Mestrado em Tecnologia de Produtos e Processos
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Item 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 PalmeiraA 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.Item Desenvolvimento de amostrador portátil para captura de emissões de escapamentos de veículos do ciclo diesel(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-08-30) Batista, Isis Gabriella da Silva; Rezende, Patrícia Sueli de; Souza, Patterson Patrício de; http://lattes.cnpq.br/1188190487447673; http://lattes.cnpq.br/9451950811333244; http://lattes.cnpq.br/7392769839330821; Rezende, Patrícia Sueli de; Souza, Patterson Patrício de; Okuma, Adriana Akemi; Oliveira Júnior, Arnaldo Freitas de; Pedroso, Emerson FernandesNos últimos anos, foi reconhecido que as emissões veiculares têm desempenhado papel fundamental nas mudanças climáticas, na poluição do ar e nas causas de doenças humanas ligadas às emissões de poluentes como: óxidos de nitrogênio (NOx), dióxido de carbono (CO2), compostos orgânicos voláteis (COV), monóxido de carbono (CO), e carbono negro (BC). Essas emissões são oriundas principalmente dos veículos pesados, movidos a óleo diesel. Devido ao rápido crescimento da frota veicular no mundo e à forte dependência do modal rodoviário para transporte de cargas e passageiros, as emissões de gases em países em desenvolvimento vêm crescendo fortemente, o que está afetando negativamente muitas populações. O controle e fiscalização de emissões nesse segmento é ineficaz, visto que não há mão de obra suficiente nem o emprego de métodos analíticos capazes de identificar e quantificar todos os poluentes emitidos via escapamento veicular durante a avaliação das condições veiculares. Diante disto, este trabalho propôs o desenvolvimento de um amostrador portátil para captura de emissões de escapamentos de veículos do ciclo diesel, tanto para amostragem da fração gasosa quanto da fração particulada, no intuito de permitir a identificação e quantificação dos compostos presentes em ambas as fases. Como analito modelo para o desenvolvimento e otimização das condições de amostragem, foi selecionado o gás dióxido de carbono, por ser um gás de efeito estufa e estar em alta concentração nessa emissão. A partir de pesquisa na literatura e diferentes normas de avaliação veicular, modelos para o amostrador foram desenhados até chegar a um modelo a ser prototipado segundo os preceitos da prototipagem ágil. Foram realizados testes de aplicação real com o transporte em ônibus para otimização do procedimento de aplicação. O amostrador portátil é um produto sustentável, de baixo custo, que não produz ruído, de fácil manuseio e que não necessita de energia elétrica ou de manutenções, nem calibrações para a sua operação. Foi desenvolvido um método de determinação de CO2 por cromatografia gasosa com detector por ionização de descarga de barreira dielétrica (GC/BID). Foi realizada uma varredura de compostos por meio da cromatografia gasosa bidimensional com detector com ionização de chama (GCxGC/FID) para indicar outros poluentes que podem ser estudados em sequência a este estudo, trazendo uma versatilidade à aplicação desse produto sustentável.Item Avaliação do desempenho do processo de ultrafiltração aplicado a efluentes de lavanderia visando o reúso e sua viabilidade ambiental(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-08-31) Resende, Ingrid Daiane; Rezende, Patrícia Sueli de; França Neta, Luzia Sergina de; http://lattes.cnpq.br/7946921413803113; http://lattes.cnpq.br/9451950811333244; http://lattes.cnpq.br/9776371569591940; Rezende, Patrícia Sueli de; França Neta, Luzia Sergina de; Andrade, Laura Hadmam; Mello, Marilia Carvalho de; Moravia, Wagner GuadagninA maioria das atividades antrópicas dependem diretamente do uso da água, e o seu consumo tem aumentado cada vez mais, devido crescimento acelerado da população e das cidades. O reúso de águas cinzas claras, águas residuais domésticas oriundas de lavatório, banho e área de serviço, tem sido muito reconhecido devido serem efluentes de alto volume e fácil acesso. As águas cinzas de lavanderias podem ser domésticas ou industriais. Esses efluentes apresentam coloração mais clara e