|
Dissertações |
|
1
|
-
ANTÔNIO JOSÉ PEREIRA DA SILVA
-
DISPONIBILIDADE HÍDRICA DE RESERVATÓRIOS DO ESTADO DO CEARÁ COM BASE EM CRITÉRIOS DE QUALIDADE
-
Data: 15/06/2022
-
Mostrar Resumo
-
A água é um recurso natural cada vez mais escasso no mundo devido fatores diversos como questões climáticas, poluentes e agentes de contaminação. O armazenamento de águas em reservatórios superficiais vem sendo impactado por estiagens recorrentes e perda de qualidade. Este trabalho tem como objetivo analisar a disponibilidade hídrica de água com base em critérios de qualidade, a partir de concentrações de fósforo, em três reservatórios do Estado do Ceará: Acarape do Meio (29,6 hm³), Aracoiaba (162 hm³) e Pentecoste (395,6 hm³). A estimativa da carga de fósforo afluente aos reservatórios foi realizada a partir de dados censitários de produção animal, agrícola e humana, aplicando-se equações específicas. A modelagem da qualidade da água dos reservatórios com base no teor de fósforo é realizada usando o modelo de mistura completa com base na equação proposta por Chapra (QUAL-HIDROSED). Com base em dados medidos de concentração de fósforo no reservatório, calibrou-se o coeficiente de ajuste da equação para estimativa do coeficiente de sedimentação Ks em função do tempo de retenção hidráulica TR, para cada reservatório selecionado. A metodologia proposta permitiu estimar a carga de fósforo anual bruta produzidas nas bacias hidrográficas dos reservatórios Acarape do Meio (145 ton/ano), Aracoiaba (220 ton/ano) e Pentecoste (545 ton/ano). Com base em dados medidos de concentração de fósforo nos reservatórios estudados, estimou-se a carga de fósforo afluente, que se mostrou dependente do regime hidrológico observado na bacia hidrográfica contribuinte, podendo variar de 1,2% a 11,4% da carga bruta, a depender do reservatório estudado e das características hidrológicas dos períodos analisados. Nesta pesquisa, considerou-se os períodos de 2004-2010 (mais úmido com maior geração de escoamento superficial) e 2011-2020 (estiagem prolongada com geração de escoamento superficial restrita). As análises de regressão realizadas justificaram a introdução do conceito de Razão de Aporte de Fósforo – RAF, que representa a relação entre a carga de fósforo efetiva e a carga de fósforo bruto e pode ser estimado como uma função do coeficiente de escoamento superficial com R² de 0,98. Adicionalmente, o modelo de qualidade de água QUAL-HIDROSED foi testado para os três reservatórios estudados e períodos com regimes hidrológicos distintos, mostrando-se eficiente na caracterização da variação no teor de fósforo no reservatório como função do volume armazenado, indicando redução na concentração deste nutriente para maiores volumes conforme padrão detectado nos dados medidos para os reservatórios estudados. Analisou-se, ainda, os efeitos da qualidade de água na regularização de vazões em cada um dos reservatórios estudados, indicando que o Q90 pode alterar significativamente a depender do critério de qualidade para liberação da água e do aporte de fósforo no período. Os resultados indicaram que mesmo reduzindo a carga de fósforo afluente aos reservatórios estudados para 20% do registrado no período de 2004-2010, o Q90 reduziu para 49% (Acarape do Meio), 82% (Aracoiaba) e 46% (Pentecoste) do que se consegue regularizar sem restrição de qualidade de água em um cenário com liberação apenas de água dentro dos limites de classe 2 nestes reservatórios estudados.
