10 y 15% (m/m), variando la distancia de trabajo en 5, 10 y 15 cm. Los análisis morfológicos por Microscopía Electrónica de Barrido (MEB) demostraron que la concentración del 5% resultó solo en la formación de gotas (electrospraying), indicando un régimen diluido insuficiente para el entrelazamiento de cadenas. La concentración del 10% resultó óptima (régimen semidiluido entrelazado), produciendo nanofibras uniformes con diámetro medio de 209 nm. Por otro lado, la solución del 15% presentó fibras gruesas y fundidas, debido a la alta viscosidad y la dificultad de evaporación del solvente en las condiciones de humedad (58%) y temperatura (20°C) del ensayo. Contrariamente a la literatura clásica, se observó que el aumento de la distancia de trabajo resultó en el aumento del diámetro de las fibras, fenómeno justificado por la reducción de la intensidad del campo eléctrico (de 2 kV/cm a 0,66 kV/cm) en un sistema de voltaje fijo. Se concluye que el dispositivo desarrollado es técnicamente viable para la producción de nanofibras, validando la sustitución de la bomba de jeringa por la alimentación manual para fines didácticos y aplicaciones exploratorias.
Propuesta de un sistema de monitoreo de floraciones algales en las áreas de recreación del lago de Itaipu con base en datos satelitales
(2026-02-16) Amado Silva, Julian Felipe
A eutrofização artificial e as mudanças climáticas aumentaram a frequência de Florações de Algas, as quais podem tornar-se nocivas (FAN) em corpos hídricos, gerando riscos para a saúde pública e para os ecossistemas. Este estudo propõe um sistema de monitoramento e alerta para 11 áreas de recreação (balneários) no Reservatório de Itaipu (Brasil e Paraguai), utilizando a ferramenta de sensoriamento remoto AlgaeMap, baseada em dados do satélite Sentinel-2. Foram analisados dados históricos do período de 2019 a 2025 para determinar padrões de frequência, Recencia e Sazonalidade das florações. Os resultados revelaram uma heterogeneidade espacial significativa: enquanto áreas como Entre Rios do Oeste e Balneário Ipiranga apresentaram uma frequência de floração "Muito Alta" (>45%), outros pontos, como Três Lagoas, não registraram eventos. Observou-se que a Sazonalidade não se limita aos meses quentes, sendo detectados eventos no inverno em certos pontos. Com base nesses achados, desenvolveu-se uma árvore de decisão para a classificação de risco e propôs-se um plano de monitoramento adaptativo e um sistema de sinalização visual para alertar os banhistas, alinhado com as normativas ambientais do Brasil e do Paraguai.
Resumen
La eutrofización artificial y el cambio climático han incrementado la Frecuencia de Floraciones de Algas, las cuales pueden llegar a ser nocivas (FAN) en cuerpos hídricos, generando riesgos para la salud pública y los ecosistemas. Este estudio propone un sistema de monitoreo y alerta para 11 áreas de recreación (balnearios) en el Embalse de Itaipu (Brasil y Paraguay), utilizando la herramienta de teledetección AlgaeMap basada en datos del satélite Sentinel-2. Se analizaron datos históricos del período 2019-2025 para determinar patrones de Frecuencia, Recencia y Sazonalidad de las floraciones. Los resultados revelaron una heterogeneidad espacial significativa: mientras áreas como Entre Rios do Oeste y Balneário Ipiranga presentaron una Frecuencia de floración "Muy Alta" (>45%), otros puntos como Três Lagoas no registraron eventos. Se observó que la Estacionalidad no se limita a los meses cálidos, detectándose eventos en invierno en ciertos puntos. Con base en estos hallazgos, se desarrolló un árbol de decisiones para la clasificación del riesgo y se propuso un plan de monitoreo adaptativo y un sistema de señalización visual para alertar a los bañistas, alineado con las normativas ambientales de Brasil y Paraguay.