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Métodos de aprendizagem estatística aplicados ao processamento de dados atmosféricos
2024 - MENDES, ALEX C.P.
Este estudo se propõe a avaliar 6 modelos de aprendizagem estatística para a estimativa e predição do topo da camada limite atmosférica em 13 sítios da MPLNET (Micro-Pulse Lidar Network). A camada limite atmosférica, que desempenha um papel crucial na troca de energia, calor e poluição entre a superfície da Terra e a atmosfera, é um fator importante para a compreensão de diversos processos meteorológicos e climáticos. A análise comparativa dos modelos visa identificar quais métodos estatísticos oferecem maior precisão e confiabilidade nas previsões, contribuindo para aprimorar o entendimento das dinâmicas atmosféricas em diferentes regiões cobertas pela rede MPLNET.
Síntese e caracterização de filmes nanocompósitos de TiO2/C depositados sobre o aço inoxidável austenítico AISI 304
2023 - SANTOS, THIAGO F. dos
O aço inoxidável AISI 304 é uma liga que pertence à família dos aços inoxidáveis austeníticos, sendo os principais elementos de liga o cromo (18%) e o níquel (8%) e é capaz de suportar altas temperaturas e também é adequado para ser utilizado em condições criogênicas. A liga possui boa resistência mecânica, ductilidade, soldabilidade e resistência à corrosão. Essas características propiciam a sua aplicabilidade em áreas do ramo alimentício, químico, aeronáutico e automotivo. Apesar de ter boa resistência à corrosão, esse material é susceptível à corrosão devido à presença de inclusões. A busca por revestimentos protetores tem crescido por ser o método mais econômico para aumentar as propriedades anticorrosivas dos metais. Dentre os materiais utilizados como revestimento estão os filmes de dióxido de titânio (TiO2). O TiO2 é um material cerâmico que apresenta propriedades como boa resistência química e à corrosão e baixo custo de produção. Revestimentos compósitos, como o filme de TiO2/GE (grafite esfoliada) podem ser utilizados para melhorar o desempenho do material frente à corrosão. Neste trabalho foram produzidos filmes de TiO2 e TiO2/GE que foram depositados por spray a frio sobre a superfície do aço inoxidável AISI 304. As amostras foram aquecidas a 100 ºC e tratadas termicamente em temperaturas variando entre 400 e 500 ºC. Técnicas eletroquímicas, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia Raman, difração de raios X e ângulo de contato foram utilizadas para caracterizar os revestimentos. Observou-se que a técnica sol-gel mostrou ser um método eficiente para síntese dos filmes de TiO2 e TiO2/GE. O filme de TiO2 aquecido a 100 ºC apresentou-se amorfo. Nas amostras recobertas com filmes de TiO2 tratadas termicamente a 400, 450 e 500 ºC, foi possível observar a fase anatase, confirmadas pelas análises de DRX e Raman. O melhor desempenho foi atribuído aos filmes de TiO2/GE com concentrações de GE de 10% (m/v), tratados termicamente a 500 ºC, o qual se apresenta como um bom candidato para proteger o substrato contra corrosão.
Zinc-aluminum-magnesium coated steels, a microelectrochemical investigation of the corrosion processes arising at the cut edges
2024 - BOLSANELLO, MARILIA F.
Advanced coatings tailored to enhance the corrosion protection of steels are the target of the automotive industry, as they ensure the reliability and long-term performance of coated parts. In this study, microelectrochemistry supports the understanding of the corrosive process that occurs with a steel metallic coated with Zn-3.5%Al-3%Mg (% mass) when subjected to aggressive aqueous electrolytes, with emphasis on acid rain of the city of São Paulo. Though, samples of the material with different coating thickness were analyzed by scanning electrochemical microscopy (SECM) and scanning vibrating electrode technique (SVET), focusing on the cross sections of coated steels. An electrochemical cell fixture was developed, in which the samples were inserted in the vertical position, exposing both the cross-section and the metal surfaces to the electrolyte, and enabling spatially resolved measurements at the cut edges. This allowed SECM local analysis of hydrogen evolution and oxygen consumption. In SVET, changes in the probe angle, as well as the use of the new cell, allowed for continuous monitoring of the ionic currents in the cross-section and on both galvanized steel faces. Scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray analysis (EDS) and glow-discharge optical emission spectroscopy (GDOES) were auxiliaries in mapping structures, identifying elements and compounds in the Zn-Al-Mg coating layer. This range of tests allowed verifying the coating's action in real time, when subjected to acid rain reproduced in the laboratory. By the SECM maps we noticed the intensification of the cathodic activities in the substrate region as well as an attenuation of the local pH. By SVET, the cross-section protection was reconfirmed, and high cathodic activity was detected at the midpoint of the steel specimen. The neutralization of anodic spots was attributed to the formation of stable corrosion products based on zinc, aluminum and magnesium. The stability of the coating was demonstrated to predominantly hinge upon the uniformity and aspect of the coated surface, rather than its thickness.
