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  • Artigo IPEN-doc 30318
    Long-term safety and governance of nuclear energy in climate emergency cities
    2023 - CARVALHO, AMANDA R. de; RODRIGUES, ELAINE A.; ANDRADE, DELVONEI A. de; CARVALHO, BEATRIZ R. de; BUSTILLOS, JOSE O.W.V.
    The advance of urbanisation and climate change are the greatest challenges facing humanity in the coming decades. Today 55% of the human population lives in cities and it is estimated that 6.4 billion people will live in an urban environment by 2050. The inevitable consequences of global climate change can result in hard-to-measure losses and damages that include loss of life and livelihoods, degradation of physical structures, territories and agricultural land, and impairment of cultural heritage, social and cultural identity, cultural heritage, and biodiversity. Adaptation efforts are not sufficient to adequately reduce the risks associated with current and future climate impacts, and even with effective adaptation, losses and damages will not be averted. In regions that are most vulnerable to climate change, the ecological, socio-economic and physical systems are losing resilience, with human vulnerability increasing in susceptible regions such as densely populated coastal regions, with real risk of forced displacement and direct or indirect impacts on hundreds of millions of people and key infrastructure. Given the relevance of nuclear energy in achieving climate change goals as low-carbon energy and its potential to contribute in net zero transitions, the study investigates the association between the impacts of climate change and the risks posed by nuclear installations in coastal locations. The first commercial nuclear power plants began operating in the 1950s, and today nuclear power accounts for about 10 percent of all electricity worldwide, making it the world's second largest source of low-carbon energy (26 percent of the total by 2020), with more than 50 countries using nuclear power and about 420 nuclear power reactors in operation around the world, in 182 different locations, of which a good part are coastal. We identified 82 locations that correspond to the conditions. The 5 countries with the greatest number of vulnerable locations are China (18), Japan (16), United States (9), Republic of Korea (6), and the United Kingdom (5). These locations also include four megacities, with populations of over ten million people: Shenzhen e Dalian (China), Karachi (Pakistan) e Surat (India). Since the coastal locations with nuclear power reactors that are vulnerable to sea level rise concentrate millions of inhabitants, it is critical that climate resilient energy systems are designed that consider the anticipated impact of climate change, both for slow onset events and climate extremes, with a focus on the safety of people and the environment surrounding these nuclear facilities.
  • Artigo IPEN-doc 30306
    Titan
    2023 - CIONGOLI, GIOVANA; CARMINATTO, AMANDA A.; ESCUDEIRO, PAULA M.; BIATY, FLAVIA P.; COELHO, HELIO P.J.B.
    A exploração do mar profundo é impulsionada por diversos motivos, como a descoberta científica, busca de recursos naturais, geração de energias renováveis, estudo das mudanças climáticas, avanço tecnológico e até mesmo por aventuras e desafios pessoais. Para alcançar esses objetivos, foram desenvolvidas tecnologias avançadas, como submarinos tripulados (HOV), veículos operados remotamente (ROV), veículos subaquáticos autônomos (AUV) e sensores de coleta de dados. A exploração do fundo do mar representa uma oportunidade única de descoberta e superação de limites, mas a segurança deve ser uma prioridade. O acidente com o submersível Titan, que ocorreu durante uma expedição para visitar os destroços do Titanic, ressalta a importância do desenvolvimento de tecnologias subaquáticas e medidas de segurança para operações desse tipo. A falta de regulamentações específicas para o uso de submersíveis em expedições turísticas em mar aberto e em grandes profundidades é uma questão crítica. Através de regulamentações atualizadas, conscientização contínua e avanços em tecnologias subaquáticas, é possível garantir a segurança dos passageiros, tripulação e exploradores envolvidos nessas atividades. O incentivo à pesquisa e desenvolvimento de tecnologias de comunicação subaquática desempenha um papel crucial nesse processo, permitindo a exploração das profundezas oceânicas de forma segura e responsável.