baixa concentração de poluentes quando comparados a outros efluentes domésticos. Sobretudo, estudos que envolvem águas cinzas de lavanderia têm relevância, pois estima-se que 10% de toda a água utilizada nas áreas urbanas são consumidas na lavagem de roupas. O reaproveitamento de efluentes de lavanderia é uma forma de mitigar a escassez hídrica e reduzir a poluição dos cursos d’água. Os Processos de Separação por Membranas (PSM) vêm se mostrando efetivos na aplicação desses efluentes, devido as membranas funcionarem como barreira seletiva para os compostos presentes em uma dada fração líquida. A Ultrafiltração (UF) tem se apresentando eficiente na remoção de sólidos suspensos, turbidez e compostos orgânicos dos efluentes de lavanderia. A ferramenta de Avaliação de Ciclo de Vida (ACV) permite avaliar os potenciais impactos ambientais oriundos das diversas tecnologias de tratamento de efluentes. Diante do exposto, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a viabilidade técnica e ambiental do processo de ultrafiltração quando aplicado à recuperação de águas cinzas de lavanderias doméstica e industrial, visando o seu reúso. Foram utilizadas membranas poliméricas de Fluoreto de Polivinilideno (PVDF) na conformação de fibras ocas acondicionadas em dois módulos de permeação na configuração casco tubo. As membranas foram caracterizadas pelo método de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) e teste de rejeição a solutos. Os módulos foram acoplados ao sistema de UF com escoamento tangencial, sistema pressurizado e modo operacional com reciclo total. Eles foram caracterizados quanto a permeabilidade hidráulica e o fluxo limite. Os ensaios de permeação foram realizados com duas matrizes de efluentes: lavanderias doméstica e industrial. A alimentação e o permeado obtidos foram caracterizados físico-quimicamente para verificar a eficiência da UF na remoção de compostos, como matéria orgânica e materiais sólidos em geral. A viabilidade ambiental foi analisada pela ferramenta ACV com auxílio do software OpenLCA versão 1.10.3 e considerando três cenários: coagulação-floculação com reúso em lavagem de pisos (cenário 1), UF com reúso em lavagem de pisos (cenário 2) e UF com reúso na etapa de lavagem da própria lavanderia (cenário 3). Os ensaios de permeação com operação de 40 horas para cada uma das matrizes de efluentes apresentaram estabilidade do fluxo permeado. As caracterizações físico-químicas mostraram melhores remoções para os parâmetros: Turbidez (93,2% lavanderia doméstica e 92,7% lavanderia industrial), Demanda Química de Oxigênio (68,7% lavanderia doméstica e 62,6% lavanderia industrial), Sólidos Totais (45,3% lavanderia doméstica e 44,6% lavanderia industrial) e Sólidos Dissolvidos Totais (25,1% lavanderia doméstica e 39,1% lavanderia industrial). Para os parâmetros analisados, as matrizes apresentaram viabilidade quanto ao reúso não potável pela norma NBR 13.969/1997, exceto classe 1. A ACV indicou que o cenário 3 foi o mais viável ambientalmente reduzindo significativamente o consumo de água potável.Item Beneficiamento do vinhoto através da eletrodiálise conjugada com nanofiltração visando a sustentabilidade técnica e ambiental(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-09-02) Duarte, Franciele Aparecida Plotásio; Moravia, Wagner Guadagnin; França Neta, Luzia Sergina de; http://lattes.cnpq.br/7946921413803113; http://lattes.cnpq.br/4529899353788455; http://lattes.cnpq.br/2680316250053777; Moravia, Wagner Guadagnin; França Neta, Luzia Sergina de; Andrade, Laura Hadmam; Rezende, Patrícia Sueli deAs indústrias sucroalcooleiras no Brasil possuem grande importância econômica, social e ambiental, sendo responsável pela maior parte da ocupação no meio rural e produção de energia renovável e limpa. Apesar da contribuição para o crescimento socioeconômico com geração de empregos e riquezas, este setor também se destaca pelo seu alto potencial poluidor. O vinhoto, rejeito líquido gerado em grande quantidade no processo de destilação do caldo de cana-de-açúcar fermentado para obtenção de etanol, pode desencadear uma série de impactos ao meio ambiente quando gerenciado de forma incorreta, pois este efluente apresenta elevada