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Obtenção e caracterização de microesferas porosas de Nb2O5, de TiO2 e de suas misturas, por gelificação interna
2025 - SINISGALLI, ROBERTA S.D.C.
Neste trabalho foram obtidas, de modo inédito, microesferas de Nb2O5 pelo método da gelificação interna/emulsificação. Foram obtidas também, pelo mesmo método, microesferas de TiO2 e de misturas desses óxidos [%wt(Nb)/%wt(Ti)]: 81/19 e 93/7. Por este método, uma variante do método tradicional de gelificação interna, o gotejamento da solução contendo os íons metálicos foi feito em um béquer contendo óleo de soja a 90 ºC, sob agitação. Para extrai-lo das microesferas, foi utilizado o solvente hexano, que é menos tóxico e agressivo se comparado ao tri-cloro etileno e tetracloreto de carbono. Foram estudadas 3 diferentes composições para que se avaliasse qual o efeito das proporções no produto final, com as características mais adequadas em termos de tamanho, isenção de trincas, área de superfície específica e porosidade. Utilizou-se NbCl5, ureia, HMTA e água e variou-se a proporção entre orgânicos/metal. Com base nesses resultados, foram preparadas composições contendo sais de nióbio (Nb) e titânio (Ti), com o objetivo de obter, ao final do processo de calcinação, microesferas puras de cada óxido, além de misturas dos dois nas seguintes proporções em massa [%wt(Nb)/%wt(Ti)]: 81/19 e 93/7. As microesferas foram caracterizadas quanto à sua morfologia, integridade, e distribuição de tamanhos através de microscopia óptica (MO) e eletrônica (MEV), estrutura cristalina, por difração de raios X (DRX), área superficial específica e distribuição de poros por adsorção gasosa (N2) utilizando-se do modelo BET e BJH. Foi possível a obtenção de duas composições de nióbia com áreas superficiais satisfatórias para diversas aplicações e estruturas porosas relativamente preservadas, com certa rugosidade na superfície, classificada como mesoporosa. Também obtiveram-se duas composições de titânia com boa integridade e mesoporosa. Constatou-se que uma composição das microesferas de nióbio degradou o poluente orgânico a que foi proposto estudar, o corante rodamina B, na região do ultravioleta, mostrando-se eficiente para aplicação em fotocatálise heterogênea.
Obtenção de revestimentos duros por processo eletroquímico em ligas de alumínio-silício para aplicação automotiva
2024 - SILVA, PAULO R.C. da
A indústria automotiva procura constantemente soluções para aumentar a eficiência energética dos veículos automotores. Uma iniciativa, é a redução de massa com o uso de materiais menor massa específica e que apresentem compatibilidade com a função no veículo. Um dos materiais utilizados para essa iniciativa é o alumínio e suas ligas. A adoção de ligas de alumínio indicou uma necessidade de proteção superficial, que aumentasse a vida útil do componente sujeitos à ação de agentes externos, e neste caso, uma proteção superficial utilizada é a anodização. Este trabalho teve o objetivo de propor a redução de massa de veículos por meio da redução do tamanho do sistema de arrefecimento (diminuindo a massa de líquido e tamanho dos radiadores). Isto ocorrendo por meio de uma mais eficiente condução de calor da combustão para o sistema de escapamento, calor este gerado pelos gases provenientes da queima do combustível. Para esta finalidade, foi obtido uma camada cerâmica de proteção e isolamento térmico, na superfície interna dos dutos de exaustão em liga de alumínio com altos teores de silício (composição química nominal de Al-7,5Si-3,5Cu %massa), utilizada em cabeçotes, por meio de anodização dura. A anodização foi feita com o eletrólito de H2SO4 184 g.L-1 à temperatura de 2 ºC e uma tensão variável de 20 V a 40 V. As camadas de óxido obtidas tiveram uma espessura média de 150 μm, uma uniformidade adequada e uma adesão à liga base. A camada obtida não apresentou sinais de degradação ou de desplacamento após um teste em motor em dinamômetro, por 500 h, o equivalente ao uso do motor por 85.000 km. A análise da condutividade térmica da superfície, após a anodização, mostrou uma redução de 83% em comparação à superfície sem tratamento, indicando que a barreira térmica é efetiva.
Análise de dose em pacientes pediátricos submetidos a exames de tomografia computadorizada de tórax em um hospital infantil
2025 - TKATCHUK, MATHEUS B.