  • Artigo IPEN-doc 30305
    Construção de um ambiente virtual do reator nuclear de pesquisa IPEN-MB/01
    2023 - COELHO, HELIO P.J.B.; SABUNDJIAN, GAIANE; BIATY, FLAVIA P.; CIONGOLI, GIOVANA; PALADINO, PATRICIA A.
    Com a pandemia de COVID-19, em face ao distanciamento social, muitas áreas da sociedade recorreram a utilização de recursos virtuais. Para contornar essas limitações, também impostas ao IPEN, foi proposto o desenvolvimento de um ambiente de visitação virtual a seus reatores nucleares, mais especificamente ao reator IPEN-MB/01. O desenvolvimento deste ambiente virtual, utilizando uma popular engine de desenvolvimento de jogos (Unreal Engine), tem como propósito facilitar o acesso do público ao reator nuclear, a seu funcionamento e também aos trabalhos realizados pelo mesmo, esclarecendo dúvidas e ajudando a disseminar informações corretas a respeito da importância deste tipo de instalação nuclear.
  • Artigo IPEN-doc 30304
    A importância do cálculo de custos ambientais para a tomada de decisões energéticas sustentáveis
    2023 - BIATY, FLAVIA P.; SABUNDJIAN, GAIANE; CIONGOLI, GIOVANA; COELHO, HELIO P.J.B.; PALADINO PATRICIA A.
    A dependência atual de recursos baseados em combustíveis fósseis acarreta problemas tanto para a economia quanto para o meio ambiente, principalmente no contexto atual de busca por soluções sustentáveis. Para uma análise completa da viabilidade de fontes energéticas alternativas, observa-se a necessidade de identificar e monetizar os custos externos envolvidos. Este trabalho visou estudar a importância do cálculo de custos ambientais das fontes de geração de energia elétrica por meio de uma revisão bibliográfica. A fundamentação teórica, a partir da economia do meio ambiente, justifica o uso de métodos de valoração ambiental para identificar e monetizar os custos externos, utilizando o dinheiro como medida comum. A revisão da literatura permitiu identificar ainda os principais projetos e trabalhos já desenvolvidos nesta área, comprovando a existência e relevância de várias técnicas disponíveis, embora sujeitas a limitações, para abordar essa questão. Concluiu-se que a análise econômica das questões ambientais permite fornecer uma visão mais ampla para a tomada de decisões.
  • Artigo IPEN-doc 30298
    Mobilidade humana, interculturalidade e hipervulnerabilidade
    2023 - CARVALHO, BEATRIZ R. de; CARVALHO, AMANDA R. de; GARCIA, RICARDO V.; RODRIGUES, ELAINE A.
  • Artigo IPEN-doc 30303
    A plataforma arduino no controle de motores de um drone subaquático nuclear
    2023 - CIOGOLI, GIOVANA; BIATY, FLAVIA P.; SABUNDJIAN, GAIANE; COELHO, HELIO P.J.B.; PALADINO, PATRICIA A.
    Uma grande área de estudo da robótica é a de robôs móveis, entre eles encontramse os robôs subaquáticos teleoperados. Nas usinas nucleares que possuem reatores tipo piscina (PWR), a água é um dos elementos primordiais para o funcionamento do sistema, contudo, tem-se mais um ambiente insalubre e de difícil acesso para as inspeções periódicas e de manutenção. O Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN) encuba e financia um projeto de construção de um drone subaquático com resistência nuclear, operado com controle remoto elaborado por uma plataforma de prototipagem. O presente trabalho objetiva apresentar os resultados preliminares, com foco no controlador de motores. As placas de prototipagem Arduino foram utilizados no desenvolvimento do módulo de controle dos motores, bem como drives ponte H, RS485, joystick e regulador de tensão. No que tange a aplicação do Arduino para o controle de propulsores do drone subaquático nuclear, pode-se dizer que há comprovada eficiência e eficácia, até o presente momento.
  • Artigo IPEN-doc 30302
    Construção de ambiente virtual para divulgação científica
    2023 - SABUNDJIN, GAIANE,; PALADINO, PATRICIA A.; BARBOSA, THALITA A.C.