carga orgânica, baixo pH, alta corrosividade e elevados teores de potássio. Uma das alternativas que tem sido mais utilizada pelas usinas, como forma de disposição final do efluente, é a fertirrigação, a qual o vinhoto é bombeado ou transportado por canais e aspergido sobre os canaviais. Porém a aplicação de vinhoto em solo agrícola foi limitada por meio de normas, devido este efluente conter altas concentrações de potássio, o que pode favorecer a formação de complexos químicos com carga neutra que são facilmente lixiviados. O complexo formado entre o K+ e o NO3- é preocupante do ponto de vista ambiental porque o nitrato é um grande poluente das águas. Diante disto, o presente estudo visa o beneficiamento do vinhoto de tal forma a extrair o seu potencial, contribuindo para a ecoeficiência da cadeia produtiva do etanol. Com a ideia de reutilização de recursos em um conceito de ciclo fechado que é conduzida pelo princípio da "economia circular", onde as aplicações de novas técnicas e melhores práticas ajudam a reduzir a geração de resíduos, impulsionar a reciclagem e reduzir o uso de insumos virgens, trazendo ainda mais sustentabilidade. Com isto será empregada no beneficiamento proposto, a eletrodiálise para a diluição do potássio presente no vinhoto, adequando o efluente para a fertirrigação. O concentrado catódico da eletrodiálise será submetido à nanofiltração, permitindo, ao mesmo tempo, recondicionar a solução de eletrólito e gerar uma solução rica em potássio, podendo servir de insumo para a indústria de fertilizantes. Para obter uma maior eficiência no beneficiamento do vinhoto serão determinadas as condições operacionais ótimas dos processos envolvidos através da técnica de planejamento de experimentos. A otimização das condições operacionais será realizada em duas etapas: através de uma fase exploratória empregando planejamento fatorial para a investigação dos efeitos dos fatores do processo de forma a identificar sua significância; e em seguida por análise comparativa, onde serão determinados os valores críticos das condições dos fatores envolvidos em função da variável resposta de interesse. Ainda, os processos serão investigados fim de propor, de forma consciente, parâmetros técnico-operacionais necessários à aplicação das técnicas estudadas. Espera-se que os resultados desta pesquisa forneçam subsídios para uma melhor compreensão dos fenômenos que ocorrem ao longo dos processos estudados e que sirvam de subsídio técnico para aplicações de beneficiamento do vinhoto.Item Caracterização de produtos químicos obtidos a partir da degradação da lignina utilizando o fungo trametes villosa(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-09-27) Fernandes, Natália Cristina Morais; Badotti, Fernanda; Okuma, Adriana Akemi; http://lattes.cnpq.br/2123705096582983; http://lattes.cnpq.br/2119491576564545; http://lattes.cnpq.br/4204922051306530; Badotti, Fernanda; Okuma, Adriana Akemi; Machado, Ana Maria de Resende; Neto, Aristóteles GóesA valorização biológica da Lignina como matéria-prima para a produção de combustível e produtos químicos de valor agregado possui caráter sustentável, por se tratar de um insumo renovável. A Lignina é um polímero altamente recalcitrante encontrado em todos os tipos de plantas, a qual faz parte do complexo conhecido como lignocelulose. O complexo lignocelulose é uma matriz fibrosa, formada por celulose, hemicelulose e Lignina. As aplicações mais conhecidas são para a celulose e a hemicelulose, sendo que a Lignina apresenta maior desafio do ponto de vista industrial, em função da necessidade de despolimerização. Desta forma, existe grande interesse no estudo para aproveitamento da Lignina, uma vez que possui estrutura rica em grupos aromáticos. O processo de degradação do material vegetal é complexo, sendo que diferentes microrganismos, enzimas e vias metabólicas finamente reguladas e interligadas estão envolvidos. Esta dissertação possui o objetivo de caracterizar os produtos químicos formados a partir da degradação microbiológica da Lignina. Lignina alcalina sintética e bagaço de cana-deaçúcar, duas fontes de lignina, foram utilizadas como substratos quando submetidas à degradação pelo fungo Trametes villosa