Montagem de alvos de folhas finas de urânio metálico por hidroconformação
2023 - PUGLIA, PIETRO T.
O tecnécio metaestável (99mTc) é um radioisótopo utilizado em medicina nuclear como marcador para a realização de exames de imagem. A geração de 99mTc é realizada através do decaimento do 99Mo que, por sua vez, pode ser obtido pela irradiação por nêutrons de alvos contendo urânio (235U) com baixo enriquecimento (<20% de 235U). Um tipo de alvo que pode ser utilizado para esta produção é o alvo anular de folha fina de urânio metálico. Este alvo é composto por dois tubos de alumínio concêntricos, entre os quais é colocada uma folha fina de urânio (U) com espessura de 125 μm, envelopada por uma folha fina de níquel. Este conjunto, após montagem, precisa passar por um processo de expansão, que dilata as paredes do tubo interno contra as paredes do tubo externo, promovendo um contato mecânico entre o conjunto Al-U-Ni. Garantindo uma melhor troca térmica durante a irradiação e evitando o superaquecimento do alvo. Atualmente este processo é feito mecanicamente, utilizando um expansor mecânico (draw plug). Este trabalho, substitui este método por um sistema de hidroconformação, que apresenta a vantagem de manter as características superficiais de acabamento da peça, expandindo o tubo interno de maneira uniforme. Para tal foi confeccionado um dispositivo que contém o alvo montado com urânio enquanto um fluido é injetado sob pressão de até 600 bar no tubo interno do conjunto. Os resultados demonstraram que este método promoveu a diminuição do espaço (vazio) entre as partes do alvo, após a realização de um tratamento térmico de recozimento no tubo interno. A medição dos vazios entre os componentes do alvo após a aplicação do método de hidroconformação demonstrou a sua viabilidade.
A seleção do uso da radiação ionizante para a descontaminação de acervos bibliográficos
2024 - BRITO, SUSYLEIDE G. de
O estudo contempla duas etapas: fenomenológica e experimental. Na etapa de caráter fenomenológico, o objetivo foi de aferição dos conhecimentos e identificação dos aspectos comportamentais relativos à ionização gama (IG) e a sua aplicação na descontaminação de acervos. O público-alvo foi uma parcela de profissionais que trabalham com bens culturais em Pernambuco e em outros estados brasileiros. Utilizaram-se dois questionários, obtendo-se 39 e 105 respondentes. Para a análise, agruparam-se as questões em cinco blocos temáticos. No primeiro, Caracterização dos participantes, a maioria é de servidores públicos, bibliotecários, pós-graduados; com idade aproximadamente entre 20 a 60 anos. No segundo, Conhecimentos do participante, especificamente sobre a IG, constatou-se haver mais desconhecimento do conceito, da aplicação da técnica na descontaminação de acervos, da aplicação por alguma instituição e da gratuidade para órgão público. No terceiro, Posicionamentos do participante, avaliaram-se sentimentos e opiniões sobre aplicação de IG em acervos, constatando-se haver: curiosidade, interesse, importância de obter informação e segurança. No quarto bloco, Meios e fontes de informação do participante, identificaram-se a preferência por documentos e eventos profissionais, e a interação com colegas de profissão e de trabalho. No quinto e último, Acervo da instituição do participante, perceberam-se desconhecimento em relação a já haver ocorrido descontaminação no acervo e satisfação com as condições de conservação, e houve indicação de requisitos para adotar a aplicação de IG. Na segunda etapa da pesquisa, a experimental, realizou-se a descontaminação de uma fração de uma coleção especial. Elaboraram-se um protocolo de descontaminação com a técnica nuclear, um texto sobre irradiadores no Brasil e um texto sobre divulgação da técnica de IG.
Investigação numérico-experimental de modelos de dano em estudo mecânico-energético da fratura dúctil de aços estruturais de alta tenacidade
2024 - PEREIRA, LETÍCIA dos S.