A Tomografia Computadorizada (TC) tem sido um recurso bastante acessível e presente nos setores de diagnóstico por imagem dos hospitais, tendo em vista o grande avanço tecnológico apresentado pelos tomógrafos e a eficácia no diagnóstico e acompanhamento de patologias em geral. Este estudo tem como principal objetivo a análise de dose de radiação emitida por um tomógrafo em exames de TC do tórax, realizado em pacientes pediátricos, durante períodos pré-pandemia do COVID-19, durante a pandemia e pós-pandemia, de setembro de 2019 a setembro de 2022, tratando-se de um estudo retrospectivo de 4 anos, em que foram analisados parâmetros individuais de cada exame como Computed Tomography Dose Index Volume (CTDIvol), Dose Lenght Product (DLP) e Dose Efetiva (E), na tentativa de verificar a compatibilidade destes fatores com os Níveis de Referência de Diagnóstico (NRD) internacionais bem como investigar a influência da pandemia do coronavírus no aumento no número de exames e nos protocolos de dose. Os resultados do estudo evidenciaram a influência da pandemia tanto nos protocolos de dose quanto no número de exames realizados para a maioria das faixas etárias pediátricas estudadas, em que foram verificados aumentos progressivos nos parâmetros de dose entre 2019 e 2021, com posterior queda em 2022. Além disso, ficou claro o aumento no número de exames realizados em 2020 quando comparado com qualquer outro período. Foi possível observar a urgente necessidade de readequação dos protocolos de dose, tendo em vista a exposição excessiva, principalmente, de crianças à radiação durante os períodos mais críticos da pandemia do COVID-19.
Implementação de metodologias de análise para Nb-94, Mo-93, Tc-99 e Cl-36 em rejeitos radioativos da Central Nuclear de Angra dos Reis
2025 - CARDOSO, GABRIELLA S.
A operação de reatores nucleares, independentemente de sua finalidade, gera rejeitos radioativos, cuja gestão deve ser cuidadosamente planejada e executada, visando à mitigação de possíveis impactos ambientais e à garantia da proteção da saúde humana. Antes de serem armazenados, os rejeitos radioativos devem ser caracterizados e classificados quanto ao seu conteúdo, conforme critérios de aceitação definidos pelas agências reguladoras. Desta forma é de fundamental importância o desenvolvimento de metodologias para determinação das concentrações de atividade de radionuclídeos cuja análise exige separação radioquímica e determinação por cintilação em meio líquido. Este estudo tem por objetivo o estabelecimento de metodologias para a separação radioquímica e determinação dos isótopos 94Nb, 93Mo, 99Tc e 36Cl a partir de amostras de rejeitos radioativos provenientes das usinas Angra 1 e Angra 2. Neste trabalho, foram utilizadas as técnicas de Cintilação em Meio Líquido (LSC) e Espectrometria Gama. As análises foram realizadas em amostras de concentrado de evaporador e resinas de troca iônica. As concentrações de atividade do 36Cl nas amostras, variaram entre 101 e 104 Bq g-1, com rendimentos químicos entre 82% e 100%. Para o 93Mo, os valores situaram-se entre 100 e 106 Bq g-1, com rendimentos químicos entre 13% e 99%. As concentrações de 99Tc variaram entre 10-1 e 102 Bq g-1, com rendimentos químicos entre 25% e 100%. Já para o 94Nb, as atividades variaram na faixa de 10-2 a 101 Bq g-1, com rendimentos químicos entre 62% e 98%. Os resultados mostraram que existe uma grande variabilidade entre as concentrações de atividade entre as amostras do mesmo tipo e entre amostras de matrizes diferentes (concentrado de evaporador ou resina).