|
|
2
|
-
ISAMAYRA GERMANO DE SOUSA
-
DESENVOLVIMENTO DE BIOCATALISADORES ENZIMÁTICOS UTILIZANDO SUPORTES HÍBRIDOS DE QUITOSANA E AGAROSE CONTENDO LIPASE EVERSA® TRANSFORM 2.0 E SUA APLICAÇÃO NA SÍNTESE DE BIOLUBRIFICANTES
-
Orientador : JOSE CLEITON SOUSA DOS SANTOS
-
Data: 26/07/2022
-
Mostrar Resumo
-
Neste estudo a lipase Eversa® Transform 2.0 (EVS) foi imobilizada em um suporte híbrido formado por quitosana (QUI) e agarose (AGA) através do método de ligação covalente, utilizando o glutaraldeído (GA) como agente ativador. O processo foi otimizado pelo método Taguchi e sob condições otimizadas (5mM, 1 hora, GA 1% e carga de 5mg de enzima por grama de suporte), o biocatalisador produzido apresentou atividade de 74,39 ± 0,48 U/g e rendimento de imobilização de 74,20 ± 0,28%. O biocatalisador produzido foi caracterizado por Difração de Raios X (DRX), Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Termogravimetria (TGA), Espectroscopia Dispersiva de Energia (EDS) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), que indicaram a junção QUI/AGA, a incorporação de glutaraldeído ao suporte e a imobilização da lipase na matriz. O biocatalisador também foi avaliado quanto ao seu desempenho em diferentes temperaturas e pH’s em comparação à enzima solúvel, e a inda foram realizados testes de capacidade de carga do suporte, dessorção, capacidade de armazenamento e efeito de diferentes solventes. O biocatalisador produzido perdeu apenas 15,3% da sua atividade após 61 dias de armazenamento, teve sua atividade elevada em 96,70% ± 0,76, 27,34% ± 2,34 e 84,35% ± 1,68 na presença dos solventes orgânicos hexano, ciclohexano e metanol, respectivamente, apresentou maior atividade em temperaturas acima de 50ºC e ainda reteve quase 30% de sua atividade total em 70ºC, enquanto a enzima livre praticamente já não tinha mais atividade significativa. No estudo do efeito do pH, percebeu-se que a imobilização contribuiu para o aumento da atividade enzimática em pH’s alcalinos, elevando a atividade da Eversa® Transform 2.0 até 140% em pH 9. O ensaio de dessorção revelou que não houve desprendimento enzimático do suporte mesmo após 60 min na presença de tampão 25mM pH 7, NaCl 1M e Triton X-100 0,1% (v/v). Por fim, o suporte QUI/AGA apresentou o derivado de maior atividade em uma carga máxima de 23mg de enzima por g de suporte. O biocatalisador mostrou-se satisfatório na síntese de biolubrificantes alcançando uma conversão de 40,3% e os espectros de RMN revelaram sinais característicos de um éster metílico. Os estudos de docking molecular apresentaram as estruturas da lipase e mostraram que o ácido oleico pode se ligar próximo ao sítio ativo da enzima com a melhor energia livre de -5,4 Kcal/mol. Nesse contexto, o estudo revelou um novo biocatalisador QUI/AGA/GLU/EVS, com excelentes propriedades, de baixo custo e com características promissoras na síntese de biolubrificantes.