    Este trabalho descreve o estudo de caso do projeto de Iniciação Científica da visita virtual ao Centro de Tecnologia das Radiações (CETER) no Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN) utilizando a Realidade Virtual. O projeto é parte de uma pesquisa de ampliação do acesso e divulgação de pesquisas científicas de forma remota usando os ambientes virtuais como uma ferramenta de apoio e interação educacional. Para contextualizar a interdisciplinaridade da construção de ambientes virtuais interativos, são apresentadas as definições das Realidades Digitais e sua conexão com o ensino. Além disso, são relatados os métodos de modelagem em três dimensões (3D), de desenvolvimento e de interação que podem oferecer melhor retenção de informações e otimização de processamento da simulação. A continuidade da pesquisa busca aprimorar e expandir o uso dessa tecnologia, visando a inclusão digital, fomento à pesquisa e visitas virtuais a institutos de acesso restrito.
  • Artigo IPEN-doc 30272
    Engenharia de defeitos em catalisadores LaxCex-1 O2-x/2
    2023 - TRINDADE, FABIANE J.; DAMASCENO, SERGIO; FONSECA, FABIO C.; FERLAUTO, ANDRE S.
    Rotas estratégicas para melhorar o desempenho catalítico da conversão direta de metano em produtos C2 (etileno e etano) são altamente desejadas. Neste contexto, o ajuste fino de defeitos de catalisadores à base de céria foi realizado via adição de La3+ 0-100 mol% para melhorar a performance da conversão de metano via acoplamento oxidativo de metano (OCM). A análise DRX e Raman revelaram que a estrutura da fluorita do CeO2 é essencialmente mantida em LaxCexO2-x/2, mesmo para x = 0,70. Os testes catalíticos evidenciaram uma melhora significativa na seletividade de x= 0,50 a 0,70, a seletividade dobrou. Aqui propomos que a estrutura híbrida formada pelo tipo C e fase fluorita (C+F) encontrada na composição x= 0,50 a 0,70 são responsáveis pelas melhorias de desempenho do OCM.
  • Artigo IPEN-doc 30271
    Catalisadores exsolvidos para conversão de etanol e metano em células a combustível
    2023 - PIAZZOLLA, FERNANDO; SIQUEIRA, TAMARA M.; FONSECA, FABIO C.
    Com a crescente preocupação em relação às emissões dos gases agravadores do efeito estufa, CH4 e CO2, a busca por fontes energéticas que sejam sustentáveis se torna uma prioridade. As células a combustível movidas a hidrogênio vêm ganhando força neste cenário, pois além de produzirem energia com baixo/nulo nível de CO e CO2, podem utilizar combustíveis, como o etanol, para geração de energia e gerar compostos de interesse comercial. Neste cenário é imprescindível a busca de materiais para a substituição dos anodos convencionais a base de níquel, os quais apresentam boa condutividade elétrica e atividade catalítica, porém são facilmente desativados pela deposição de carbono ao usar combustível contendo carbono. Entre diversos materiais propostos para essa função, o titanato de estrôncio apresenta boa condutividade, contudo, suas propriedades catalíticas podem ser otimizadas por meio do tratamento chamado exsolução, tendo como objetivo criar nanopartículas metálicas com alta interação com suporte, resistência a coalescência e ao envenenamento por coque, visando à reação de reforma a vapor do etanol e de conversão do metano.
  • Artigo IPEN-doc 30270
    Catalisadores núcleo-casca com Pt-Ni embebidos em CeO2 para reações de reforma a vapor do etanol
    2023 - MORAES, TAMARA S.; PIAZZOLLA, FERNANDO; FIGUEIREDO, STEFANY S.; PAULA, DRYADE de; FONSECA, FABIO C.; SPINACE, ESTEVAM V.
