PPG - Engenharia Química
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- ItemEstudo das propriedades reológicas do poliuretano à base de polibutadieno líquido hidroxilado(Universidade Federal de São Paulo, 2024-01-29) Petroro, André Luis [UNIFESP]; Bonsanto, Fabiana Perrechil [UNIFESP]; Zawadzki, Sônia Faria [UFPR]; http://lattes.cnpq.br/6449963699520709; http://lattes.cnpq.br/7477537977972865; http://lattes.cnpq.br/6693699744054132Os poliuretanos - PU representam um dos mais versáteis polímeros, amplamente utilizados em diversos setores industriais, como indústrias automotivas, da construção civil, marítimas, aeroespaciais, dentre outras. Estes compostos possuem durabilidade e tenacidade similares aos metais, elasticidade similares a borrachas. São produzidos a partir da reação química de isocianatos e polióis, tais como diisocianato de isoforona - IPDI e polibutadieno líquido hidroxilado - PBLH. Este trabalho teve como objetivo estudar as propriedades reológicas na formação do poliuretano, de forma a avaliar a influência de diferentes parâmetros neste processo. Para a formação do poliuretano foram utilizados polibutadieno líquido hidroxilado - PBLH e diisocianato de isoforona - IPDI em razão de equivalente igual a 1,00, com diferentes concentrações de catalisador dibutil di laurato de estanho - DBTL (0,1, 1,0, 3,0, 5,0, 7,0, 9,0 e 10,0 % m/m). Foi estudada a reação de cura / polimerização do material em condições isotérmicas em diferentes temperaturas (60, 70 e 80 ºC). Com avaliação de parâmetros em função do tempo, tais como, o módulo de elástico - G’ e o módulo de viscoso - G’’, a viscosidade complexa - η*, o logaritmo da viscosidade complexa - ln (η*) e avaliação do espectro mecânico - o módulo de elástico - G’ e o módulo de viscoso - G’’ em função da frequência. Avaliou-se o comportamento térmico das amostras por calorimetria de varredura diferencial - DSC, para a determinação dos valores de temperatura de transição vítrea - Tg de cada amostra. Demostraram que a utilização da concentração de 9,0 % de catalisador apresentou melhores valores, porém, uma descoberta interessante foi a utilização da concentração de 5,0 % de catalisador apresentou resultados similares aos anterior, sendo assim, melhores condições na utilização em reações de polibutadieno líquido hidroxilado - PBLH com o diisocianato de isoforona - IPDI, com catalisador dibutil di laurato de estanho - DBTL nas temperaturas de (60, 70 e 80 ºC).
- ItemTratamento de efluente industrial gerado do processo de alquilação catalica entre o fenol e o noneno via processo de eletrocoagulação(Universidade Federal de São Paulo, 2023-12-15) Santos, Cristiano Teixeira dos [UNIFESP]; Concha, Viktor Oswaldo Cárdenas [UNIFESP]; Lodi, Leandro Lodi; http://lattes.cnpq.br/0432322305048996; http://lattes.cnpq.br/0661599261187131; https://lattes.cnpq.br/4187453233191940As indústrias químicas e petroquímicas são reconhecidas como importantes fontes de poluição hídrica, devido aos grandes volumes de efluentes gerados durante seus processos produtivos. Esses efluentes, muitas vezes descartados diretamente no meio ambiente, contêm substâncias nocivas que podem causar danos aos ecossistemas aquáticos, incluindo a diminuição da população de organismos aquáticos devido à redução dos níveis de oxigênio na água. Neste contexto, o presente estudo teve como objetivo investigar a aplicação de uma nova rota tecnológica para o tratamento de efluentes gerados por uma empresa do setor petroquímico, visando à redução da concentração de compostos químicos presente nesse resíduo. O efluente estudado é gerado pelo processo de alquilação catalítica entre o fenol e uma olefina. O presente estudo propõe empregar o método de eletrocoagulação (EC), com o uso de eletrodos de alumínio/ferro, na remoção de contaminantes como o fenol e outros fenóis substituintes como o nonilfenol e o dinonilfenol. Estudos de fluxo descontínuos foram realizados para remover produtos químicos considerados nocivos no efluentes industriais. Fatores experimentais como densidade de corrente elétrica (DCE), distâncias entre eletrodos (DE) e durações de tratamento (DT) mostram ser variáveis importantes com impactos positivos no tratamento, principalmente na etapa de clarificação e aspecto físico do efluente, apresentando uma eficiência de 99% em turbidez e um ajuste de pH inicial de 3 para uma faixa entre 7 - 8,5. Com a combinação das variáveis DCE, DE, DT e adição de um agente oxidante, houve uma redução significativa dos fenóis pós tratamento. Os resultados apresentados por este estudo mostraram que o método EC reduziu o teor de fenóis no efluente industrial utilizado. A unidade EC em bancada diminuiu o nível de fenol em aproximadamente 40%, indicando que a eletrocoagulação pode ser uma excelente alternativa para o tratamento desse tipo de efluente. A eficiência ideal para clarificação e aspecto físico foi encontrada com DT entre 10 - 20 minutos, com um DCE entre 5,56 a 16,7 mA.cm-2 e um DE entre 0,5 - 1,5 cm. Para a remoção de fenóis a eficiência ideal foi encontrada com DT >120 minutos, com um DCE de 16,7 mA.cm-2 e um DE de 1,5 cm.