|
|
3
|
-
JOÃO BRANDÃO JÚNIOR
-
SÍNTESE DE BIODIESEL DE BABAÇU E TUCUMÃ CATALISADO POR ENZIMAS
LECITASE E EVERSA
-
Data: 02/08/2022
-
Mostrar Resumo
-
O consumo excessivo de combustíveis fósseis é um dos maiores responsáveis pela emissão dos gases de efeito estufa (GEE), como por exemplo, o dióxido de carbono (CO2), o metano (CH4) e o óxido nitroso (N2O), que são os maiores responsáveis pelas alterações climáticas de nosso planeta. Com a finalidade de reduzir essa dependência energética dos combustíveis fósseis, diversas pesquisas têm sido realizadas nas últimas décadas relacionadas a produção de biocombustíveis, a partir de óleos vegetais. O Brasil, por natureza, possui uma grande diversidade de oleaginosas que se distribuem pelos seus 6 biomas (Amazônia, Cerrado, Caatinga, Mata Atlântica, Pantanal e Pampa), com composição química e grau de saturação variados. Essa riqueza natural tem motivado os pesquisadores a desenvolverem biocombustíveis a partir das mais variadas ofertas regionais. Os principais óleos testados foram os derivados de macaúba, pinhão-manso, indaiá, buriti, pequi, mamona, soja, babaçu, cotieira, tingui e pupunha. Neste trabalho, foi produzido biodiesel a partir da esterificação enzimática dos óleos vegetais de duas palmeiras abundantes nos biomas Caatinga, Cerrado e Amazônia brasileiros: o babaçu e a tucumã, que têm como predominância em suas composições o ácido láurico. Os óleos de babaçu e de tucumã foram hidrolisados por rota química e seus ácidos graxos livres foram esterificados com etanol e etanol, via rota enzimática, na proporção molar de 1:1, temperatura de reação de 37 oC, agitação de 150 rpm e tempos reacionais variando de 2 a 8 hora. Os catalisadores utilizados foram as enzimas Lecitase® Ultra e Eversa® Transform 2.0, nas formas livres e suportadas em nanopartículas magnéticas de ferro (Fe 3O4) em quantidade equivalente a 80 UpNPBg-1. O estudo fez uma combinação destas sínteses com cada catalisador e comparou os resultados de rendimentos obtidos. Foi observado que, de maneira geral, os rendimentos foram bons, variando de 87% a 99,58%. Um outro estudo desenvolvido foi a comprovação da manutenção das atividades dos biocatalisadores através de três ciclos realizados.
|
|
4
|
-
LARISSA DINIZ CAVALCANTE
-
MODELAGEM HIDROSSEDIMENTOLÓGICA COM O WASA-SED E AS INTERAÇÕES COM O FÓSFORO: O CASO DO AÇUDE TIJUQUINHA
-
Data: 11/08/2022
-
Mostrar Resumo
-
A modelagem computacional de processos hidrossedimentológicos é uma técnica que já tem avançado substanciamente nas últimas décadas. Neste estudo, o objetivo geral é a estimava do aporte de fósforo em reservatórios superficiais e seus efeitos na qualidade da água destas estruturas a partir de relações com descargas líquidas afluentes geradas com o modelo WASA-SED. O reservatório Tijuquinha, localizado no Maciço de Baturité, no Estado do Ceará, foi selecionado como área de estudo nesta pesquisa, com bacia hidrográfica de 45,41 km² e capacidade de armazenamento atual de 482.920 m³. A modelagem hidrossedimentológica é realizada com o WASA-SED, um modelo semi-distribuído, com bases físicas, adaptado para características hidroclimatológicas de regiões semiáridas, com componentes que possibilitam a simulação de processos hidrológicos e de transporte de sedimentos nas vertentes e rios e deposição nos reservatórios superficiais. Para estimativa da carga de fósforo afluente no período úmido, realizou-se o balanço de fósforo nos meses com monitoramento de concentração de fósforo e estabeleceu-se uma relação deste parâmetro com a vazão líquida afluente, com R² de 0,58. A partir desta relação gerou-se a série histórica de carga de fósforo afluente no período de estudo de 1980 a 2019. Os resultados mostram que a concentração de fósforo é, em geral, superior aos limites estabelecidos pelo CONAMA 357/2005, com concentrações superiores a 0,05 mg/L (limite superior para classe 3) para o período estudado, corroborando com os dados medidos deste parâmetro.