    Catalisadores núcleo-casca, baseados em nanopartículas de níquel e platina em nanoesferas de sílica e cercadas por céria, foram testados para a reação de reforma a vapor de etanol (H2O/etanol: 3/1) a 673 e 773 K. Foram sintetizados 3 catalisadores com diferentes teores em massa de Ni (5 e 10%) e Pt (1 e 2%). Para o catalisador contendo 1% de Pt e 10% de Ni (1Pt10Ni-CS), o aumento da temperatura de reação de 673 para 773 K, acarretou em um aumento da estabilidade do catalisador e da seletividade a H2, CO e CO2. Diminuindo o teor de Ni no catalisador e aumentando o teor de Pt (2Pt5Ni-CS) houve aumento da estabilidade do catalisador, com a conversão se mantendo em 100% durante 20 h de reação. A forte capacidade redox da céria, juntamente com a mudança na estrutura do catalisador devido à deposição de óxido de cério juntamente com as patículas de Ni e Pt sobre as partículas SiO2, levou a uma excelente atividade e estabilidade desse catalisador para reação de reforma a vapor do etanol.
  • Resumo IPEN-doc 30285
    Assessment of pure-phase β – tricalcium phosphate (β – TCP) cylindrical ceramic implant osseointegration used in critical segmental bone defects of the radius of rabbits
    2023 - GARCIA, D.C.; MINGRONE, L.E.; PINOTTI. F.E.; SEADE, L.; MELO, R.; LUGAO, A.B.; SA, M.J.C.
    Introduction and objective Although grafts show excellent skeletal incorporation, host’s morbidity and graft acquisition and quantity limit their use. Alternatively, synthetic materials play an important role in reconstructive orthopaedic surgery. To assess the occurrence of osseointegration using a customized β-TCP implant. Methodology Eighteen adult New Zealand rabbits were divided into 3 groups (n=6 per group). A defect was created in the mid-diaphysis of each left radius with a high-speed drill. In Group-A and Group-B, β-TCP and allogenous cortical bone grafts respectively were placed intro the radical defect, while the defect remained empty in Group-C. Pain, swelling, limb alignment, lameness, foreign body reactions, osseo integration and implant resorption were assessed through cãnical examination and qualitative radiographic, analysis immediately postoperatively and 30, 60, 90 and 120 days postoperatively. All animals were euthanized on day 120, and μCT and histological assessments for calcified and uncalcified specimens were performed. Results and discussion No clinical alterations were observed in any rabbit after 120 days. On radiographic and μCT images, as well as upon histologic assessment, complete bone healing was observed in all rabbits in Group-B. Non-unions were observed in all rabbits in Group-A and Group-C. Implant resorption was not observed in Group-A. This study showed that β-TCP did not elicit any osteoconductivity and osseointegration. The lack of ceramic bioactivity and resorption observed with β-TCP was probably due to low implant porosity and/or other implant shape features. However, expected biocompatibility was present. Our hypothesis was that by reducing porosity and gainingrigidity, we could have an alternative to maintain a good mechanical characteristic, without forcing and breaking the implant and at the same time, allowing blood vessels, cells and growth factors permeate the poresof the implant and form new bone throughout. But this feature was not enough to promote the conduction of bone cells nor the integration between them in our implant. Certainly, the porosity that we gained from the sintering process was too low to allow osseoconduction, which differed from the works of other authors. Conclusions The customized β-TCP implant did not show such osseoconductive and osseointegrative characteristics mentioned by other authors and they were not effective for the consolidation and integration between the hosts bones and biomaterials. Further studies must be carried out to provide more information to classify it as a proper material for use in the routine of orthopaedic reconstructive surgery in veterinary medicine.
  • Artigo IPEN-doc 30269
    Evaluation of graphene incorporation for mechanical properties of polypropylene composites
    2023 - HARADA, JULIO; MARCONDES, CLAUDIO A.; PEREIRA, MARIA da C.C.; SILVA, LEONARDO G.A.
