Publicações de 2023

  • Dissertação - Ana Paula Michels Barbosa

    Tratamento de sementes de trevo branco com radiação UV em leito fluidizado fotoquímico

    Autor: Ana Paula Michels Barbosa

    O propósito da modificação da superfície das sementes é o de proporcionar melhor desempenho agronômico da cultura a partir de alterações na propriedade molhabilidade do tegumento, como resultado da incorporação de grupos hidroxila, carbonila e oxigenados na estrutura superficial. O objetivo deste trabalho foi estudar o processo de modificação da superfície de sementes de trevo branco com radiação ultravioleta (UV) em um leito fluidizado fotoquímico. As mudanças foram constatadas nos espectros FTIR-ATR realizados, tendo como resultado da incorporação destes grupos, a diminuição do ângulo de contato com a água (WCA) e o tempo de adsorção total da água pela semente. A análise de WCA foi repetida após 6 meses e a diminuição do ângulo de contato com a água se manteve, indicando a manutenção das mudanças ocorridas. Em relação ao Teste de Germinação, as sementes de trevo branco testemunha apresentaram índices acima de 90%, não apresentando de forma marcante a característica da dormência. As sementes submetidas ao tratamento com radiação não indicaram aumento significativo neste teste, mantendo-se em torno de 90%. Os resultados encontrados deste teste demonstraram que a radiação UV não comprometeu a fisiologia das sementes. Por sua vez, foi possível observar as mudanças na superfície da semente e um aumento na molhabilidade, tendo assim uma umidificação mais eficiente das sementes. Por outro lado, o Teste de Vigor apontou mudança em relação à testemunha indicando uma germinação mais rápida da cultura, o que é benéfico quanto ao desempenho na sua produção. Ao utilizar o tratamento em maior escala, seria possível realizar a aplicação da radiação em um número muito maior de sementes simultaneamente, de forma prática e homogênea. Além disso, abre-se a possibilidade de incorporar outros tipos de tratamento devido ao aumento da característica de hidrofilicidade da superfície das sementes ao se utilizar a radiação UV.

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  • Dissertação - Bruna Lauermann

    Influência das condições de secagem em leito fixo nas folhas de Eucalyptus grandis para obtenção de extratos bioativos

    Autor: Bruna Lauermann

    As plantas aromáticas com suas propriedades medicinais e farmacêuticas têm sido foco de estudos científicos na busca por compostos fenólicos (CF). Os CFs são agentes fitoquímicos que compõem o metabolismo secundário das plantas, são antioxidantes naturais, possuem ação bactericida, fungicida, inseticida e apresentam poder farmacológico. O Eucalyptus grandis é a espécie mais cultivada no Brasil. Suas folhas são normalmente descartadas como resíduos durante a colheita e no processamento mecânico da madeira. Devido ao grande volume gerado, são materiais de grande potencial de estudos. Uma de suas aplicabilidades já estudada para fins medicinais, é para obtenção de óleos essenciais, porém, é uma metodologia robusta e de baixa rentabilidade. Dessa forma, traça a oportunidade de ampliar os estudos em relação a esse subproduto. O objetivo deste trabalho é estudar a influência da secagem convectiva das folhas de E. grandis, em leito fixo, avaliar a influência na obtenção de compostos fenólicos e antioxidantes e realizar a caracterização química e microbiológica dos extratos obtidos por maceração e extração por ultrassom. Para avaliar a influência da secagem utilizou-se um planejamento composto central rotacional com temperatura do ar variando entre 45,9 e 74,1ºC e velocidade do ar variando entre 0,77 e 1,62 m.s-1. Com relação ao conteúdo de compostos fenólicos totais e atividade antioxidante (AA) diante do radical DPPH, os valores encontrados para a folha in natura foram 3,61 ± 0,98 mgEAG.gss-1 e 35,16 ± 2,15%, já para as folhas secas os valores obtidos foram de 15,36 ± 5 mgEAG.gss-1 e 92,49 ± 4,33% respectivamente. Na avaliação da cinética de secagem, foi verificado apenas o período correspondente à taxa de secagem decrescente. A análise estatística mostrou que a relação ao percentual de perda do conteúdo de compostos fenólicos totais e ao percentual de perda da atividade antioxidante, nenhuma das variáveis teve influência estatística significativa. As folhas secas na condição otimizada da operação de secagem foram utilizadas para obtenção de extratos fenólicos através de dois métodos: maceração e ultrassom com tempo de 30 min, obtendo resultados de CF 16,39 ± 1,50 mg EAG.gss-1 e 15,07 ± 0,84 mg EAG.gss-1 e AA de 92,50 e 93,30 %, respectivamente. Também foi realizada uma comparação em relação ao tempo de extração por ultrassom, em 5 min, com resultados de CF 11,77 ± 0,84 mg EAG.gss-1 e 93,25 ± 0,28% de AA. Os resultados estatísticos indicaram que não há diferença significativa entre 5 ou 30 min na extração por ultrassom para compostos fenólicos, porém, para atividade antioxidande esta variação foi significativa. Dessa forma, optou-se pelo tempo de 5 min. Foi realizada a caracterização do extrato por CLAE, encontrando como compostos majoritários verbascosídeo (8,11±0,6 mg.g-1 .) e quercetina ( 0,47±0,26 mg.g-1). O extrato de folhas de E. grandis apresentaram atividade antimicrobiana contra cepas de E. coli e S. coccus, com CMI 6 mg.L-1 e CMB de 8 mg.L-1 para ambas. Este trabalho demonstra que as folhas de E. grandis possuem capacidade de fornecer extratos com potencial bioativo e antimicrobiano, potencializados com a operação de secagem, tornando-se uma fonte sustentável a ser explorada pela indústria.

