Projetos de Pesquisa

 

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Adriano Stephan Nascente

Ciências Agrárias

Agronomia
  • microrganismos benéficos, rotação de culturas e plantas de cobertura para a intensificação sustentável de sistemas agrícolas na região dos cerrados
  • Título: Microrganismos benéficos, rotação de culturas e plantas de cobertura para a intensificação sustentável de sistemas agrícolas na região dos Cerrados. Resumo: As Nações Unidas preveem uma população mundial de 9,1 bilhões até 2050, o que exigirá aumento na produção de alimentos em cerca de 70% em relação à nossa produção atual. Nesse contexto, o Brasil desempenha papel fundamental, uma vez que é um dos maiores produtores de alimentos do mundo, especialmente na região dos Cerrados. Nesse sentido, o termo "intensificação sustentável" ganha cada vez mais importância. Esse termo significa aumentar a produção de alimentos na mesma área, com preocupações ambientais, sociais e econômicas. A maioria dos agricultores da região do Cerrado, em áreas irrigadas, pratica o cultivo de soja na mesma área, ano após ano, em regime de sucessão com o milho na safrinha e feijão-comum no inverno. Essa prática pode causar problemas ambientais, como o aumento dos custos de produção, pela maior necessidade de aplicações de pesticidas para controlar doenças, insetos e plantas daninhas, além de causar aumento da população de fungos fitopatogênicos que afetam principalmente a soja e o feijão-comum, e não permitir a intensificação sustentável. O desenvolvimento de tecnologias alternativas que permitam identificar e melhorar a população de rizobactérias e/ou fungos promotores de crescimento, também chamados de bioagentes ou microrganismos benéficos, a serem utilizadas em sistemas de cultivo, pode ser a chave para a intensificação sustentável. Esses microrganismos ajudam a dar resiliência aos sistemas de cultivo, promovem o crescimento das plantas por meio de diferentes mecanismos, além de promoverem a proteção das plantas contra patógenos e insetos. No entanto, ainda há falta de informação sobre o uso de microrganismos na agricultura, principalmente devido ao grande número de espécies que habitam a rizosfera das plantas e ao grande número de interações que ocorrem entre microrganismos e planta. Além disso, o uso de plantas de cobertura é um componente relevante dos sistemas agrícolas para alterar as populações de microrganismos do solo, a fim de proporcionar resultados desejáveis. Adicionalmente, o aumento da diversidade de espécies vegetais em um ambiente, como o uso de rotações de culturas e plantas coberturas, traz outros benefícios, como melhor aproveitamento de recursos, redução de danos causados por insetos-pragas e menor incidência de patógenos, maior controle de plantas daninhas, aumento da produtividade agrícola e maior estabilidade da produção. Dessa forma, o objetivo desse projeto é desenvolver sistema de produção agrícola envolvendo soja, milho, feijão-comum e mix de plantas de cobertura com o uso de microrganismos benéficos visando à intensificação sustentável da agricultura na região do Cerrado. Para isso, irá se determinar o efeito dessas rotações na eficiência de utilização de nitrogênio, emissão de gases de efeito estufa, indicadores físicos, químicos e biológicos do solo, densidade de fungos do solo e produtividade de grãos, bem como realizar a análise econômica dessas rotações. Espera-se que a execução deste projeto possibilite determinar a(s) rotação(ões) que proporcione(m) sustentabilidade aos sistemas de produção que envolvam o cultivo da soja no verão e o feijão-comum no inverno na região dos Cerrados. Dessa forma, proporcionar aumento da produtividade de grãos dessas culturas e melhoria nos atributos químicos, físicos e biológicos do solo, bem como nas variáveis ambientais e econômicas.
  • Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária - GO - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Adriano Todorovic Fabro

Engenharias

Engenharia Mecânica
  • estruturas quase-periódicas e acoplamento de metamateriais para atenuação de vibrações
  • A demanda de estruturas de engenharia que apresentam máxima rigidez com mínima massa e que também atendam critérios de desempenho de sua resposta dinâmica constitui um grande desafio para o projeto estrutural. Estruturas modernas são cada vez mais feitas a partir de materiais compósitos devido aos seus benefícios amplamente conhecidos. Entretanto, existe também uma crescente demanda para o desempenho vibroacústico de compósitos complexos serem devidamente modelados e otimizados. Uma grande quantidade de esforços tem sido empreendida nas últimas décadas no estudo do comportamento de propagação de ondas em estruturas periódicas. Entretanto, existe uma grande categoria de estruturas com caraterísticas e parâmetros de projeto que variam espacialmente em uma determinada direção (e.g., estruturas de asa e cascas cônicas) e que podem ser caracterizadas como estruturas gradiente ou quase-periódicas. É importante enfatizar que atualmente não existem nenhuma técnica ou método reconhecidamente eficiente para a modelagem acurada da propagação de ondas neste tipo de geometrias, apesar do fato delas estarem presentes em uma grande variedade de aplicações industriais. A falta de técnicas computacionais é ainda maior na medida em que o projetista tem de lidar com estruturas gradiente multicamadas, de tal maneira que se fica restrito ao método clássico de Elementos Finitos, o que pode ser proibitivo para otimização da resposta dinâmica em termos de custo computacional. Além do mais, trabalhos recentes têm demonstrado que estruturas quase-periódicas podem ter desempenho superior na atenuação de vibração do que a utilização de estruturas periódicas. Este projeto tem por objetivo investigar os efeitos da quase-periodicidade e de acoplamento de metamateriais no desempenho de bandas de isolamento, ou band gaps. Serão desenvolvidas abordagens numéricas eficientes para a simulação de propagação de ondas em estruturas quase-periódicas. Espera-se contribuir na modelagem de guias de ondas e estruturas periódicas, que levem em conta incertezas e variabilidade espacialmente distribuídas, com enfoque no desempenho das bandas de isolamento de vibrações.
  • Universidade de Brasília - DF - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Adriano Viana Ensinas