A avaliação de integridade estrutural é importante para a previsão de falhas em estruturas de grande responsabilidade. Contudo, com a melhoria das propriedades dos materiais, algumas teorias não conseguem mais descrever o processo de falha dúctil de materiais de alta tenacidade como o aço API X65. Para melhor compreender a falha em estruturas que utilizam esses materiais é necessário entender o processo de falha dúctil. Nesse sentido, são necessárias simulações não-lineares com trinca propagante para tentar reproduzir os resultados obtidos em laboratório utilizando o programa Abaqus (2020). Os ensaios realizados foram de tração (ASTM, 2022) e Charpy V-Notch (CVN) instrumentado (ASTM, 2018a; ASTM 2018b). Para o estudo de triaxialidade, os corpos de prova de tração foram modificados com diferentes entalhes com raios de 10, 5, 3, 2 e 1 mm. Já os ensaios CVN foram realizados em um pêndulo de 450J e nenhum dos 12 corpos de prova foi rompido, comprovando a alta tenacidade desse material. Por conta dessa alta tenacidade, houve a necessidade de verificação da adequação dos modelos de dano XFEM (Extend Finite Element) e GTN (Gurson-Tveegard-Needleman) para esse material. Além disso, uma metodologia de calibração do modelo de dano dúctil (Ductile Damage) foi proposta utilizando corpos de prova de tração modificados. Esse modelo foi o que melhor reproduziu as curvas experimentais e chegou mais próximo de reproduzir a morfologia de fratura do corpo de prova CVN. Por fim, utilizando uma rotina em Matlab, foi possível obter a energia de dano para todos os corpos de prova. Para esse estudo, foram consideradas as energias elástica e plástica nos elementos onde o dano já se iniciou. Essa parcela de energia, para todos os corpos de prova, é pequena quando comparada com a energia total de deformação, comprovando que utilizar a energia total absorvida em um ensaio CVN superestima a tenacidade à fratura. Além disso, observou-se um balanço entre fratura e colapso plástico. Para os corpos de prova sem entalhe, com tendência ao colapso plástico, a energia de dano é desprezível. Quanto maior a parcela de fratura dúctil, menor a energia de dano absorvida.
Desenvolvimento de um software on-line de gerenciamento e controle do banco de germoplasma do biotério do IPEN
2024 - ANDRADE, CLAYTON F.
O desenvolvimento de fármacos depende grandemente da realização de pesquisas que não podem ter testes conduzidos em humanos, sem que testes com animais de laboratórios tenham sido realizados e demonstrado segurança. Nesse sentido, os animais são essenciais na avaliação e melhorias a fármacos destinados ao tratamento de patologias diversas. Esses modelos animais precisam ser obtidos de forma organizada, seguindo protocolos de pesquisa criteriosamente estabelecidos e, assim, os bancos de germoplasma permitem que haja acesso rápido a essas amostras, mantendo-se qualidade e segurança genética. Este estudo foi desenvolvido com o objetivo de desenvolver um software on-line de gerenciamento e controle do banco de criopreservação de germoplasma do biotério do IPEN, em rede com outras instituições. Trata-se de um estudo na forma de pesquisa-ação, onde o pesquisador atua diretamente no equacionamento dos problemas encontrados, no acompanhamento e na avaliação das ações desencadeadas em função dos problemas. O programa foi implantando no Biotério do IPEN/CNEN-SP em conjunto com o Laboratório de Criopreservação e Reprodução Assistida (LabCrio) do CEMIB/UNICAMP. Nos resultados e discussão do estudo são apresentadas as especificidades do programa, telas de acesso e uso nas diferentes modalidades possíveis, bem como a ampla organização alcançada pela inserção e gestão dos dados por meio do sistema desenvolvido. Destaca-se que o programa, além de inovador, tem a possibilidade de organizar os dados do banco de germoplasma, definir um local de armazenamento, protocolos de congelamento, descongelamento, permissões que cada usuário do sistema possui e elementos de controle. Desta forma, é possível tornar a atividade em pesquisa de modelos animais mais ágil, assegurar a qualidade das análises e garantindo um que o desenvolvimento de drogas com elevados padrões de qualidade e confiabilidade para uso em humanos.
Comparative study of different methodologies for synthesis of nanogels as potential drug carriers
2023 - BALOGH, TATIANA S.