CCMB561. O sobrenadante do cultivo foi coletado entre cinco e 28 dias de incubação, preparado e analisado quanto à presença de substância químicos. Para a caracterização das substâncias formadas durante o processo de degradação microbiológica da Lignina, as amostras obtidas foram submetidas à análise por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC, High Performance Liquid Cromatography) e Espectroscopia na região do Ultravioleta e visível (UV-vis). O ácido vanílico foi encontrado nas amostras de Lignina sintética após o décimo quarto dia de incubação, demonstrando que o fungo utilizou a Lignina como fonte de energia e promoveu a fragmentação da Lignina. No experimento com o bagaço de cana não foram detectados compostos fenólicos, indicando que os açúcares simples podem ter induzido o crescimento do fungo Trametes villosa CCMB561 em detrimento a produção de compostos fenólicos.Item Trapeamento de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos provenientes de emissões de veículos de carga utilizando dispositivo de extração in-tube e análise por cromatorafia gasosa(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-10-06) Menezes, Henrique Giácomo Pereira; Rezende, Patrícia Sueli de; Souza, Patterson Patrício de; http://lattes.cnpq.br/1188190487447673; http://lattes.cnpq.br/9451950811333244; http://lattes.cnpq.br/9265172720270273; Rezende, Patrícia Sueli de; Souza, Patterson Patrício de; Okuma, Adriana Akemi; Garcia, Cleverson Fernando; Rocha, Janice Cardoso PereiraA alta demanda na entrega de suprimentos domésticos e industriais provocou um aumento expressivo na quantidade de veículos de carga em trânsito no Brasil, tendo o modal rodoviário como o principal no transporte de mercadorias e insumos no território nacional. Estes veículos, por utilizarem majoritariamente o óleo diesel como combustível, são responsáveis por uma emissão significativa de compostos orgânicos voláteis (COVs) para a atmosfera, em especial uma classe denominada de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs), conhecidos por seu elevado caráter carcinogênico. A fim de detectar e quantificar os HPAs provenientes das emissões veiculares desta classe, utilizou-se uma mistura padrão de substâncias químicas de referência (SQR) de 15 HPAs (de um a seis anéis aromáticos) e desenvolveu-se um método analítico empregando cromatografia gasosa acoplada ao detector de ionização por descarga de barreira dielétrica (GC/BID), utilizando o dispositivo de extração in tube revestido por fase polimérica de polidimetilsiloxano (PDMS) IT-FEx. Os dispositivos confeccionados foram submetidos a caracterizações físico-químicas empregando Análise Termogravimétrica (TG) e Espectroscopia de Absorção na região do Infravermelho (IR). A espessura do filme polimérico foi avaliada por miscroscopia eletrônica com câmera digital (ampliação de 10x), resultando em aproximadamente 29 µm. Avaliou-se a interação dos HPAs com a fase polimérica do IT-FEx, tanto em meio aquoso (cinética de equilíbrio) quanto em meio gasoso (fase dinâmica), sendo o tempo de equilíbrio (aquoso) igual a 25 min e a amostragem dinâmica (gasosa) igual a 30 s. Observou-se uma melhor interação entre os HPAs de tamanho médio com o PDMS (quatro anéis aromáticos) em relação aos menores (um a três anéis) e maiores (cinco a seis anéis), em ambas as fases (aquosa e gasosa). Avaliaram-se as emissões de dois veículos de carga movidos a diesel (2006 - P5 e 2012 - P7), utilizando o IT-FEx acoplado a um amostrador veicular (trapeamento dos COVs pelo filme de PDMS) e, analisando-as por GC/BID e GCxGC/FID, o que possibilitou observar a diferença no perfil poluidor proveniente de cada emissão (principalmente pela visualização em 3D dos cromatogramas referentes às análise no GCxGC/FID), tendo o veículo de 2006 apresentado maior quantidade de COVs detectados em relação ao de 2012. Detectou-se, ainda, a presença de HPAs para ambos (de acordo com seus respectivos tempos de retenção em comparação aos obtidos pela solução padrão de HPAs), sendo o fenantreno, fluoranteno, benzo[a]antraceno e criseno para o de 2006, e o benzo[a]antraceno, criseno, benzo[b]fluoranteno e benzo[k]fluoranteno para o de 2012.Item Produção e caracterização