    Graphene nanoparticles (GnP) was selected as an alternative reinforcement, nanofillers, to enhance the mechanical properties of polypropylene (PP-homo and PP-copolymer) and using compatibilizer, maleic anhydride graphitized with polypropylene (PP-g-MA) in a twin-screw extruder. The effect of GnP loading and the use of the PP-g- MA compatibilizer were studied. The influence on the mechanical properties of tensile strength, elongation, IZOD impact strength, and melting temperature in PP-homo and PP-copolymer were investigated and compared. Their improvement was observed up to a certain amount, depending on whether it is a homopolymer or copolymer. The PP copolymer has a greater affinity with graphene and the compatibilizer due to the elastomeric comonomer present in the copolymer.
  • Artigo IPEN-doc 30267
    Aspects of higly microplastic contamination in the Atlantic Forest estuary
    2023 - PARRA, DUCLERC F.; GIMILIANI, GIOVANA; SANTOS, JACINETE L. dos; COTRIM, MARYCEL E.B.
    The Atlantic Forest is one of the richest regions in terms of biodiversity in the world. Originally the biome covered about 15% of the national territory. Currently, only about 12.4% (SOS MATA ATLÂNTICA, 2021) of well-preserved forest remnants remain in the country [1]. Regarding mangrove areas, in the state of São Paulo there are about 223 km², according to the Atlas of mangroves in Brazil, with about 120.5 km² of this total in Baixada Santista. Analyzes of sediments collected at Santos estuarine mangroves, in various points show a high concentration of microplastics generated from industrial processes or even anthropogenic activity. These solid particles based on (< 5 mm) are today one of the main environmental problems. The microplastics present in the sediment samples were quantified after drying and sieving amount limited of sediment. FTIR and micro-Raman spectroscopy identified filaments and fragments of microplastics (MPs) as commom polymer spectra. Also additives and herbicides were present in some MPs. All polymeric types identified (<5mm) have wide applications and demands by packaging, civil construction, automotive, electrical and electronics, and textile sectors.
  • Artigo IPEN-doc 30266
    The influence of ionizing radiation on the physical properties of polyester multifilaments
    2023 - MELO, CAMILA G.; SILVA, LEONARDO G. de A. e; ROSA, JORGE M.; PEREIRA, MARIA da C.C.
    The polyester fibers stand out among the fibers used in the textile industry, due to their numerous factors that make them attractive in terms of cost-effectiveness. The interaction of ionizing radiation with the polyester substrate allows the formation of reactive species capable of stimulating structural modifications of the fiber and, consequently, altering its properties. In this sense, the present work proposes to analyze the influence of ionizing radiation on the physical properties of PES multifilaments. PES multifilament samples were exposed to Cobalt-60 gamma ionizing radiation, with doses ranging from 50 kGy to 200 kGy. The physical properties of tensile strength and elongation were verified. Gamma irradiation treatment proved to be effective in increasing the elongation and strength of the PES multifilament.
  • Artigo IPEN-doc 30264
    Scintillation effects in high energy laser propagation
    2023 - MORAIS, PAULO J.D.; SILVA, RUBENS C. da; CARVALHO, ANDRE; ROSSI, WAGNER de; MOTTA, CLAUDIO C.
    A modeling of a laser beam propagation through the atmosphere has been developed and is reported in this paper. The effects of scintillation are numerically simulated in a coupled numerical solution. This solution has been done by using Navier-Stokes. paraxial euuations and a phase-screen model.
  • Artigo IPEN-doc 30263
    Multi-elemental analysis by FRXDE on pollen produced by the native bee Scaptotrigona aff. Fake
    2023 - GIOVANNI, DALTON N. da S.; ZAMBONI, CIBELE B.; PECEQUILO, BRIGITTE R.S.; ALIFIO-ESPOSITO, SELENE; PIMENTA, DANIEL C.; SIMONS, SIMONE M.
