Mestrado em Tecnologia de Produtos e Processos

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Navegando Mestrado em Tecnologia de Produtos e Processos por Autor "Ferreira, Ângela de Mello"

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    Avaliação de atributos químicos e biológicos de nichos construídos utilizando rejeito de minério de ferro: uma alternativa para revitalização de áreas degradadas
    (Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-08-25) Santos, Mariana de Aguilar; Guimarães, Andréa Rodrigues Marques; Ferreira, Ângela de Mello; Badotti, Fernanda; http://lattes.cnpq.br/1228978469230164; http://lattes.cnpq.br/2119491576564545; http://lattes.cnpq.br/0539560330282592; http://lattes.cnpq.br/2141288144068098; Guimarães, Andréa Rodrigues Marques; Ferreira, Ângela de Mello; Badotti, Fernanda; Tiago, Fabiana da Conceição Pereira; Rezende, Patrícia Sueli de; Zago, Valéria Cristina Palmeira
    A indústria de extração de minério de ferro é um dos setores mais importantes para a economia brasileira, especialmente na região do Quadrilátero Ferrífero em Minas Gerais. A exploração dos recursos minerais implica em alterações do meio socioambiental do território minerador, ocasionando um impacto ambiental nos ecossistemas de Campo Rupestre, como a disposição do rejeito em barragens. O uso de Nicho Construído constitui uma técnica recentemente apresentada, que tem como constituintes o rejeito de minério de ferro, topsoil (camada superficial do solo) e aglomerante. A aplicação da técnica do Nicho Construído visa mimetizar nichos ecológicos pré-existentes nas áreas degradadas pela atividade de mineração, com a vantagem de manter componentes bióticos do local de interesse. Neste contexto, este trabalho teve como finalidade, confeccionar e avaliar os efeitos de diferentes componentes do Nicho Construído nas características mecânicas, físico-químicas e biológicas do material. Para tanto, caracterizou-se o topsoil de uma área não degradada de Campo Rupestre quanto à composição química e mineralógica e à fertilidade; avaliou os efeitos dos novos constituintes do Nicho Construído (como argila bentonita e biocompósito de micélio fúngico) na sua propriedade mecânica e atributos biológicos, tais como: carbono da biomassa microbiana (CBM), respiração basal (RB) e quociente metabólico (qCO2). E ainda, observou-se a presença de organismos fotobiontes durante o período de incubação 7 e 180 dias. Os Nichos Construídos foram confeccionados somando-se diferentes proporções de topsoil do Campo Rupestre da Serra da Piedade, rejeito de minério de ferro, cimento, argila bentonita e biocompósito de micélio fúngico. As análises de Difração de raios X e Fluorescência de raio X do topsoil identificaram minerais como a hematita, quartzo e goetita e altas proporções de óxido de ferro e dióxido de silício. As análises químicas de fertilidade do topsoil apresentaram baixa concentração de nutrientes, dentre eles o Ca, K, P, soma de bases e capacidade de troca de cátions. Observou-se um baixo teor de matéria orgânica, carbono, nitrogênio e pH ligeiramente ácido. Essas características são típicas de topsoil de Campo Rupestre ferruginoso. Os novos aglomerantes utilizados na confecção dos Nichos Construídos não conferiram resistência ao material, sendo necessário testar novas proporções destes em estudos futuros. Apenas o cimento conferiu resistência ao Nicho Construído, por ser um bom ligante, promovendo a coesão das partículas constituintes do módulo (topsoil+rejeito). Com relação ao CBM, não houve diferença significativa entre os controles e os tipos de nichos em cada tempo de incubação, com exceção do nicho contendo o biocompósito fúngico, que apresentou valores altos de CBM. Os resultados da RB foram baixos para os controles e no topsoil+rejeito, com exceção do nicho com biocompósito fúngico. O crescimento de organismos fotobiontes como, gametófitos de briófitas, protalos de pteridófitas, plântulas de angiospermas e algas, foram observados no topsoil e topsoil+rejeito. Fungos foram observados nos nichos contendo cimento, argila e biocompósito, ao longo do período de incubação. No tempo de 180 dias observou-se o desenvolvimento de angiosperma na superfície do nicho contendo o biocompósito fúngico. As análises de fertilidade, dos atributos biológicos e o crescimento de fotobiontes indicaram que os Nichos Construídos utilizando cimento e argila não apresentam característica que indicam bioreceptividade, contudo, o que utiliza biocompósito fúngico pode atuar como estimuladores do desenvolvimento de vida e, portanto, ser uma ferramenta significativa na recuperação de áreas impactadas.