- ItemAvaliação temporal de longo prazo da qualidade das águas da represa Billings considerando as Influências de transposição para diferentes usos(Universidade Federal de São Paulo, 2023-09-22) Amadeu, Gustavo Prestes [UNIFESP]; Ribeiro, Katia [UNIFESP]; Hanisch, Werner Siegfried [UNIFESP]; http://lattes.cnpq.br/8938747949184483; http://lattes.cnpq.br/6490500674409303; http://lattes.cnpq.br/5984400535862315A eutrofização, fenômeno causado pelo excesso de nutrientes em corpos d'água, resulta em custos elevados de tratamento e riscos para a saúde pública. A represa Billings, foi originalmente projetada para geração de energia elétrica na usina de Henry Borden, localizada em Cubatão e posteriormente se tornou fundamental para o abastecimento público da região metropolitana de São Paulo. Na década de 1940 foi iniciada a reversão do Rio Pinheiros, com o objetivo de ampliar a capacidade energética de Henry Borden. Porém devido à falta de saneamento da região o procedimento levou a uma grave deterioração na qualidade da água, resultando em florações de cianobactérias e contaminação por efluentes de diversas origens, culminando no isolamento do braço Rio Grande em 1981. Este trabalho estudou parâmetros de qualidade das águas do Reservatório Billings a partir de relatórios divulgados publicamente desde o ano 2000 por duas empresas relevantes no contexto da gestão hídrica e ambiental. Para se determinar os parâmetros mais afetados foram aplicados os métodos de Análise de Componentes Principais e Matrizes de Correlação e o teste de Mann-Kendall para a verificação de tendências. As análises, foram validadas pelos testes de Shapiro-Wilk e Tukey e permitiram uma avaliação dinâmica da situação do reservatório. O estudo também considerou parâmetros ambientais de fontes externas como a pluviosidade mensal, a temperatura ambiente e as vazões da reversão. Além disto foi implementado um modelo de balanço hídrico no qual foi possível constatar a dependência das vazões da reversão para a manutenção do sistema. Os resultados mostram preocupantes tendências de elevação no estado trófico e nos parâmetros de turbidez, densidade de cianobactérias e na concentração de nitritos e fósforo total, além de uma correlação considerável entre as vazões da reversão e as concentrações de nitrito na estação de monitoramento mais próxima de sua localização. Finalmente pode-se concluir que para o abastecimento de água da região e geração de energia elétrica na usina de Henry Borden se faz necessário o tratamento de esgoto das águas que chegam ao complexo Billings, visando garantir os usos múltiplos da água de forma sustentável.