Nanogels are defined as nanometer-scale polymeric gels, considered innovative and promising nanomaterials for drug delivery systems. This joint Polish-Brazilian work aimed to contribute to the development of the area of production of nanogels by means of ionizing radiation, investigating different synthesis methodologies, namely gamma and electron beam-induced irradiation. Original and innovative method of nanogel synthesis via ultraviolet-induced radiation has been proposed in an unprecedented manner and successfully developed. Additionally, the possibility of conjugation of selected nanogels with technetium-99m (99mTc) has been investigated as a possible theranostic agent. In case of ionizing radiation-supported techniques influence of solution concentration, type of gas saturation and dose on physicochemical properties of irradiation products have been analysed. In the UV methodology different ratios of the number of OH radicals available in the system per number of monomeric units were evaluated with and without argon saturation. All samples were characterized in relation to weight-average molecular weight (Mw), Z-average radius of gyration (Rg), hydrodynamic radius (Rh) and second virial coefficient using DLS and SLS techniques. The ratio of the radius of gyration to the hydrodynamic radius (Rg/Rh), the polymer coil density (ρcoil), morphology by SEM and TEM, and topography by AFM were determined. Radiolabelling with technetium-99m was carried out both via direct and indirect methodology, in addition to purification and radiochemical stability tests. PVP K-90-based nanogels of different crosslink densities were successfully obtained in all proposed methods. It has been found that the use of nitrous oxide promoted higher number of hydroxyl radicals, favouring the formation of intramolecular crosslinking. The increase in the amount of OH radicals available in the medium (both by increase of the ionizing radiation dose and concentration of OH radical precursor (H2O2)) provided higher influence of intramolecular crosslinking. It was possible to radiolabel and purify PVP K-90 nanogels produced by e-beam and gamma irradiation with technetium-99m through [99mTc(CO)3(H2O)3]+.
Avaliação radiomodificadora do ácido fólico em embriões de Danio rerio expostos à radiação gama
2024 - ALAVARSE, RODRIGO D.
O estudo investigou o potencial do ácido fólico (AF) como agente radiomodificador em embriões de zebrafish expostos à radiação ionizante (RI). O AF, micronutriente do complexo B, atua como coenzima no metabolismo de aminoácidos e na síntese de DNA e RNA. Utilizando ensaios de viabilidade celular, determinou-se o valor da concentração inibitória mediana (IC50) do AF em linhagem celular NCTC-L929 (tecido conectivo de camundongo), (2,366 mg/mL). Em seguida, foram realizados ensaios para determinar os valores de dose letal mediana (DL50) da RI em embriões irradiados com 4, 6 e 24 horas pós-fertilização (hpf) (DL50, 4 hpf - 96h: 9,77 Gy e 24 hpf - 144 h: 12,85 Gy). Posteriormente, ensaios de concentração letal mediana (CL50) do AF em embriões de zebrafish expostos durante 120 horas (CL50: 0,679 mg/mL) foram conduzidos. Os resultados sugerem que o AF possui potencial radioprotetor, destacando-se como uma possível estratégia terapêutica, fornecendo contribuições importantes para pesquisas futuras. Organismos irradiados após incubação com AF apresentaram significativa sobrevivência, com 96 hpf aumentou 12%, 17% para 120 hpf e 22% em 144 hpf.
Proposta de regulação específica para deposição de fontes radioativas seladas em desuso
2023 - ANDRADE, MONISE V. de
A legislação e a regulação vigentes no Brasil para gestão de rejeitos radioativos são lacônicas sobre a deposição de fontes radioativas seladas em desuso (FRSD). Essas fontes apresentam grande potencial de causar acidentes radiológicos devido a seu pequeno tamanho (a maioria possui entre três e cinco centímetros) e a seus altos níveis de radioatividade. Para que se possa continuar a desfrutar dos benefícios que as fontes radioativas seladas proporcionam à sociedade, é preciso dispensá-las sem perigo ou risco de acidente. A Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA) recomenda a deposição de FRSD em poço tubular profundo. Portanto, faz-se necessário discorrer sobre aspectos relevantes a serem incluídos em uma futura regulamentação da área da gestão de rejeitos radioativos, de modo que a deposição das FRSD seja realizada de acordo com a tecnologia recomendada e sob um arcabouço legal e regulatório adequado.
Validação dos produtos de vento do satélite Aeolus sobre a Amazônia Brasileira
2024 - YOSHIDA, ALEXANDRE C.