    Brazil is one of the largest suppliers of bee products in the world. It is currently the 5th largest exporter of honey and derivatives and a significant part of its production originates from the south and northeast. Specifically, the species Scaptotrigona aff. Postica, from the region of Barra do Corda in the State of Maranhão (MA), produces pollen which is one of the main activities of the local economy (food supplement). However, there are no data on its mineral composition, although there is a history of applications in the nutritional field. In this context, this research aims to generate integrated and interdisciplinary knowledge of the pollen produced by this pollinating species, through multi-element investigation (identification and quantification of chemical elements) using the Energy Dispersive X-ray Fluorescence (XRF) technique. The elemental composition of pollen emphasizes its nutritional relevance (Ca, Cl, Fe, K, Mn and P) and the results of the concentrations showed little seasonal variation, serving as a model for the safe expansion of meliponiculture in the region. In the technological sphere, this analysis is a tool for tracking (provenance), which allows the identification of fraud and/or adulteration, in addition to adding quality control to its commercialization.
  • Artigo IPEN-doc 30262
    Presença de metais pesados em frutas colhidas na área urbana de Taubaté, São Paulo
    2023 - TONON, HUMBERTO L.; OLIVEIRA, VENANCIUS C.L.; SILVA, PAULO S.C. da; FURLAN, MARCOS R.
  • Artigo IPEN-doc 30261
    Metais pesados em frutas colhidas na área urbana de Santo Antônio do Pinhal, São Paulo
    2023 - CAVALCANTI, LETICIA W.; GRANATO, JOSE; SILVA, PAULO S.C. da; FURLAN, MARCOS R.
  • Artigo IPEN-doc 30258
    Potential Organizational Behavior Management (OBM) contributions for raising Computer Security awareness and insider threat mitigation
    2023 - BIANCHI, PAULO H.; PESSOA, CANDIDO V.B.B.; SILVA, ANTONIO T. e
    Organizational Behavior Management (OBM) is a research field dedicated for developing processes to modify human behavior in organizational environment. It is derived from Behavior Analysis, a methodology for studying human behavior with three characteristics that enables research to be translated into applied technology: Quantification, variables can be quantified and standardized; Repetition, results are predictable in a degree of trustworthiness; and Verification, processes are described with sufficient details allowing its replication. For OBM, an organization applies Value Based Governance when it enables and reinforces employees to change their environment according to organizational values. Also, for OBM, Verbal Governance is the leadership’s capacity to verbally engage and motivate employees to comply with organizational rules and values. The IAEA NSS No. 42-G states that a security culture is an essential aspect of any nuclear security regime and Computer Security should be accounted when promoting security culture in nuclear facilities. In this work we will argue that Value Based Governance would mitigate insider threat, especially from disgruntled employees, and would also raise awareness when Computer Security is an important organizational value for leadership. Finally, we suggest an effective, evidence-based Verbal Governance technique able to promote Computer Security values in nuclear facilities.
  • Artigo IPEN-doc 30256
    Do cadastro ambiental rural à regularização fundiária de imóveis rurais
    2023 - LOPES, ROSANGELA S.; MAZZEI, KATIA; BUCCI, LUIS A.; RODRIGUES, ELAINE A.
    A regularização fundiária e ambiental de imóveis rurais envolve uma série de instrumentos e ferramentas que são, em geral, de difícil compreensão e obtenção pelos produtores rurais. Existem várias incompatibilidades averiguadas entre o Sistema Nacional de Cadastro Ambiental Rural e o Sistema de Gestão Fundiária, tais como sobreposição de áreas, erros de delimitação de reserva legal e de áreas de preservação permanente que impedem a obtenção de recursos em programas governamentais. Para mitigar estas lacunas, a partir de revisão bibliográfica e documental e de observação participante, este estudo tem o objetivo de contribuir com o planejamento territorial por meio da proposição de ações para aperfeiçoar a implementação das diferentes ferramentas de regularização fundiária e de registros ambientais de imóveis rurais. Assim, concluímos que sindicatos de produtores rurais, cooperativas de produtores rurais e comitês de Bacias Hidrográficas podem assumir um papel estratégico neste processo, ao promoverem a capacitação dos produtores dentro de seu território de gestão e coordenarem contratação coletiva de serviços técnicos especializados, resultando em uma ação efetiva para obtenção do Cadastro Ambiental Rural e do Certificado de Cadastro de Imóvel Rural.