de membranas híbridas contendo MOF de cobre com potencial uso no tratamento de efluentes(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-11-18) Martins, Poliana Vicente; França Neta, Luzia Sergina de; Mambrini, Raquel Vieira; http://lattes.cnpq.br/2859884193381045; http://lattes.cnpq.br/7946921413803113; http://lattes.cnpq.br/3295049382494943; França Neta, Luzia Sergina de; Mambrini, Raquel Vieira; Silva, Aline Bruna da; Ferraz, Helen ConceiçãoOs processos de separação por membranas (PSM) são classificados como uma tecnologia promissora em função da sua viabilidade técnica e econômica. Os PSM apresentam limitações inerentes ao processo de separação devido à polarização de concentração e a formação de incrustação sobre a superfície da membrana. Visando minimizar essas limitações e ampliar seu desempenho de separação, tem sido observado o desenvolvimento de membranas híbridas, mediante a incorporação de partículas inorgânicas na matriz polimérica da membrana. Devido às suas características excêntricas, as redes metalorgânicas (MOFs), uma classe de materiais porosos, têm sido amplamente empregados na produção de membranas híbridas aprimorando as propriedades de separação. Diante do exposto, o presente trabalho tem como objetivo sintetizar membranas híbridas contendo matriz polimérica constituída de polieterimida (PEI) impregnadas com MOF à base do ligante 1,4-benzenodicarboxilato (bdc) e Cu(II). As membranas híbridas obtidas foram caracterizadas por difração de raios X (DRX), espectroscopia de absorção na região do infravermelho (FTIR), análise termogravimétrica (TG), e por microscopia eletrônica de varredura (MEV). As membranas híbridas foram analisadas quanto à hidrofobicidade por medidas de ângulos de contato, estabilidade frente um ambiente oxidante, medições de porosidade e seus desempenhos quanto ao fluxo de permeação. As membranas foram submetidas a um teste de oxidação para investigar sua atividade como catalisadores ativando o H2O2 na remoção do azul de metileno. As membranas híbridas apresentaram um maior percentual de remoção quando comparadas às membranas contendo apenas PEI, evidenciando sua atividade catalítica. Além de indicar uma alta dispersão da MOFCu na matriz polimérica, sendo esse um ponto importante em síntese de membranas híbridas. A membrana híbrida com maior teor de MOFCu apresentou carater hidrofílico mais acentuado e maior permeabilidade hidráulica. Diante disso, incorporar MOF na matriz polimérica teve resultados positivos para síntese das membranas híbridas.Item 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 GóesOs 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.Item Uso de processos de separação por membrana aplicado a efluente de lavanderia de jeans para fins de reuso(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2023-06-16) Souza, Raquel Ianine Lima de; França Neta, Luzia Sergina de; Rezende, Patrícia Sueli de; http://lattes.cnpq.br/9451950811333244; http://lattes.cnpq.br/7946921413803113; http://lattes.cnpq.br/0210241568470330; França Neta, Luzia Sergina de; Rezende, Patrícia Sueli de; Nunes, Gisele Fátima Morais; Padilha, Liana Franco; Moravia, Mirian Cristina Santos AmaralA indústria da moda faz uso intensivo de recursos hídricos em seu processo produtivo e consequentemente gera altos volumes de efluentes anualmente. O uso de corantes sintéticos e produtos químicos fizeram com que estas águas residuais se tornassem uma das fontes substanciais de graves problemas de poluição nos tempos atuais. O processamento de jeans tem contribuído intensamente para este alto consumo e poluição hídrica. E é nos processos de beneficiamento, nas lavanderias, que ocorrem os maiores gastos de água limpa. Eventos de escassez e elevado stress hídrico tem sido cada vez mais frequentes e isso tem gerado preocupação mundial. A otimização dos processos produtivos visando a sustentabilidade é um dos grandes desafios da atualidade. Pautado nos princípios de uma economia circular, os recursos nunca devem ser transformados em resíduos, mas sim mantidos no processo durante o maior tempo possível. Sendo o reúso de água uma alternativa confiável e que faz parte do plano de ac?a?o da Agenda 2030. Neste estudo, efluentes