|
|
5
|
-
JEAN GLEISON ANDRADE DO NASCIMENTO
-
VALORIZAÇÃO DE ÓLEO RESIDUAL POR CATÁLISE ENZIMÁTICASUPORTADA EM NANOPARTÍCULAS MAGNÉTICAS PARA PRODUÇÃO DEBIODIESEL
-
Data: 17/08/2022
-
Mostrar Resumo
-
A diversificação e a busca por energias fizeram com que os diversos países investissem emtecnologias e processos que propiciassem o surgimento de novas fontes energéticas e issorequer o investimento em novas pesquisas para que seja viável o surgimento de novas fontesenergéticas e economicamente viáveis. Desta forma para um país ser hipossuficiente nessecenário deve dispor de um leque de opções que garantam diversificação em sua matrizenergética. Nessa compreensão nas últimas décadas os óleos residuais de fritura (ORF)surgem como uma alternativa viável para produção de biocombustíveis, em sua grandemaioria são resultados dos procedimentos realizados em cantinas, lanchonetes, cozinhasindustriais, comerciais e domésticas. Os óleos vegetais classificados como triglicerídicospodem sofrer processo de transformação e virar biodiesel, seja com a ajuda de catalisadoresquímicos ou biológicos. Neste entendimento este trabalho tem como objetivo principalinvestigar a viabilidade de produção de biodiesel a partir da transesterificação do óleo residualde soja utilizando biocatalisadores como uma das alternativas para produção debiocombustíveis. Nesse estudo será utilizado como biocatalisador a enzima CandidaAntartica tipo B (CALB) imobilizada em nanopartículas magnéticas e a Eversa® Transform2.0. A metodologia inicialmente abordará um aprofundamento da temática, captação dematéria prima e seu tratamento bem como a realização de práticas de síntese denanopartículas, caracterização do ORF e reações de produção de biocombustíveis porbiocatálise. Neste trabalho, foi produzido biodiesel a partir da esterificação enzimática doORF, que têm como predominância em suas composições o ácido oleico e linoleico. O ORFfoi hidrolisado por rota química e seus ácidos graxos livres foram esterificados com metanol eetanol, via rota enzimática, na proporção molar de 1:1, temperatura de reação de 37°C,agitação de 150 rpm e tempos reacionais variando de 2 a 8 hora. Como catalisadores usou-selipase CALB e Eversa® Transform 2.0, nas formas livres e imobilizadas em nanopartículasmagnéticas de ferro (Fe3O4) em quantidade equivalente a 80 UpNPBg-1. Ao final comparou-seos resultados de rendimentos obtidos que foram promissores para a maioria das reações, noentanto, no reuso é recomendado que algumas condições reacionais devem ser otimizadaspara emprego eficiente da enzima no processo de produção de biodiesel.
|
|
6
|
-
ADRIEL DE OLIVEIRA FREITAS
-
DESENVOLVIMENTO DE UMA PLATAFORMA IOT MÓVEL DE AQUISIÇÃO E PROCESSAMENTO DE SINAIS CARDIOLÓGICOS VIA APLICAÇÃO WEB
-
Data: 29/08/2022
-
Mostrar Resumo
-
Nos últimos anos, a aquisição e monitoramento de sinais de ECG tem sido amplamente utilizados no campo da medicina cardiológica. Os sinais de ECG podem fornecer informações importantes sobre a atividade cardíaca de pacientes, permitindo que sua análise seja utilizada como ferramenta de auxílio ao diagnóstico médico. A presença de ruídos em sinais de ECG pode afetar o processo de detecção na aquisição de medições precisas e confiáveis do batimento cardíaco para o sistema de monitoramento de ECG, além da possibilidade de gerar alarmes falsos em classificadores automáticos de doenças cardiovasculares. O presente trabalho propõe o desenvolvimento e implementação de um sistema (hardware e software) para aquisição, processamento, armazenamento em nuvem e monitoramento de sinais de ECG de forma remota, via aplicação WEB, utilizando um dispositivo móvel e de baixo consumo de energia. Neste sistema, o sinal de ECG é detectado e condicionado por um biossensor acoplado a um Arduino UNO R3. Em seguida, o sinal coletado é enviado para um aplicação WEB desenvolvida e hospedados com o auxílio do software MATLAB designer TM e MATLAB Web App Server TM. A comunicação entre a aplicação WEB e o hardware do sistema pode se estabelecida de três formas distintas: via comunicação serial, bluetooth ou Wi-Fi. Os teste de operação de todos os elementos do sistema proposto foram realizados em pacientes do hospital universitário Walter Cantídio da Universidade Federal do Ceará. Foram coletados 50 registros de 5 min a uma frequência de amostragem de 256 Hz. Os resultados de desempenho da aplicação WEB foram satisfatórios apresentando um tempo de apenas 1,884 s para calcular a DFT, aplicar uma decomposição wavelet multinível em um Buffer de 7 segundos, gerar um novo sinal a partir das componentes de frequências desejadas e plotar os resultados. O monitoramento remoto e armazenamento em nuvem dos registros cardiográficos foram realizados com êxito.