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  • Dissertação - Guilherme Medina Cameu

    Adsorção de Pb+ e Cd+ usando carvão ativado proveniente de caroço de pêssego

    Autor: Guilherme Medina Cameu

    Carvão ativado foi produzido a partir do caroço de pêssego por ativação química, para a separação dos metais pesados, Pb+ e Cd+, de meio aquoso. Os carvões ativados produzidos a partir de resíduos agrícolas são uma alternativa interessante para seu uso como adsorventes e suportes de catalisadores no campo do tratamento de águas residuais, e representam um importante benefício ecológico. As caracterizações texturais, morfológicas e químicas do material foram realizadas, revelando um sólido mesoporoso. Os efeitos de diferentes condições experimentais sobre a capacidade de adsorção, concentração inicial dos metais, e temperatura foram investigados. As isotermas de adsorção foram conduzidas, obtendo-se o maior valor de capacidade de adsorção de chumbo e cadmio, 159 mg g-1 e 78,54 mg g-1 respectivamente, ambas à temperatura mais alta de 45ºC.

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  • Dissertação - Larissa Oliveira da Silva

    Utilização de técnicas de aprendizado de máquina em um processo de bioadsorção de corantes sintéticos

    Autor: Larissa Oliveira da Silva

    Uma das etapas do tratamento dos efluentes industriais têxteis, via de regra, ocorre através do processo de adsorção, o qual pode atuar na remoção de um ou mais corantes sintéticos presentes no corpo hídrico. O processo de bioadsorção, definido pela aplicação de um bioadsorvente proveniente de resíduos agroindustriais, apresenta eficácia na metodologia de remoção, a qual mitiga possíveis impactos ecossistêmicos oriundos da caracterização e disposição dos corantes sintéticos no meio ambiente, dispondo-se de forma economicamente viável e sustentável quimicamente. A análise quantitativa das concentrações iniciais e finais dos corantes sintéticos em efluentes, convencionalmente, é baseada em metodologia analítica, como quimiométrica e espectrofotométrica, com a aferição dos dados empíricos de laboratório; entretanto, a fim de reduzir o tempo demandado pelo tratamento dos dados, pela seletividade e pelo alto custo de investimento de insumos, nesta Dissertação foram aplicadas duas técnicas de Inteligência Artificial, baseadas em metodologias computacionais de Aprendizado de Máquina, as Redes Neurais Artificiais e as Máquinas de Vetores de Suporte, para a validação de um modelo de melhor ajuste e representatividade do comportamento dos dados, sendo alternativa de substituição à metodologia analítica convencional. As análises basearam-se na utilização da casca da mandarina como adsorvente e dos corantes sintéticos, Azul de Metileno, Violeta Cristal, Alaranjado de Metila e Verde Brilhante, como adsorbatos, tanto caracterização monocomponente quanto bicomponente. A técnica de Máquinas de Vetores de Suporte validou um modelo de melhor ajuste em ambas caracterizações.

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  • Dissertação - Lillian Medeiros Barros

    Avaliação de diferentes técnicas para a superação da dormência de sementes de cornichão (Lotus corniculatus L.) em leito fluidizado