gerados por uma lavanderia de jeans foram permeados em uma membrana de fibra oca de fluoreto de polivinilideno (PVDF) objetivando o seu reúso. A fibra foi caracterizada por meio de parâmetros morfológicos e de transporte. A observação da sua estrutura porosa e a avaliação da sua capacidade de retenção demonstrou que a membrana é de ultrafiltração (UF). O ponto de corte molecular encontrado foi de 66 kDa. A estrutura da fibra analisada por espectroscopia mostrou uma estrutura com características piro e piezoeletricas. Um sistema em escala de bancada foi desenvolvido para permeação. Por meio de testes de operação, variáveis do processo e o comportamento do sistema permeando o efluente de lavanderia foram investigados. O sistema demonstrou boa estabilidade para testes em maiores durações. O teste de fluxo crítico e avaliação de permeabilidade indicaram 0,5 bar como pressão ideal de operação. A diminuição do fluxo em certos momentos foi atribuída a processos reversíveis de adsorção e/ou polarização da concentração. Declínios no fluxo também podem ter ocorrido devido à sensibilidade da membrana à alta presença de íons no efluente. O desempenho da UF foi avaliado permeando diferentes amostras. Parâmetros de qualidade foram comparados entre o efluente bruto e os permeados obtidos. O efluente em pH baixo (ácido) apresentou baixa no fluxo. A agregação das moléculas do corante e possíveis obstruções dos poros da membrana contribuíram para esta diminuição. A UF foi eficiente na melhoria dos parâmetros cor, turbidez (95%) e sólidos (94%). No entanto, o processo foi pouco efetivo para a remoção de íons e demanda química de oxigênio (DQO). A adição de um processo de separação posterior à UF explorada é sugerida para permitir melhores filtrados e possibilitar a reutilização segura deste permeado em alguma etapa do processo produtivo da lavanderia de jeans.Item 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 LopesA 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.Item 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 CuerciDentre 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.Item Estudo da diversidade de procariotos em amostras de solo da serra da Piedade/MG utilizando abordagem metataxonômica(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2023-12-07) Silva, Carla Alessandra; Badotti, Fernanda; Guimarães, Andréa Rodrigues Marques; http://lattes.cnpq.br/0539560330282592; http://lattes.cnpq.br/2119491576564545; http://lattes.cnpq.br/4752356538694049; Badotti, Fernanda; Marques, Andrea Rodrigues; Gomes, Fátima de Cássia Oliveira; Garcia, Cleverson FernandoA identificação da biodiversidade de comunidades de microrganismos tem avançado significativamente graças utilização de técnicas de sequenciamento de nova geração, que representam uma abordagem poderosa para investigar a diversidade microbiana do solo. O objetivo deste estudo foi analisar a diversidade taxonômica de procariotos em amostras de solo do Campo Rupestre Ferruginoso de uma área de ecossistema de canga da Serra da Piedade. Para isso, foi utilizada a técnica de sequenciamento metabarcoding associada ao marcador 16S rRNA. O DNA das amostras foi extraído e sequenciado utilizando a plataforma Illumina. Além disso, as amostras foram submetidas a análises químicas no Laboratório Análise de Solos - Instituto Mineiro de Agropecuária (LASO- IMA) com intuito de associar as características químicas do solo com a microbiota do local. Os filos de bactérias que predominaram nas amostras foram Actinobacteriota (40,7%), Proteobacteria (21,79%), Acidobacteriota (12,5%) e Chloroflexi (11,73%). Além disso, os gêneros de maior abundância foram Conexibacter (17,28%), Acidothermus (15,39%) e Bryobacter (12,04%). O gênero Conexibacter possui uma notável capacidade de degradação de compostos orgânicos complexos, incluindo lignocelulose. Isso o torna uma fonte valiosa de enzimas envolvidas na degradação de biomassa vegetal, um recurso essencial para a produção de biocombustíveis e produtos químicos verdes. Além disso, sua capacidade de adaptar-se a solos desafiadores amplia seu potencial biotecnológico em processos de biorremediação e degradação de poluentes. Os gêneros Acidothermus e Bryobacter