A Missão de Dinâmica Atmosférica ADM-Aeolus foi lançada com sucesso em agosto de 2018 pela Agência Espacial Europeia (ESA). A missão Aeolus possuía um único instrumento, o primeiro Lidar Doppler (DWL) no espaço, chamado de Atmospheric LAser Doppler INstrument (ALADIN). Aeolus orbitou a Terra em uma órbita polar síncrona ao Sol, a cerca de 320 km de altitude, com um ciclo de repetição de 7 dias, fornecendo perfis verticais de ventos na linha de visada horizontal (HLOS) em escala global. Superando as expectativas científicas, o satélite Aeolus, inicialmente projetado para uma vida útil de 3 anos, forneceu cobertura global de perfis de vento por quase cinco anos. As medições do satélite preencheram lacunas críticas nas observações de vento existentes, especialmente em regiões remotas. Neste estudo de validação de longo prazo, dados de radiossondas coletados de três estações na Amazônia brasileira (Cruzeiro do Sul, Porto Velho e Rio Branco) foram usados como referência para avaliar a precisão dos produtos de vento Rayleigh-clear e Mie-cloudy do Nível 2B (L2B). A validação estatística foi realizada, cobrindo o período de outubro de 2018 a março de 2023. Considerando todos os dados de vento colocalizados para cada estação, os coeficientes de correlação de Pearson (r) variaram de 0,67 a 0,81 para os produtos Rayleigh-clear e de 0,72 a 0,90 para os produtos Mie-cloudy, indicando uma forte correlação entre as medições dos ventos do Aeolus e das radiossondas. Os vieses observados variaram de -0,01 m/s a -0,49 m/s para Rayleigh-clear e de -0,27 m/s a -0,49 m/s para Mie-cloudy, atendendo ao requisito da missão de ter vieses em módulo abaixo de 0,7 m/s. As correlações fortes e os vieses baixos observados nas análises demonstram que a tecnologia de lidar Doppler utilizada no ALADIN forneceu medições de vento confiáveis na Amazônia brasileira.
Avaliação do espectro de ação antimicrobiano de nanopartículas de prata desenvolvidas por nanotecnologia verde para aplicação em produtos médico-hospitalares
2024 - RODRIGUES, ADRIANA de S.
A nanotecnologia verde visa reduzir resíduos químicos perigosos no meio ambiente e o risco associado à aplicação de compostos sintetizados com reagentes tóxicos. Os fitoquímicos são propostos para minimizar os impactos ambientais e produzir aplicações biológicas mais seguras. As nanopartículas de prata possuem propriedades antimicrobianas eficazes contra bactérias Gram-positivas e Gram-negativas, fungos e vírus. O objetivo deste trabalho foi desenvolver AgNPs reduzidas por ácido tânico e citrato de sódio e verificar sua atividade antimicrobiana frente a bactérias Gram-negativas. As AgNPs foram sintetizadas com diferentes tamanhos e morfologia pelo método de redução química, segundo a metodologia de Ranoszek-Soliwoda adaptada aos princípios da nanotecnologia verde. A caracterização físico-química foi realizada por espectrometria na região do UV-vis, espalhamento dinâmico de luz (DLS), potencial Zeta e microscopia eletrônica de transmissão (MET). A estabilidade das AgNPs foi avaliada em variações de pH, cloreto de sódio 0,9%, tampão fosfato-salino, caldo Mueller Hinton e em meios propícios para o desenvolvimento de organismos aquáticos como água mole e meio embriônico. A atividade antimicrobiana foi analisada por meio da determinação da concentração inibitória mínima (CIM) pelo método de microdiluição em caldo com posterior inóculo em placas de Petri. Os dados de caracterização físico-química confirmaram a obtenção das AgNPs com morfologia e tamanho distintas. Os ensaios antimicrobianos demonstraram que as AgNPs apresentaram atividade antimicrobiana contra as espécies bacterianas Gram-negativas com fenótipos de resistência presentes na lista de agentes patogênicos com prioridade crítica.
Desenvolvimento de um algoritmo para avaliação de registro de imagem em Radioterapia Guiada por Imagem (IGRT)
2024 - MAZER, AMANDA C.
Em Radioterapia Guiada por Imagem (IGRT), diversas imagens são adquiridas de um paciente ao longo do tratamento, a fim de avaliar o correto posicionamento na mesa de tratamento e, ainda, se é necessário o replanejamento do tratamento. Devido a isso, nas clínicas e hospitais, frequentemente são realizados o registro e a fusão entre as imagens, assim como a validação do registro, geralmente qualitativa, através de aplicativos comerciais. As transformações resultantes dos registros também são habitualmente utilizadas para avaliar a distribuição de dose planejada para o paciente. No entanto, ainda há grandes desafios relacionados a essa validação de registro e a determinados parâmetros que são assumidos pelos algoritmos, principalmente para realizar registro defomável, o qual é mais complexo. Assim, o objetivo principal do presente trabalho é auxiliar na definição de práticas clínicas com relação à avaliação quantitativa do registro de imagens médicas e o impacto da movimentação de órgãos em IGRT. Para isso, foi desenvolvido um algoritmo na linguagem Python, baseado na técnica SIFT (Scale Invariant Feature Transform), o qual permite a extração automática e exata de pontos de referência em Tomografia Computadorizada (TC) e de Tomografia Computadorizada de Feixe Cônico (CBCT), tanto 3D quanto 4D. Tais pontos podem ser empregados para uma garantia da qualidade (QA) paciente-específico mais precisa, principalmente devido à extração automática, que reduz consideravelmente o grau de incerteza da escolha manual de pontos em imagens. Ainda, foi construído um executável para o algoritmo, chamado "Point Me QA", disponível para a utilização da comunidade em geral, visando fornecer suporte acadêmico e contribuição para o avanço das pesquisas na definição de práticas necessárias para a realização de IGRT 3D e 4D na clínica.