    Autor: Lillian Medeiros Barros

    O uso de leguminosas forrageiras ou gramíneas em sistemas agropastoris proporciona uma série de vantagens tais como, o aumento da fertilidade do solo, maior rendimento agrícola e qualidade da forragem. Uma das sementes mais utilizadas na região sul do Brasil é a semente de cornichão (Lotus corniculatus L.), uma leguminosa que possui alto potencial forrageiro. Todavia, esta semente apresenta um mecanismo de defesa denominado dormência, fenômeno que impede ou retarda a germinação, mesmo estando viável e mantida em condições favoráveis. Recentemente a radiação ultravioleta (UV) vem sendo utilizada como objeto de estudo para processos de modificação de superfície de sementes. As análises indicam que a radiação e sua intensidade afetam os processos fisiológicos da semente, influenciando no desenvolvimento e crescimento das plantas, apresentando-se como um possível método para a superação da dormência. Outra forma de promover a quebra de dormência é a reumidificação das sementes, que tem apresentado indícios de contribuir para a quebra de dormência de sementes de cornichão. Dentro desse contexto, o objetivo do presente trabalho foi analisar individualmente e em conjunto, duas metodologias para a superação da dormência de sementes de cornichão: o tratamento com radiação UV e a reumidificação das sementes. Sementes secas e/ou previamente umidificadas foram submetidas à fluidização, com ou sem a ação de uma fonte de radiação UV e também inicialmente apenas irradiadas. Quanto à qualidade fisiológica das sementes secas, os melhores resultados alcançados foram da combinação reumidificação seguida da secagem, na comparação com as outras situações avaliadas. A análise da modificação da superfície da semente resultante da incidência de radiação UV foi realizada através do ângulo de contato com água (WCA), onde as sementes tratadas resultaram em ângulos de contato significativamente inferiores à testemunha. Os resultados indicaram que a modificação superficial causada pela radiação UV promoveu importantes melhoras nos índices agronômicos considerados, mostrando que a técnica tem potencial de utilização na quebra de dormência física de sementes. Além disso o leito fluidizado fotoquímico se mostrou viável, como uma forma de realizar o procedimento de escarificação em maior escala.

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  • Dissertação - Rui dos Santos Ferreira Filho

    Estratégias de cultivo para o aumento da produção de exopolissacarídeos por Ensifer meliloti em meio com melaço de soja

    Autor: Rui dos Santos Ferreira Filho

    O presente estudo foi conduzido com o objetivo de avaliar o efeito da composição do meio e do modo de cultivo na produção de exopolissacarídeos (EPS) pela bactéria Ensifer meliloti SEMIA 135, utilizando melaço de soja como fonte de nutrientes, enfatizando a importância da utilização de substratos de baixo custo como os coprodutos agroindustriais para atingir uma produção eficiente de EPS. A bactéria foi cultivada em frascos agitados utilizando diferentes meios, variando a concentração de melaço (30 a 50 g L-1) e a presença ou não de extrato de levedura e sais minerais, bem como nas formas de operação em batelada simples e alimentada. Foram realizados cultivos em biorreator de bancada de 5 L utilizando diferentes condições de agitação, em batelada simples e alimentada, determinando a produção de EPS e biomassa. Como resultado, comprovou-se que a utilização de extrato de levedura é dispensável, sendo possível utilizar um meio contendo somente melaço de soja (30 g/L) acrescido de solução salina, enquanto concentração mais elevada de melaço resultou em redução da produção. A batelada alimentada em frascos agitados apresentou uma produção mais elevada de EPS (9,08 ± 0,25 g/L) em comparação à batelada simples (7,67 ± 0,40 g/L). As melhores condições de agitação e aeração para produção de EPS em biorreator de bancada foram 200 rpm e 1,25 vvm, respectivamente, correspondendo a um kLa de 17,5 h^-1. A operação em batelada alimentada no biorreator proporcionou a maior produção de EPS do estudo (14,4 g/L), em comparação com 8,61 g/L na batelada simples, confirmando que essa estratégia pode ser uma alternativa promissora para a produção de EPS a partir de bactérias diazotróficas. O EPS apresentou massa molar ponderal média de 9,266 x 10^7 Da, com baixo índice de polidispersão (3,330), grupos funcionais característicos de EPS rizobianos e caráter polianiônico (potencial zeta de -36,03 mV em pH 7). O EPS apresentou comportamento reológico seguindo o modelo de HerschelBulkley, com redução da viscosidade aparente com o aumento do pH, bem como alta estabilidade térmica, com temperatura de fusão de 203 °C. A caracterização do biopolímero confirmou sua potencialidade como biomaterial para aplicações industriais, sendo uma opção atraente para diversos usos.

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  • Dissertação- Graziela Lemos Ferreira

    Aplicação da análise wavelet para detecção de transições de regime em leito fluidizado