|
|
7
|
-
MOISÉS DE OLIVEIRA MAGALHÃES
-
Conversor CC-CC Bidirecional de Alto Ganho e Comutação Suave Baseado na Topologia Dual Active Bridge
-
Data: 31/08/2022
-
Mostrar Resumo
-
Este trabalho apresenta o estudo e desenvolvimento de um conversor CC-CC bidirecional não isolado de alto ganho baseado na topologia Dual Active Bridge. O mesmo é alimentado em corrente através de indutores acoplados, com seu lado primário conectado em uma ponte completa, na parte inferior do conversor, enquanto que seu lado secundário está conectado em um circuito meia ponte, na parte superior do conversor. A topologia original, da qual foi concebida esta versão em análise, utiliza modulação por largura de pulso como técnica de acionamento das chaves, porém neste trabalho é adotada a técnica de deslocamento de fase (do inglês, phase-shift). A mudança proposta tem a vantagem de tornar mais simples o controle do fluxo e de potência entre as portas, além de garantir, naturalmente, o funcionamento de parte das chaves com comutação suave do tipo ZVS. O princípio de funcionamento e análise matemática da característica de potência e de comutação do conversor, bem como seu modelo dinâmico são apresentados. Um exemplo de projeto com tensão de entrada, tensão de saída e potência, respectivamente, de 28V, 180V e 500W é proposto. Resultados de simulações são apresentados com o propósito de comprovar a análise teórica desenvolvida.
|
|
8
|
-
CRISTIANO DANTAS ARAÚJO
-
INFLUÊNCIA DA VARIABILIDADE DA QUALIDADE DA ÁGUA BRUTA NO CUSTO DE TRATAMENTO DE ÁGUA NO SISTEMA DE ABASTECIMENTO DA REGIÃO METROPOLITANA DE FORTALEZA, CEARÁ
-
Data: 18/11/2022
-
Mostrar Resumo
-
O Brasil está numa posição privilegiada no globo quanto à disponibilidade hídrica, pois conta com mais de 12% de água disponível. Entretanto, não há uma distribuição uniforme da disponibilidade hídrica, entre as regiões. A região Nordeste possui 27,8 % da população e dispõe apenas de 3,3% dos recursos hídricos, enquanto a região Norte possui 8,3% da população e dispõe de 80% das águas nacionais. O presente trabalho visa identificar a influência da variabilidade da qualidade da água bruta no custo de tratamento de água no sistema de abastecimento na cidade de Fortaleza. Com a realização da caracterização dos recursos hídricos disponíveis, a variabilidade interanual e sazonal da qualidade da água bruta, avaliando os custos do tratamento da água e identificando os possíveis contaminantes no caminho da água até a estação de tratamento. Foi calculada tendência, efeito sazonal e resíduo dos dados de qualidade da água que abastece a RMF, teste de mann kendall nas tendências das séries, regressão linear múltipla usando como variável preditora a turbidez e cor, além do cálculo da concentração de fósforo que saí do açude Castanhão e que chega no açude Gavião. Conforme os dados encontrados, não existe tendência nas séries de fósforo e nitrogênio, enquanto nas séries de Clorofila A apresenta tendência positiva e cianobactérias a tendência é negativa. A concentração de fósforo que chega no Gavião é maior do que a liberada pelo Castanhão, sugerindo algum ponto de adição deste nutriente na própria bacia do gavião ou uma autodepuração no percurso devido à alta insolação e deposição de sedimentos. Já na regressão linear com a turbidez sendo a preditora, os dados demonstraram um efeito coletivo forte entre o fósforo e cianobactérias, sendo capazes de explicar 51% da turbidez. Quando a Cor foi a variável preditora os dados demonstraram um efeito coletivo forte também entre as variáveis fósforo e cianobactérias, sendo capazes de explicar 89% da cor. O açude gavião apresenta variação na turbidez no decorrer do ano, ocorre uma sazonalidade no segundo semestre, enquanto as precipitações são menores, provavelmente por conta de uma maior concentração de microrganismos, menores aportes de água e pelo TDH favorecendo a proliferação de algas e microrganismos. Foi possível ainda verificar que existe uma diferença de dois a três meses entre o aumento da precipitação e a resposta da turbidez. Conforme os dados encontrados a qualidade da água vem sendo influenciada por ações antrópicas.
