Projetos de Pesquisa

 

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Vsévolod Mymrine

Engenharias

Engenharia Civil
  • aplicação dos sedimentos dragados de portos paranaguá e antonina como componentes de novos compósitos de construção civil contendo entulho, solo de decapagem e cal residual
  • Os resultados provenientes de pesquisas desenvolvidas em caráter preliminar permitem ensejar a possibilidade de desenvolvimento de novos compósitos para materiais de construção civil contendo sedimentos de dragagem retirados dos Portos de Paranaguá e Antonina no Estado do Paraná, sendo possível reduzir a contaminação da flora e fauna local do Oceano Atlântico, consequência da atividade da deposição de bilhões de toneladas de material dragado em alto mar. Há ainda a utilização de componentes resultantes de processos industriais, tais como os resíduos de construção e demolição (RCD), solo de decapagem (SD), advindo do processo de mineração e, a cal residual proveniente do processo de fabricação da cal (RPC). Com relação às propriedades mecânicas é possível destacar que foi atingido, no quesito resistência à compressão axial, o valor de 6 MPa no 3º dia de cura; 8 MPa no 7º dia; 11 MPa no 14° dia e aos 90 dias de cura o valor de 14,5 MPa. Os valores do coeficiente de expansão variaram entre 0,07 e 0,35%, o coeficiente de absorção de água variou entre 11,0 e 13,4% aos 28° e 90° dias de cura. Esses resultados superam os requisitos estabelecidos pelas normas brasileiras vigentes, considerando materiais sem finalidade estrutural. Além disso, pretende-se com esse estudo analisar os processos físico-químicos da formação de estruturas de novos materiais, utilizando métodos sofisticados, tais como difratometria de Raios-X (DRX), fluorescência Raios-X (FRX), analise térmica diferencial (ATD) e termogravimétrica (ATG), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectrometria de energia dispersiva (EDS) com mapeamento de dispersão dos isótopos, analise de massa microscópica a laser (LAMMA), entre outros. A análise dos resultados dos ensaios acima mencionados permitirá produzir materiais com propriedades mecânicas controladas. Serão realizados ainda, cálculos da eficiência econômica devido à substituição de matérias primas naturais pelos resíduos utilizados nesse projeto. Como benefícios pode-se destacar que além da redução no consumo de matérias primas naturais, haverá redução do custo de disposição em aterros sanitários, fatores que indicam uma vantagem competitiva para o material, levando-se em conta seu custo benefício aliado ao aspecto de forte apelo ambiental. Caso o emprego dos materiais supracitados se mostre viável economicamente, haverá a possibilidade real de reaproveitar bilhões de toneladas, transformando o que hoje é tratado como resíduo em matéria prima. No Brasil diversas empresas responsáveis pela administração dos portos bem como os órgãos públicos que regulam as atividades serão comunicadas sobre a execução desse projeto de pesquisa, além disso os resultados aqui descritos serão divulgados nos mais renomados periódicos e expostos em congressos internacionais. Durante a realização do projeto de pesquisa haverá três alunos trabalhando no nível mestrado e dois em nível de Ph.D. Por fim, todo o conhecimento desenvolvido durante a pesquisa será incluído nas disciplinas da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTPFR) e Universidade Federal do Paraná (UFPR).
  • Universidade Tecnológica Federal do Paraná - PR - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Wagner Alves Carvalho