Influência da altura da coleta na concentração de atividade dos radionuclídeos naturais 7Be e 210Pb medidos em precipitação pluviométrica na cidade de São Paulo
2024 - ALMEIDA NETO, JOSÉ O. de
O 7Be e 210Pb são formados por diferentes processos e em diferentes regiões da atmosfera, ambos se associando a fração aerossol e sendo removidos pelos mesmos processos de deposição. Foi realizado um mapeamento bibliométrico que constatou que grande parte dos artigos científicos não mencionam a altura da coleta e trabalham com amostras de deposição total (deposição por via seca e úmida), dispostos habitualmente de 1 a 30 m do nível do solo. A presente pesquisa objetivou analisar a influência da altura da coleta na concentração de atividade desses radionuclídeos medidos em precipitação pluviométrica na cidade de São Paulo. No período de 17/07/2021 a 09/06/2022 foram coletadas 147 amostras, em quatro amostradores: PP1 (localizado a 1,5 m do nível do solo), PP2 (10,3 m), PP3 (15,3 m) e PP4 (25 m). Foram analisados os seguintes parâmetros: volume coletado (L), pH, condutividade elétrica (μS/cm) e a concentração de atividade do 7Be (Bq/L) e 210Pb (mBq/L), utilizando as técnicas analíticas de espectrometria gama de alta resolução e medida beta total, após separação radioquímica, respectivamente. A concentração de atividade média do 7Be foi de 3,55 ± 0,45 Bq/L e a do 210Pb de 37 ± 2,8 mBq/L, havendo diferença sazonal estatisticamente significativa dos dados (p < 0,05), com os meses da estação seca apresentando os maiores valores. A análise conjunta dos resultados e testes estatísticos utilizados permitiram responder à questão norteadora da pesquisa, e afirmar que a variação de 23,5 m de altura de alocação do amostrador não é capaz de alterar a concentração de atividade do 7Be e 210Pb.
Estudo de identificação e caracterização das fases existentes no sistema U-Gd-O
2024 - DARIN FILHO, GASPAR
Sabe-se que os óxidos de terras raras (TR) exibem notável solubilidade em combustíveis nucleares à base de UO2, por esse motivo, o sistema U-TR-O é muito útil para a indústria nuclear em diversas aplicações. Particularmente, o sistema U-TR-O a partir do gadolínio pode ser utilizado tanto como veneno queimável em reatores de água leve para controle de reatividade, quanto para material de sacrifício em reator rápido de sódio (em inglês SFR) para aumentar a segurança ou mesmo para produzir resíduos nucleares mais seguros. Estas aplicações dependem não somente de suas composições químicas, mas também da disposição dos átomos no composto, ou seja, sua estrutura cristalina. Como resultado de suas diversas combinações de parâmetros cristalinos, as propriedades desses compostos e seus produtos de interação são de interesse tanto na produção química de estado sólido e quanto na produção de combustíveis nucleares. No entanto, até hoje não existe total concordância sobre seu diagrama de fase em algumas composições, pois estudos anteriores não entraram num consenso quanto às fases cristalinas presentes e também não alcançaram um modelo que descrevesse bem sua estequiometria. Nesse contexto, o trabalho pode contribuir com o esclarecimento de quais fases existem na rota de preparação por coprecipitação, bem como sua caracterização estrutural. Sendo possível adquirir informações como a identificação e quantificação de fases, incluindo a presença de uma nova fase cúbica, obtenção dos parâmetros de cela, detecção e estimativa do grau de desordem, quantidade em mol das substituições atômicas entre U e Gd e em qual sítio cristalográfico elas ocorrem.