|
|
9
|
-
FRANCISCO EDIRLAN DE SOUSA FREITAS
-
ESTUDO DO DESEMPENHO DE COMPÓSITOS DE LIGNINA EXTRAÍDA DO BAGAÇO DE CAJU (Anarcadium occidentale L) COMO MATERIAL ADSORVENTE DE CORANTE SINTÉTICO INDUSTRIAL
-
Data: 21/12/2022
-
Mostrar Resumo
-
A busca pelo equilíbrio entre o desenvolvimento econômico e a sustentabilidade do planeta, motiva diversas ideias e pesquisas a encontrarem soluções com viabilidade técnica-financeira, propondo assim, meios alternativos e promissores para o desenvolvimento de novos produtos, processos e serviços. Dentro dessa perspectiva, tem-se a busca por novos materiais, de baixo custo ou que sejam subprodutos de outros processos, que possam ser utilizados em processos adsortivos, bastante aplicados em diversos processos indústriais como, por exemplo, no tratamento de efluentes. Então, o presente trabalho investigou o uso da lignina extraída do bagaço de caju como, também, do compósito delignina com nanopartículas magnéticas, como adsorventes na remoção de corantes têxteis industriais em escala de laboratório, sendo avaliado o corante azul turquesa reativo como modelo. Os adsorventes estudados foram caracterizados por técnica de infravermelho transformada de Fourier (FTIR), por microscopia eletrônica de varredura (MEV), acomplado com espectroscopia de raios-X por energia dispersiva (EDS) e determinado o potencial Zeta. Nos estudos do processo de adsorção foi analisada a influência dos parâmetros pH, concentração do corante, quantidade de adsorvente e temperatura, avaliando o comportamento cinético e a isoterma do processo. Os melhores resultados de adsorção foram obtidos usando o compósito lignina-nanopartículas magnéticas (LIG-NPM) como adsorvente. O pH 2,0 favoreceu o processo de adsorção e a quantidade de adsorvente que apresentou melhores resultados foi 8 mg/mL. Os dados cinéticos foram melhores representados pelo modelo de pseudo-segunda ordem, com melhor coeficiente de correlação linear, e as isotermas de adsorção que melhor representou os dados experimentais foi a Isoterma de Freudlinch. Os resultados obtidos nesse estudo de adsorção demonstram que o compósito LIG-NPM apresenta-se como uma potencial adsorvente, apresentando percentual de remoção de até 95% do corante reativo azul turquesa usando uma concentração de adsorvente de 8,0 mg/mL, podendo ser reutilizado por até três ciclos e sua característica magnética facilita o processo de separação, diminuindo gastos energéticos com o processo de filtração ou centrifugação. Também, LIG-NPM adsorveu aproximadamente 50% da concentração de corantes presente em um efluente industrial real. Então, o uso da lignina do bagaço de caju como adsorvente pode dar mais um destino alternativo a um dos subprodutos gerados da agroindústria do caju, o qual já é estudado como matéria-prima na produção de outros produtos como, por exemplo, etanol e xilitol, aplicando assim um contexto de biorrefinaria.
|
|