Engenharias

Engenharia de Energia
  • valorização energética de resíduos da produção de etanol através de processo supercrítico e recuperação fotossintética de carbono
  • Dentre as opções existentes para a produção de biocombustíveis em larga escala no mundo, o etanol a partir da cana-da-açúcar é apontado como uma das mais rentáveis e que possibilitaria a substituição da gasolina usada para fins automotivos com impactos importantes na emissão de gases de efeito estufa. No entanto, seu processo de produção envolve uma série de etapas onde uma parte do carbono fixado durante o crescimento da cana-de-açúcar é perdido em correntes residuais. Dentro desse contexto a possibilidade de recuperação fotossintética do carbono aliada à tecnologia supercrítica pode trazer ganhos expressivos de eficiência, diminuindo a emissão de poluentes e aumentando a produção de energia renovável proveniente dessa indústria. Esse projeto visa o estudo da valorização de resíduos líquidos e gasosos encontrado em plantas de produção de etanol. O trabalho pretende verificar a viabilidade da recuperação do dióxido de carbono emitido no sistema de fermentação e cogeração de plantas de etanol através do uso desses gases como fonte de carbono para o crescimento de microalgas em processo de fotossíntese controlada para a fixação do carbono. Além disso, a vinhaça gerada na destilação do etanol será estudada como meio de cultivo das microalgas, possibilitando o tratamento desse efluente que possui alto potencial poluidor e contribuindo para a minimização do uso de água na planta industrial. A gaseificação hidrotérmica supercrítica (GHS) será considerada para conversão da biomassa na forma de microalgas em gás para posterior síntese em combustíveis comerciais como gás natural sintético, metanol e dimel-eter. Técnicas de modelagem e otimização de processos serão utilizadas para avaliar diversas configurações e desenvolver um projeto da produção de etanol com planta anexa de conversão de resíduos com GHS. A plataforma computacional OSMOSE-LUA, desenvolvida na École Polytechnique Fédérale da Lausanne, utilizada com sucesso em estudos anteriores, será adaptada às condições de operação de plantas de etanol, possibilitando a análise de integração energética e otimização multi-objetivo com algoritmo genético para avaliação de diversos objetivos como redução de custos de produção, aumento de eficiência energética, além de redução de emissões atmosféricas.
  • Universidade Federal de Lavras - MG - Brasil
  • 01/06/2017-30/06/2021
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Adrianus Cornelius Van Haandel

Engenharias

Engenharia Sanitária
  • transformação de lagoas de estabilização: reengenharia de um sistema obsoleto de tratamento de águas residuárias.
  • Lagoas de Estabilização (LE) têm sido usadas para o tratamento de esgoto em cidades de pequeno porte no Brasil e em muitos países em desenvolvimento. Estes sistemas em geral tem uma boa qualidade de efluente, mas sua aplicação também tem grandes problemas que podem ser enumerados como se segue: (1) A área muito grande (3 m2/habitante), (2) Perda de água por evaporação e alta salinidade do efluente, (3) assoreamento da lagoa anaeróbia, (4) geração de odores horríveis no entorno do sistema, (5) liberação de metano à atmosfera e (6) Alto custo da rede devido ao afastamento do sistema da região urbana. Existem hoje alternativas muito superiores à LE que permitem uma qualidade de efluente igual ou superior, mas que não têm seus problemas. Quando se usa o reator UASB para tratamento de esgoto bruto sua eficiência na remoção de material orgânico normalmente é maior que na combinação da lagoa anaeróbia e lagoa facultativa de LE, tendo uma baixa concentração de material orgânico residual e sólidos em suspensão. Quando se combina o reator UASB com lagoas para o pós tratamento, o polimento se realiza sem que surjam os problemas de LE. Como a remoção de material orgânico e sólidos em suspensão é pacífico em lagoas de polimento (LP) de efluente do UASB, o critério principal de seu dimensionamento se torna a remoção de coliformes termo tolerantes (CTT). Pela teoria do decaimento de CTT a LP deve ser do tipo batelada sequencial e não de fluxo continuo como em LE. Sendo o reator UASB uma unidade de fluxo continuo, a operação de lagoas de polimento em regime de batelada implica na necessidade de um tanque de equalização, que também funciona para a transferência de bateladas para serem tratadas nas LP e por isso é denominada de lagoa de transbordo (LT). A LT além de transferir as bateladas para as LP também serve para separar sólidos sedimentáveis no efluente do reator UASB. Outra função é a dessorção de CO2 na LT, que reduz a acidez e facilita posteriormente o aumento do pH nas LP. Ainda se pode esperar o inicio do processo de fotossíntese na LT, reduzindo a concentração de sulfeto no efluente do reator UASB e assim evitando os maus odores característicos das LE. Espera-se demonstrar através de investigações experimentais que o sistema UASB + LT + LP pode produzir um efluente final igual ou superior ao sistema LE convencional, mas sem as grandes desvantagens desta. Prevê-se que a remoção de nutrientes pode ser opcional, sendo efetivada em lagoas rasas, enquanto em lagoas mais profundas são preservadas para serem aproveitados no reuso agrícola. Antecipa-se ainda que estes resultados podem ser alcançados com um custo de investimento fortemente reduzido. O sistema UASB + LT + LP tem aplicabilidade em todo o território nacional, mas espera-se obter os melhores resultados nas regiões com alta temperatura e irradiação solar, onde a fotossíntese se desenvolve mais rapidamente.
  • Universidade Federal de Campina Grande - PB - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022