Quantificação de micronutrientes e elementos potencialmente tóxicos em peixes e a percepção dos pescadores sobre os riscos associados ao consumo do pescado da Represa Billings
2024 - REIS, DANIELE P. dos
No presente estudo foram quantificados os elementos (As, Cd, Co, Cr, Cs, Fe, Hg, K, Mg, Mn, Na, Pb, Rb, Se, V e Zn) em espécies de peixes mais consumidos pelos pescadores artesanais do distrito do Riacho Grande, São Bernardo do Campo, SP, por meio das técnicas analíticas de Espectrometria de Absorção Atômica (AAS) e Análise por Ativação Neutrônica Instrumental (INAA). Também foi avaliada a percepção dos pescadores desta região (n=38) em relação aos riscos associados ao consumo do pescado da represa Billings, por meio de questionário semiestruturado com perguntas de resposta aberta e múltipla escolha referente à represa, atividade pesqueira, dieta e poluição ambiental. Para a análise dos peixes, foram adquiridos, junto à Colônia de Pescadores Artesanais, exemplares das espécies mais consumidas na região: acará - Geophagus brasiliensis, lambari - Astyanax fasciatus, tilápia - Oreochromis niloticus e traíra - Hoplias malabaricus de cinco pontos de pesca da Represa Billings. Na avaliação da segurança alimentar, os contaminantes As, Cd, Hg e Pb apresentaram teores abaixo de todas as legislações para os peixes analisados. A espécie predadora Hoplias malabaricus apresentou maiores frações mássicas para Hg, possivelmente em razão da capacidade de bioacumulação deste elemento. No que se refere à fração mássica de elementos essenciais, foi desenvolvido um banco de dados, dado o caráter multielementar da técnica nuclear utilizada, que pode ser útil a futuras discussões no âmbito da segurança alimentar de pescado. Em relação à percepção dos pescadores artesanais frente ao risco do consumo do pescado da represa, verificou-se que a maioria destes não associou riscos ao consumo do pescado e considerou o seu consumo seguro para todos os pontos de pesca da Colônia de Pescadores do Riacho Grande.
Determinação de radionuclídeos naturais e artificiais e avaliação da dose devido à ingestão de peixes consumidos na cidade de São Paulo
2024 - NERY, ANDRESSA D.
Os peixes são alimentos ricos em proteínas e nutrientes essenciais, seu consumo deve ser incentivado para atender às necessidades nutricionais da população brasileira. No entanto, esse aumento no consumo pode ser prejudicial à saúde se esses alimentos estiverem contaminados, afetando a segurança alimentar e a saúde da população. O monitoramento de radionuclídeos naturais e artificiais em peixes é importante para garantir a qualidade dos pescados consumidos na cidade de São Paulo. Vinte e quatro amostras das espécies de peixe mais consumidas na cidade de São Paulo (anchova, atum, cação, corvina, pescada e sardinha) foram analisadas quanto ao seu teor dos radionuclídeos naturais (226Ra, 210Pb, 210Po, 228Ra e 40K) e do radionuclídeo artificial 137Cs. A determinação do 210Po foi feita por espectrometria alfa e a dos demais radionuclídeos por espectrometria gama. Os resultados encontrados para a concentração de atividade dos radionuclídeos analisados nas amostras de peixe são da mesma ordem de grandeza dos dados encontrados na literatura, sendo que os valores mais altos de concentração de atividade foram encontrados para o 40K e o 210Po variando de 43 a 135 Bq kg-1 e de 1,20 a 6,72 Bq kg-1, respectivamente. A dose efetiva comprometida devido à ingestão de peixes foi avaliada a partir da concentração de atividade máxima obtida para cada radionuclídeo nas espécies de peixe analisadas. Os resultados obtidos para a dose total devido à ingestão dos peixes variaram entre 26,11 e 80,13 μSv a-1, valores abaixo do limite de 1 mSv a-1 estabelecido pela Agência Reguladora Brasileira (Comissão Nacional de Energia Nuclear). O 210Po foi o radionuclídeo que mais contribuiu para a dose em todas as espécies analisadas, sendo considerado o radionuclídeo mais relevante quanto à exposição interna devido à ingestão de peixes. Os resultados obtidos indicam que a ingestão dos peixes não representa risco de exposição à radiação devido à presença dos radionuclídeos 226Ra, 210Pb, 210Po, 228Ra, 40K e 137Cs. No entanto, devido ao aumento do consumo, recomenda-se o monitoramento frequente da concentração dos radionuclídeos nos peixes.
Elaboração automatizada de instrumentos contratuais no âmbito das ICTs públicas de acordo com o ML-CTI
2024 - WIETKY, GABRIEL L.F.