Ciências Exatas e da Terra

Química
  • resíduos agroindustriais modificados como catalisadores alternativos para a conversão de polióis
  • Fontes alternativas de energia têm sido utilizadas para minimizar a emissão de gases de efeito estufa e a dependência econômica de fontes não renováveis. A biomassa, atualmente a fonte renovável mais amplamente utilizada no mundo, deverá desempenhar um papel fundamental na substituição de combustíveis fósseis a médio e longo prazo. Glicerina e polissacarídeos podem ser convertidos em produtos de maior interesse comercial via processos de fermentação para a produção de álcoois, ou cataliticamente convertidos em biocombustíveis e insumos químicos industriais. Assim, catalisadores baseados em subprodutos lignocelulósicos serão preparados, caracterizados e testados em reações de conversão de poliol. Catalisadores à base de lignina, glicerina e tecidos de algodão residual serão preparados. Os materiais serão caracterizados por técnicas adequadas, tais como adsorção de nitrogênio, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de fotoelétrons de raios X, análise elementar, difração de raios X e titulação de grupos funcionais de superfície. Os catalisadores serão utilizados em reações de conversão de glicerol e frutose. Os produtos serão quantificados por cromatografia gasosa e cromatografia líquida de alta eficiência. Os resultados de conversão e seletividade de glicerol e frutose serão relacionados às propriedades físicas, químicas e texturais dos catalisadores. O uso de radiação de microondas para a promoção de reações no presente trabalho poderia ser uma alternativa interessante para a substituição do aquecimento convencional. Combinados com o uso de catalisadores de subprodutos lignocelulósicos, esperamos promover a viabilidade técnico-científico, de inovação, difusão, sócio-econômico e ambiental da conversão de polióis em produtos de maior valor agregado por meio de reações catalíticas.
  • Universidade Federal do ABC - SP - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Wagner Bandeira Andriola

Ciências Humanas

Educação
  • ensino de ciências empregando a experimentação através da robótica: estudo de caso
  • Vide projeto anexo
  • Universidade Federal do Ceará - CE - Brasil
  • 12/08/2019-30/11/2021
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Wagner Coelho de Albuquerque Pereira

Engenharias

Engenharia Biomédica
  • diatermia e hipertermia por ultrassom aplicada a phantoms e tecidos biológicos ex-vivo
  • As aplicações terapêuticas do ultrassom com base na geração de calor têm duas vertentes principais: diatermia e hipertermia. A primeira visa produzir um aquecimento moderado da região tratada e é geralmente utilizada em fisioterapia para quadros de lesões musculoesqueléticas. A literatura preconiza que a região deva ser mantida entre 40° e 45°C, por 5 a 10 minutos para haver benefícios terapêuticos (Cameron, 2004, Fuirini Jr. e Longo, 2002). Na prática clínica, entretanto, a dosagem é escolhida de forma empírica (Cameron, 2009). Os poucos ensaios clínicos randomizados controlados sobre o assunto apresentam, em sua maioria, falhas metodológicas as mais variadas, falta de padronização de regiões de tratamento, tipos de lesão e sua gravidade, critérios de elegibilidade de pacientes, além de ausência de grupo controle (Sá, 2006; Van der Windt, 1999). Já na outra vertente, aplicação de Ultrassom Focalizado de Alta Intensidade (High Intensity Focused Ultrasound - HIFU) (AZHARI, 2010), é feita uma focalização do feixe na região de interesse, gerando altas temperaturas e consequentemente, a degeneração tecidual irreversível na região focal (ILLING, 2005). A temperatura atinge valores acima de 60ºC, em segundos (JENNE et al., 2012). O aquecimento é, restrito e o tecido adjacente é preservado (ROVE et al., 2010). A lesão térmica ocasionada pelo HIFU é dependente das propriedades acústicas e térmicas do meio (LI et al., 2010). A localização da região a ser tratada é feita por por ressonância magnética (MRgFU- Magnetic Resonance-guided HIFU) ou ultrassonografia (MERCKEL et al., 2013; WU et al., 2007). Ambas as aplicações (diatermia e hipertermia) se valem do mesmo princípio físico (absorção ultrassônica nos tecidos) e ambas apresentam as mesmas limitações, ou seja, não se sabe exatamente a que temperaturas a região de interesse chega e por quanto tempo, portanto, o benefício terapêutico nem sempre pode ser asseverado. No caso da hipertermia, a princípio, pode parecer mais fácil de se garantir que a lesão sofra ablação, uma vez que se deseja a morte tecidual, entretanto, como os valores das temperaturas em tempo real não são conhecidos, há uma tendência de se aplicar uma sobredose para garantir o efeito. Porém, esse procedimento, além de desnecessário, pois fere o conhecido princípio “ALARA” que orienta o uso de radiações em tecidos biológicos, pode comprometer o tecido sadio adjacente à lesão e a extensão desse comprometimento não pode ser conhecida previamente. Sendo assim, há a necessidade de se estudar protocolos que gerem aquecimento dos tecidos em níveis terapêuticos, ou seja, que promovam dose adequada aos tecidos biológicos para cada caso. O Laboratório de Ultrassom (LUS) do PEB/COPPE desenvolve pesquisa em estimação não invasiva de temperatura em phantoms e tecidos biológicos ex-vivo há quase 20 anos. O LUS investe tanto em simulações computacionais de aquecimento de tecidos biológicos por ultrassom, como também na caracterização de materiais e confecção de phantoms com propriedades ultrassônicas e térmicas. Foram concluídos 10 doutorados, 28 doutorados e publicados 24 artigos em revistas indexadas (14 na base ISI). Este projeto pretende avançar no estudo teórico e experimental dos padrões de aquecimento produzidos por feixes de ultrassom aplicados a fisioterapia (diatermia) e hipertermia HIFU. Para isso pretende-se incrementar os phantoms ultrassônicos para registrarem temperaturas mais altas, além de desenvolver protocolos experimentais para tecido biológico ex-vivo, com suporte teórico e simulação computacional. Este projeto visa dar continuidade à pesquisa que trata da identificação e avaliação da distribuição espacial de energia ultrassônica e sua correspondente produção de calor com vistas a observar doses térmicas eficazes e limites de segurança biológica, dessa vez incluindo também altas temperaturas (HIFU) e monitoração pela técnica moderna de elastografia ultrassônica.
  • Universidade Federal do Rio de Janeiro - RJ - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Wagner Cotroni Valenti