- ItemEmbalagens cartonadas multicamadas e biodegradáveis com potencial aplicação em food delivery(Universidade Federal de São Paulo, 2023-10-30) Reis, Andresa Ferreira dos [UNIFESP]; Yoshida, Cristiana Maria Pedroso [UNIFESP]; Silva, Classius Ferreira da [UNIFESP]; http://lattes.cnpq.br/4514485329529047; http://lattes.cnpq.br/3546808357732166; http://lattes.cnpq.br/1264116257729601A intensificação na demanda pelos serviços de entrega gerado pela pandemia principalmente de estabelecimentos de alimentos, provocou o aumento da utilização de embalagens descartáveis (single use), principalmente de material plástico. As embalagens descartáveis são comumente produzidas com polímeros sintéticos que possuem propriedades desejadas eficazes e tem custo relativamente baixo. No entanto, o uso excessivo desse tipo de embalagem provoca problemas ambientais, pois os materiais são tipicamente de fontes não renováveis e em geral não são de fácil biodegradação, perdurando no meio ambiente. Tentativas de substituição parcial ao plástico vem sendo testadas, como o emprego do papel. O presente trabalho consistiu em desenvolver um novo e sustentável material de embalagem single use de alimentos a partir do revestimento na superfície de papel cartão de um filme emulsionado a base de quitosana, ácido palmítico e fibra de coco, visando melhorar a propriedade de barreira a água e melhorar as propriedades mecânicas do papel cartão. A fibra de coco foi tratada quimicamente com álcali, incorporando-as com e sem tratamento químico. O papel cartão com e sem revestimentos foi avaliado quanto a espessura, gramatura, permeabilidade à gordura, barreira e resistência à umidade (Cobb test) e propriedades mecânicas. A rigidez Taber do papel aumentou significativamente com a aplicação da solução de quitosana e ácido palmítico, a adição de 5% fibra de coco na matriz, aumentou a rigidez quando comparada com revestimento somente de quitosana (2,0%, m/m) e ácido palmítico (1,5%, m/m), em 6,7% na direção MD (machine direction) e 8,9% em CD (cross direction). O menor valor para o Cobb test foi obtido com revestimento somente de quitosana e ácido palmítico. A incorporação de fibra de coco nos demais revestimentos aumentou a afinidade com a água. O papel cartão formado a partir dos revestimentos à base de quitosana (2,0%, m/m), ácido palmítico (1,5%, m/m) e fibra de coco não tratada quimicamente (5,0% m/m) apresentaram melhores propriedades de barreira a gordura com potencial aplicação para formação de embalagens para food delivery. Este material é uma alternativa com grande potencial para reduzir o uso de embalagens plásticas multicamadas descartáveis em food delivery, que apresentam difícil reciclabilidade e biodegradação, e alto impacto ambiental.
- ItemDesenvolvimento de algoritmo de seleção de filtros microbiológicos aplicados em processo produtivo de soluções líquidas(Universidade Federal de São Paulo, 2023-07-18) Silva, Mayara Strini da [UNIFESP]; Bresolin, Igor Tadeu Lazzarotto [UNIFESP]; http://lattes.cnpq.br/5750111176589237; http://lattes.cnpq.br/3250340793464660Com a pretensão de obter máxima segurança para seus produtos, uma companhia multinacional, após sofrer um grande incidente microbiológico na produção de enxaguante bucal, decidiu implementar o uso de sistema de filtros absolutos esterilizantes de membrana de 0,2 μm de diâmetro de poro. A observação de altos investimentos nessa aplicação inadequada ao sistema produtivo, motivou um estudo que revelou uma opção de membrana microbiológica compatível com as condições de produção e 82,7% mais barata. A concentração de especialistas dentro de empresas fornecedoras de membranas filtrantes e o alto custo para experimentações leva, muitas vezes, à aplicações inadequadas de tecnologias que já são consideradas maduras. O desenvolvimento de um processo de separação por membranas conta com embasamento teórico e prático e, para melhor direcionar e trazer agilidade para sua implementação faz-se necessária uma metodologia de seleção mais assertiva e eficiente da membrana de filtração no processo de produção de soluções líquidas. O dimensionamento dos filtros por teste de filtrabilidade considerando as condições de produção (variação de pressão, volume, vazão do fluxo, temperatura) juntamente com a caracterização do fluido e membrana utilizada, são o suporte técnico da recomendação para o algoritmo de seleção de membranas. Os resultados foram avaliados paralelamente ao estudo de custos dos diferentes meios filtrantes para a microfiltração com o intuito de justificar o custo agregado ao processo de manufatura. No entanto, a escolha dos tipos de filtros prioriza a garantia do atendimento aos objetivos do fabricante e manutenção das características físico-químicas da solução pré filtração.