A atuação das Instituições de Ciência, Tecnologia e Inovação (ICTs) públicas, regulada pelo Marco Legal da Ciência, Tecnologia e Inovação (ML-CTI), é uma das principais responsáveis pelos avanços tecnológicos, podendo ser beneficiada pela evolução da automação jurídica na elaboração de instrumentos contratuais e acompanhamento de projetos. Para tanto buscou-se: I) Identificar os atos realizados em ICTs públicas; II) Identificar e explicitar a lógica normativa e contratual aplicável; III) Desenvolver um sistema computacional que viabilize a automação e o acompanhamento pretendidos; e IV) Contribuir para que outras áreas possam capacitar seus profissionais para obterem resultados semelhantes. Sendo descritiva e explicativa, a pesquisa utiliza-se dos métodos bibliográfico e documental para: I) Compreender a natureza de ICT pública conferida ao IPEN, II) Acompanhar a rotina de seu Núcleo de Inovação Tecnológica (NIT) com o levantamento dos modelos contratuais utilizados; III) Compreender as regras jurídicas aplicáveis; IV) Promover a capacitação nas ferramentas necessárias e; V) Criar os protótipos do sistema proposto. Os resultados retrataram a natureza jurídica do IPEN, os principais atos praticados pelo seu NIT, a forma pela qual podem ser beneficiados pela automação, o regramento jurídico aplicável e como pode ser construído o sistema proposto. Em conclusão demonstrou-se como atuam os principais envolvidos, o papel do ML-CTI como norteador de desenvolvimentos tecnológicos, a relevância da automação das atividades jurídicas em questão com as suas peculiaridades e problemáticas inerentes, bem como os demais estudos passíveis de contribuir com a evolução do sistema proposto.
Estudo de homogeneidade da mistura mecânica a seco na sinterização da pastilha UO2-Gd2O3
2024 - FREITAS, ARTUR C. de
A otimização de combustíveis nucleares para uso em reatores a água pressurizada pode ser obtida pelo aumento da taxa de queima. Para isso, no entanto, é necessário aumento da reatividade do reator. Esse problema, por sua vez, pode ser contornado incorporando os chamados venenos queimáveis diretamente ao combustível. Devido às suas propriedades neutrônicas, o gadolínio é um dos principais elementos utilizados, incorporado sob a forma de óxido (Gd2O3). A mistura mecânica a seco do pó de UO2 e Gd2O3 é o método comercialmente mais atraente devido à sua simplicidade. No entanto, este método conduz a dificuldades na obtenção de pastilhas sinterizadas com densidade adequada para utilização nos reatores nucleares, devido a formação de porosidade originadas pela ocorrência do efeito Kirkendall. Neste trabalho, o pó de Gd2O3 foi adicionado ao pó de UO2 com concentração de 10% em massa, por meio da mistura mecânica a seco realizada em misturador tipo túrbula e em agitador energético. Os pós foram misturados em túrbula por 1 e 80 horas. O tempo de mistura não trouxe melhora na densidade, resultando em pastilhas com até 91,5% de densidade teórica (DT). Na mistura em agitador energético foram utilizados tempos de 15, 30 e 60 minutos. As pastilhas atingiram 95,8 e 96,3% DT após 30 e 60 minutos de mistura, respectivamente. A mistura dos pós realizada por meio de um processo que envolve mais agitação permite a quebra dos aglomerados de Gd2O3, sem mudanças significativas nas propriedades do UO2, dessa forma melhorando a sinterabilidade da pastilha combustível UO2-Gd2O3.
Estudo bibliométrico e de ontologia
2024 - COSTA, ROBSON S.
Esta pesquisa propõe um procedimento estruturado para descrever panoramas nas áreas de nanocompósitos poliméricos de argila, grafeno, nanocelulose e energia nuclear, utilizando a base de dados da ferramenta "Web of Science". Métodos bibliométricos são empregados para analisar a produção, colaboração e associação temática nessas áreas, com suporte de ferramentas como Excel, Protégé, RStudio e VOSviewer para visualizar suas características no panorama. O referencial teórico contextualiza a produção científica e o uso de indicadores bibliométricos nessas áreas, impulsionando esta pesquisa devido à escassez de estudos bibliométricos nelas. Foi analisado bases de dados extensas com mais de 2000 produções científicas em cada área, fornecendo uma visão desses campos. Cada área é apresentada com suas características distintas, revelando modos de produção disciplinares que vão desde os autores até os periódicos científicos, tanto no aspecto institucional quanto nas relações entre países. Além disso, são construídas as ontologias dos campos analisados. A análise da produção científica revela uma ampla participação de autores de universidades públicas em diversos países, indicando caminhos de desenvolvimento próprios para as áreas estudadas. Os resultados evidenciam crescimento e novos desenvolvimentos significativos nessas áreas de estudo.

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