    Autor: Graziela Lemos Ferreira

    A fluidização é um processo onde partículas sólidas adquirem um comportamento semelhante ao de um fluído em ebulição devido ao fluxo ascendente de um gás ou líquido. Devido à este fluxo ascendente do fluído através do leito de sólidos, diferentes tipos de regimes fluidodinâmicos podem ser observados. As variações dos tipos de regimes estão associadas a velocidade do fluído, características físicas das partículas e condições de operação da coluna. O conhecimento dos regimes fluidodinâmicos é crucial para garantir a eficiência e a segurança das operações, sendo necessário a aplicadação de uma ferramente de análise de dados eficiente para capturar a dinâmica complexa desses sistemas. Nesse contexto, este estudo tem como objetivo empregar as transformadas de Fourier e wavelet para analisar medidas de flutuação de pressão obtidas em diferentes regimes fluidodinâmicos de um leito fluidizado gás-sólido, utilizando os seguintes sólidos: CMC - Celulose Microcristalina (dp=329µm; ρ=0,98g.cm-3), Areia I (dp=193µm; ρ=2,48g.cm-3) e Areia II (dp=727µm; ρ=2,45g.cm-3). Os sólidos empregados foram classificados como Geldart B (CMC e Areia I) e B/D (Areia II), e os experimentos foram realizados em duas condições diferentes de relação altura de leito fixo (H) e diâmetro de coluna (D) (H/D=1/1 e H/D=2/1). Um amplo conjunto de análises foi utilizado para identificação dos regimes fluidodinâmicos e suas transições. Para alcançar esse objetivo, foram aplicadas técnicas como espectros de frequência, frequências e amplitudes dominantes, distribuição de energia dos subsinais, índice de homogeneidade (HI) e análise de entropia. A análise de Fourier permitiu decompor os dados de pressão em suas componentes de frequência, sendo possível identificar e compreender as frequências dominantes das oscilações e correlacionar com os padrões de regimes de contato no leito fluidizado. Os sólidos com classificação de Geldart B apresentaram as mesmas variações de regimes sob as mesmas condições de operação. Para relação H/D = 1/1, as seguintes transições foram observadas: leito fixo, borbulhante múltiplo e borbulhante explosivo. Na relação H/D = 2/1, as seguintes transições foram observadas: leito fixo, borbulhante múltiplo, slugging e borbulhante explosivo. O sólido com classificação B/D apresentou transição de regimes diferentes. Para H/D=1/1: leito fixo, borbulhante simples e borbulhante explosivo. Para H/D=2/1: leito fixo, borbulhante simples, slugging e borbulhante explosivo. A transformada de Wavelet trouxe uma vantagem significativa na análise dos dados através da aplicação da função Symmlets 13, sendo possível identificar mudanças bruscas nos dados de pressão que estavam relacionadas a transições de regimes. Valores máximos de HI e mínimos de entropia foram obtidos nas transições do regime borbulhante simples para borbulhante múltiplo ou slugging. Em relação a decomposição dos subsinais na condição H/D= 1/1, constatou-se para os sólidos do tipo B que a maior razão de energia foi em D4 e para o tipo B/D foi em D5. Com o aumento da altura do leito, H/D=2/1, sólidos do tipo B apresentaram valores maiores de energia em D5 e B/D em D6. Os subsinais com maior razão de energia foram condizentes com a faixa de frequência dominante obtida na análise de Fourier.

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  • Dissertação- Josué Moraes Morales

    Ocorrência de microplásticos na praia do Cassino e avaliação de um sistema de separação sólido-sólido por elutriação

    Autor: Josué Moares Morales

    Os microplásticos tem instigado grande preocupação devido aos impactos ambientais que podem ser causados em sistemas marinhos e costeiros, sendo uma grande parcela dos resíduos encontrados nesses ambientes. A identificação, separação e quantificação desses materiais possui grande importância para formular meios de mitigação de microplásticos e tentar impedir a sua formação. A Praia do Cassino, localizada na cidade de Rio Grande no litoral sul do Brasil, possui registros de poluição por esse tipo de resíduo, potencialmente causada por componentes trazidos pelas marés, turistas, banhistas e veículos em off-road. Neste trabalho, foi analisada e quantificada a ocorrência de microplásticos presente na costa litorânea da Praia do Cassino, com um enfoque nas partículas encontradas dispostas na linha de maré alta e zona entre marés. Também foi avaliado o potencial do sistema de separação sólido-sólido para a elutriação de microplásticos presentes no sedimento arenoso da região costeira estudada. O método da elutriação pode ser utilizado para a separação de partículas finas com base nas suas características físicas de tamanho, formato e densidade. Foram implementadas melhorias em um sistema de separação por elutriação já existente com a incorporação de um sistema de monitoramento digital de temperatura e vazão de fluido durante todo o procedimento. Também foram feitos aperfeiçoamentos no sistema de elutriação existente com a análise de um diferente método de entrada de amostras sólidas à coluna de elutriação, inserindo a amostra por uma entrada lateral à coluna de elutriação. A análise para a quantificação de partículas de microplásticos na Praia do Cassino resultou em uma média de 7,33 microplásticos por metro quadrado da costa litorânea, com uma estimativa de 12,6 milhões de partículas de microplásticos em uma área de 1,73 km², referente a área total de intervalo entre pontos de coleta de amostras estabelecidos. Nos ensaios para determinar a eficiência do sistema projetado, foi obtido um valor máximo de 92% de recuperação de micropartículas plásticas utilizando a entrada de amostras sólidas por via lateral.

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