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    Produção de biomateriais usando micélio fúngico e resíduo agrícola
    (Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-11-29) Sampaio, Sabrina Petrillo; Badotti, Fernanda; Silva, Aline Bruna da; http://lattes.cnpq.br/6539169612758835; http://lattes.cnpq.br/2119491576564545; http://lattes.cnpq.br/2962156249774204; Badotti, Fernanda; Silva, Aline Bruna da; Ferreira, Ângela de Mello; Neto, Aristóteles Góes
    Os materiais derivados de petróleo são utilizados para as mais diversas aplicações, porém o processo de decomposição de grande parte destes é lento, resultando em um grande problema ambiental. Uma alternativa promissora é utilizar biomateriais produzidos a partir de micélios de fungos cultivados em resíduos vegetais (biocompósitos). Esses materiais são biodegradáveis e tem potencial para gerar compostos com propriedades mecânicas diversificadas. O objetivo geral foi desenvolver e analisar um material micocompósito por meio do cultivo dos fungos: Trametes villosa e Ganoderma lucidum utilizando resíduos de bagaço de cana de açúcar e rejeito de mineração. Os corpos de prova foram caracterizados quanto à densidade, absorção de água e submetidos à análise termogravimétrica, espectroscopia de absorção na região do infravermelho (FTIR), ensaio mecânico de compressão e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A adição do rejeito de mineração favoreceu o aumento da densidade, da absorção de água, e ao melhor desempenho do micélio de ambos os fungos no substrato, como foi observado nos espectros de FTIR e nas imagens de MEV, sem ganho de estabilidade térmica como foi visto na análise termogravimétrica. O ensaio de compressão evidenciou que a adição do rejeito de mineração e o aumento da proporção rejeito/substrato levou a um aumento do modulo de elasticidade e uma variação da resistência à compressão quando comparado ao material contendo apenas o fungo e substrato.
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    Reveladores alternativos derivados de óxido de grafeno e carvão ativado para aplicações em papiloscopia forense
    (Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2023-10-30) Almeida, André Augusto de; Okuma, Adriana Akemi; Ferreira, Ângela de Mello; Teixeira, Leonel da Silva; http://lattes.cnpq.br/1228978469230164; http://lattes.cnpq.br/3158640524473897; http://lattes.cnpq.br/2123705096582983; http://lattes.cnpq.br/1159951265438072; Okuma, Adriana Akemi; Teixeira, Leonel da Silva; Garcia, Cleverson Fernando; Mambrini, Raquel Vieira; Maciel, Rodrigo Fileto Cuerci
    Dentre os diversos métodos e técnicas que abrangem as Ciências Forenses, a Papiloscopia Forense é sem dúvida o mais utilizado para identificação humana, empregando a análise de impressões papilares para identificar indivíduos. Na Papiloscopia Forense, os pós para impressão digital são os materiais mais utilizados nos exames devido à facilidade de aplicação, portabilidade e versatilidade. Porém, a maioria desses pós é tóxica e prejudicial à saúde dos profissionais devido à exposição constante, tornando o ambiente de trabalho insalubre. Diante dessas premissas e na busca por soluções mais sustentáveis e tecnológicas, o Óxido de grafeno e o Carvão ativado são materiais com enorme potencial para substituir os pós convencionais para impressões papilares. Devido ao tamanho nanométrico de suas partículas e outras características como elevada área superficial de contato e grupos funcionais oxigenados que permitem diversas interações com outras substâncias ou materiais, o Óxido de grafeno pode ser utilizado nas ciências forenses como uma alternativa mais segura e tecnológica para substituir o pós convencionais, como o Negro de fumo, um produto potencialmente cancerígeno. Já o Carvão ativado é um material altamente poroso obtido a partir de matérias-primas orgânicas como madeira, coco, bambu, entre outras. É econômico e uma opção mais sustentável do que os pós convencionais. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho do Óxido de grafeno, Carvão ativado e seus derivados obtidos por síntese verde para aplicação no desenvolvimento de impressões papilares. Para a avaliação preliminar do desempenho do Óxido de grafeno e do Carvão ativado como reveladores de impressões papilares, impressões papilares gordurosas foram depositadas no vidro com aplicação de força moderada e revelação imediata. A mesma metodologia foi aplicada ao pó preto Hi-fi (um revelador de referência clássico) para comparação visual. A utilização do óxido de grafeno como revelador não permitiu a visualização das linhas papilares devido ao tamanho das partículas. Nesse caso, o material de partida foi triturado para a redução do tamanho e o teste de revelação foi repetido. Porém, nessa fase inicial, o Carvão ativado apresentou maior interação com os resíduos de impressões papilares, permitindo a visualização das linhas papilares e algumas minúcias. Posteriormente, o Óxido de grafeno e o carvão ativado foram oxidados na presença de dicloroisocianurato de sódio como agente oxidante, etanol como solvente, variando as fontes de energia (ultrassom e irradiação de micro-ondas). Os materiais oxidados foram então funcionalizados utilizando Ácido aminoacético como reagente e Etanol como solvente, sob irradiação de ultrassom ou micro-ondas. Materiais de partida, intermediários e produtos foram caracterizados por Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Difração de Raios X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (SME), Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS) e Espectroscopia Raman. As caracterizações dos materiais, obtidos nas diferentes etapas de síntese, permitiram constatar que a oxidação e inserção do grupo amino ocorreu de forma satisfatória e de acordo com a literatura científica. Os resultados obtidos com os testes de revelação indicaram que os materiais produzidos têm potencial para serem utilizados como reveladores na identificação de impressões papilares, além de serem mais seguros e obtidos por síntese verde.
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    Síntese e caracterização de hidrocarvões a partir de resíduo da indústria cervejeira para adsorção de fármaco
    (Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2023-06-28) Abreu, Ana Paula Oliveira de; Mambrini, Raquel Vieira; Freitas, Patrícia Elizabeth de; http://lattes.cnpq.br/2462079171658068; http://lattes.cnpq.br/2859884193381045; http://lattes.cnpq.br/7588060947572253; Mambrini, Raquel Vieira; Freitas, Patrícia Elizabeth de Freitas; Ferreira, Ângela de Mello; Amorim, Flávia Regina; Moreira, Renata Pereira Lopes
    A crescente preocupação com questões envolvendo, especialmente, o descarte de resíduos,sejam eles urbanos ou industriais, tem levado pesquisadores a buscarem soluçõessustentáveis, inovadoras e economicamente viáveis. A conversão destes resíduos em produtosde alto valor agregado representa uma importante alternativa na resolução do problema. Nestetrabalho, o resíduo da indústria cervejeira, rico em malte, foi utilizado como fonte debiomassa para produção de hidrocarvões, através da carbonização hidrotermal realizadasomente com água em diferentes temperaturas, 160 ºC, 180 ºC e 200 ºC. Tanto oshidrocarvões quanto a biomassa foram caracterizados por diversas técnicas a fim depossibilitar a determinação das suas principais propriedades e suas potenciais aplicações.Resultados de análise termogravimétrica revelam que houve a formação do hidrocarvão e seuseventos de perda de massa ocorrem em maiores temperaturas conforme o aumento datemperatura de carbonização, na espectroscopia de absorção na região do infravermelho(FTIR) nota-se a presença de bandas características dos grupos carboxílicos (-C=O), e devibrações de -C=C que correspondem a estrutura carbonácea aromática dos hidrocarvões e adiminuição de grupos hidroxil (-OH) evidenciam a perda de água conforme aumenta-se atemperatura de síntese. Os hidrocarvões apresentaram baixa área superficial, de 2,439 m 2 g -1 a8,739 m 2 g -1 , o que não descarta seu uso como adsorvente de contaminantes. Para potencializara sua capacidade adsortiva realizaram-se modificações em sua superfície, que consiste naativação ácida e a magnetização para facilitar sua remoção do meio. Os hidrocarvõesmodificados foram aplicados na adsorção de uma solução de enrofloxacina, um tipo defluoroquinolona utilizada como antibiótico, a 10 ppm e apresentaram capacidade de adsorçãode 7,2 mg g -1 para o hidrocarvão magnético e 5,4 mg g - 1 para o ácido, sendo a capacidadeadsortiva do hidrocarvão magnético 20 vezes maior quando comparado ao hidrocarvãosintetizado a 160 ºC que apresentou o menor desempenho adsortivo, 0,35 mg g -1 . A adição degrupos funcionais na superfície dos hidrocarvões corrobora para sua aplicação comoadsorvente de fármacos abrindo diversas possibilidades no estudo de outros fármacos oucontaminantes emergentes.