Ciências Agrárias

Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca
  • viabilidade técnica e econômica, e sustentabilidade do cultivo do lambari-do-rabo-amarelo em monocultivo e em sistemas integrados
  • Este projeto tem como objetivo testar a hipótese de que a inclusão do Prochilodus lineatus e do Macrobrachium amazonicum aumenta a viabilidade técnica e econômica e a sustentabilidade do cultivo de Astyanax lacustris. Para tanto serão analisados os sistemas de produção: 1. Monocultivo do A. lacustris, na densidade de 50 ind.m-2 (ML); 2. Cultivo integrado de A. lacustris (50 ind.m-2) e M. amazonicum (30 ind.m-2) (LCa); 3. Cultivo integrado do A. lacustris (50 ind.m-2), M. amazonicum (30 ind.m-2) e P. lineatus (4 ind.m-2) (LCaC). Será realizado um experimento em delineamento inteiramente casualizado com três tratamentos (sistemas de cultivo) e quatro repetições. Em todos os sistemas, apenas o A. lacustris será alimentado até a saciedade com ração comercial com 36% de proteína bruta duas vezes ao dia. Ao final do período experimental, todos os animais sobreviventes serão contados e o peso médio final, sobrevivência e produtividade em cada tratamento serão calculados. A análise da viabilidade econômica e da sustentabilidade econômica e social será realizada por meio de simulação, considerando duas escalas de produção: empreendimentos com 1 ha e 5 ha de lâmina d´água de viveiros e período de exploração de 20 anos. A viabilidade financeira será determinada pelas análises de custo-retorno, fluxo de caixa e por indicadores de viabilidade financeira. A análise de sustentabilidade econômica será realizada para mostrar se o capital é eficientemente usado e a atividade pode gerar riqueza suficiente para manter o produtor na atividade. Em ambas as análises as externalidades positivas e negativas serão consideradas. A sustentabilidade ambiental será medida pelo uso de recursos naturais, eficiência no uso dos recursos e liberação de poluentes no ambiente. A sustentabilidade social será avaliada pela geração de benefícios para comunidades locais. Assim, ao final do trabalho será determinado se o sistema integrado com duas ou três espécies é economicamente, ambientalmente e socialmente mais sustentável do que o monocultivo de A. lacustris.
  • Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho - SP - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022