apresentam resistência a condições extremas, como alta temperatura e baixo disponibilidade de nutrientes, além de deposição de matéria orgânica complexas. A análise química do solo revelou que os valores de pH em água indicam acidez elevada, o que pode estar relacionado aos altos níveis de Al3+ . Em solos ácidos, a liberação de íons de alumínio a partir de minerais presentes no solo é comum, tornando esses solos profundamente distróficos. Em suma, esta pesquisa destacou a importância das abordagens metataxonômicas para a compreensão da diversidade microbiana do solo, já que representa um avanço significativo na capacidade de identificar e analisar a diversidade em comunidades de microrganismos no solo e forneceu uma visão valiosa sobre a composição e a estrutura das comunidades de microrganismos nesse ecossistema único da Serra da Piedade/MG, demonstrando potencial biotecnológico desses microrganismos especialmente em contexto da degradação de biomassa, produção de enzimas e biorremediação. Esses resultados estabelecem uma base sólida para investigações futuras sobre a ecologia microbiana, a ciclagem de nutrientes e o funcionamento dos ecossistemas nesse ambiente desafiador.Item Estudo da capacidade de adsorção de poluentes atmosféricos em pellets à base de quitosana e MOF de ferro(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-08-26) Martins, Pâmela Vicente; Mambrini, Raquel Vieira; Rezende, Patrícia Sueli de; http://lattes.cnpq.br/9451950811333244; http://lattes.cnpq.br/2859884193381045; http://lattes.cnpq.br/5773571095602294; Mambrini, Raquel Vieira; Resende, Patrícia Sueli de; Bracarense, Adriana de Almeida Pinto; Lima, Diana Quintão; Neta, Luzia Sergina de FrançaO aumento do nível de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera resultante de emissões antropogênicas é um dos principais problemas ambientais enfrentados pela civilização atualmente. A maior fonte de emissão de CO2 em todo mundo é proveniente da queima intensiva de combustíveis fósseis. Como o CO2 é um dos principais gases responsável pela intensificação do efeito estufa, o aumento da sua concentração na atmosfera causa o aquecimento global, que acarreta inúmeros impactos ambientais. Dentre as técnicas de separação e purificação de gases, o processo de adsorção tem se destacado como método de tratamento promissor por apresentar vantagens como, alta eficiência, baixo consumo de energia, fácil regeneração e reciclagem dos adsorventes, além de ter condições de operação simples, podendo assim atuar em larga escala. E para contribuir no processo de adsorção estão as MOFs. Listadas pela IUPAC como umas das inovações químicas que contribui para um futuro sustentável, devido ao seu alto potencial de aplicação, particularmente atuando como adsorventes em tecnologias de separação de gases. Mas pelo fato das MOFs serem um pó fino, geralmente não são usadas em leitos fixos devido à grande queda de pressão que essas partículas finas causam. E para realizar processo de adsorção em uma escala maior utilizando leito fixo, esses materiais porosos precisam ser moldados em partículas maiores, como os pellets. Portanto o objetivo deste trabalho foi reproduzir a síntese de uma MOF à base de ferro e ácido tereftálico que já foi sintetizada pelo nosso grupo de pesquisa. A partir da MOF sintetizou pellets utilizando o aglutinante natural quitosana. Os materiais MOF-Fe(BDC), e os Pellets (1:1) e Pellets (2:1) foram caracterizados por IV, TG, DRX e BET. Através dessas análises foi possível inferir que a MOF-Fe(BDC) sintetizada neste trabalho é a mesma produzida por nosso grupo de pesquisa. E os pellets foram obtidos e se mostraram estruturas estáveis. Após as caracterizações a MOF-Fe(BDC) e os Pellets foram aplicados em testes gravimétricos de adsorção do dióxido de carbono. Sendo que a MOF-Fe(BDC) adsorveu 66,60 mg/g de CO2, os pellets (1:1) e pellets (2:1) adsorveram 103,60 mg/g e 102,40 mg/g do gás poluente, respectivamente. Os materiais apresentaram atividade relevante como adsorventes do CO2, mostrando serem promissores para aplicação em coluna de leito fixo.Item 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 OscarCom 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.