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    Síntese, caracterização e estudo da decomposição do carbeto de alumínio visando a reciclagem do resíduo refratário de magnésia carbono (MgO-C)
    (Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2024-07-11) Silva, Géssica Ariadne Goncalves; Ferreira, Ângela de Mello; Paiva, Paulo Renato Perdigão de; Matsuda, Sigueru Oscar; http://lattes.cnpq.br/1370339504435258; http://lattes.cnpq.br/7118696289054901; http://lattes.cnpq.br/1228978469230164; http://lattes.cnpq.br/9684478523605726; Ferreira, Ângela de Mello; Paiva, Paulo Eduardo Perdigão de; Matsuda, Sigueru Oscar
    Com o crescimento significativo da estratégia de economia circular, muitas indústrias estão interessadas no desenvolvimento sustentável. Nesse contexto, o presente trabalho tem como objetivo caracterizar os resíduos de refratários de MgO-C provenientes de forno elétrico à arco (FEA) e convertedor LD (BOF) da indústria siderúrgica, além de estudar a formação e decomposição do carbeto de alumínio (Al4C3) que é um contaminante que se forma durante o uso do refratário e, se presente no produto final, pode ocasionar defeitos (trincas, estouros) nos tijolos. A literatura sobre o Al4C3 é bastante escassa, o que torna este tema ainda mais relevante. Neste trabalho, foi realizada a seleção, o preparo e a caracterização das amostras de resíduos refratários de magnésia carbono (MgO-C). Além disso, foram realizadas três sínteses para a obtenção do Al4C3 e compreensão das variáveis que interferem na formação deste composto. A caracterização das amostras de resíduos e dos materiais sintetizados foi realizada utilizando técnicas como MEV com EDS acoplado, DRX, espectroscopia Raman e análise de perda ao fogo. Foi realizado um ensaio de decomposição do Al4C3 por meio da reação de hidrólise, e a evolução das alterações estruturais do material foi acompanhada pelas alterações nos difratogramas de raios X e na estabilidade térmica (TG). Os resultados da caracterização indicaram a presença de traços de Al4C3, que se apresenta sob a forma de partículas com morfologia hexagonal, e do espinélio MgAl2O4 nas amostras de resíduo. Através das três sínteses realizadas, foi possível concluir que as melhores condições para a formação do Al4C3 são em uma atmosfera redutora e a uma temperatura máxima de 1400 ºC. Observou-se também que a presença de MgO e oxigênio no processo de síntese favorecem a formação do espinélio MgAl2O4 em detrimento do Al4C3. Os ensaios de decomposição do Al4C3 mostraram que a partir de 18 dias já se observa a formação de hidróxido de alumínio como produto da hidrólise. Os resultados deste trabalho indicam que os resíduos refratários de MgO-C têm grande potencial para serem utilizados como matéria-prima secundária na produção de novos refratários, desde que haja controle e tratamento para a decomposição do Al4C3 presente. Acredita-se que o presente estudo pode contribuir para a redução de resíduos sólidos refratários, diminuição dos custos de produção e redução na emissão de CO₂.