Caracterização da resistência à corrosão dos aços inoxidáveis UNS S2304 e UNS S2205 soldados pelo método GTAW-DF utilizados na indústria alimentícia
2025 - VIVEIROS, BARBARA V.G. de
Os aços inoxidáveis duplex (AID) são materiais que possuem alta aplicabilidade devido as suas propriedades, como resistência mecânica, à corrosão e boa soldabilidade. Sua alta resistência à corrosão permite aos AID serem utilizados em áreas industriais de alta assepsia, como a indústria farmacêutica, de alimentos, e em indústrias suco cítricas, como tanques de estocagem. No caso deste estudo, foi utilizado o processo de soldagem a arco com proteção gasosa e eletrodo de tungstênio-dupla fusão (GTAW-DF) em dois graus de AID, sendo eles: UNS S32205 e UNS S32304, e o ER 2209, como metal de adição. A dupla fusão do processo de soldagem GTAW-DF permite a junção de chapas grossas, onde ocorre a soldagem de topo e raiz dos materiais. Devido às altas temperaturas durante o processo de soldagem, as microestruturas dos materiais são modificadas, diminuindo, portanto, sua resistência à corrosão. Neste estudo, foi realizada a investigação da resistência à corrosão dos AID UNS S32205 e UNS S32304 soldados por GTAW-DF em meio de 3,5% (em massa) de NaCl e também em solução contendo ácido cítrico. Duas condições de soldagem distintas foram analisadas, variando sua corrente, velocidade, aporte térmico e tensão. Ambos foram estudados quanto a resistência à corrosão, microestrutura e microdureza. Medidas de microdureza obtidas da seção transversal identificaram diferenças entre as zonas. A caracterização da resistência à corrosão foi realizada por ensaios eletroquímicos, sendo eles polarização potenciodinâmica em gota séssil e reativação potenciodinâmica eletroquímica de ciclo duplo (DL-EPR). A região de maior atividade eletroquímica nas ligas soldadas e não soldadas foi a ZTA do UNS S32304, devido à sua composição química e influência da microestrutura devido ao processo de soldagem. Dentre as duas condições de soldagem, a que apresentou melhor resistência à corrosão foi correspondente a maior velocidade, tensão e corrente.
Elaboração de uma visita virtual ao reator IPEN/MB-01
2025 - COELHO, YULIA P.J.B.
A tecnologia nuclear, apesar de sua importância para a sociedade, enfrenta ceticismo público. Essa resistência é, muitas vezes, alimentada pela desinformação e pela limitada acessibilidade tanto às instalações nucleares quanto ao conhecimento de seus benefícios e importância. Esta dissertação aborda esse desafio por meio do desenvolvimento de uma visita virtual ao reator de pesquisa IPEN/MB-01, destinada a ser uma ferramenta educacional. O trabalho envolveu a criação de uma representação 3D detalhada dos ambientes internos do reator na Unreal Engine 5, baseada nas plantas originais, fotografias do local e procedimentos operacionais, incorporando elementos interativos e uma narrativa guiada disponível em português e inglês. Uma metodologia quantitativa inovadora para avaliar a fidelidade visual do ambiente virtual em comparação com a instalação real foi também desenvolvida. Isso envolveu a utilização de um modelo de Vision Transformer (ViT) pré-treinado para extrair características de imagens reais e virtuais correspondentes e calcular a similaridade de cossenos dos vetores. A análise fornece pontuações quantitativas de similaridade para diversas áreas do reator, utilizando ferramentas como similaridade por patch e mapas de calor de atenção. Esses recursos foram empregados para desmistificar a avaliação do modelo de IA e identificar fatores que podem ter influenciado nos resultados obtidos, incluindo escolhas intencionais de design feitas com propósitos pedagógicos. A aplicação de Realidade Virtual de Desktop (D-VR) desenvolvida representa um recurso valioso para divulgação científica e educação, ampliando o acesso ao IPEN/MB-01. Além disso, a metodologia de similaridade quantitativa proporciona uma abordagem objetiva para avaliar o realismo dos ambientes virtuais.
Método multirresíduo para determinação de agrotóxicos em água destinada para o consumo humano
2025 - FUKASAWA, VIVIANE E.N.
Dada a dinâmica do ambiente e seus potenciais impactos à saúde, os agrotóxicos são objetos de preocupação, principalmente ao considerar a possibilidade do recurso hídrico contaminado ser utilizado para consumo humano. A vigilância da qualidade da água ofertada, cuja responsabilidade cabe ao setor Saúde, assume papel estratégico ao identificar os fatores de risco associados ao consumo fora dos padrões de potabilidade estabelecidos, prevenir agravos e assegurar a saúde pública pela promoção de políticas e decisões regulatórias. Nesse contexto, métodos analíticos com alta confiabilidade, seletividade, sensibilidade e robustez, aliados ao menor custo possível, são fundamentais. No presente trabalho, seguindo os preceitos da Química Verde e dentro dos critérios de validação recomendados, foi desenvolvido um método para análise de 90 ingredientes ativos de agrotóxicos em água destinada ao consumo humano por injeção direta, sem extração e clean-up da amostra, com a utilização do sistema de cromatografia a líquido acoplado ao espectrômetro de massas de alta resolução com analisador Orbitrap (LC-HRMS/Orbitrap), com tempo de corrida de 12 minutos. Para assegurar que as características das amostras sejam mantidas no período da coleta até a análise no laboratório, também foi avaliado o comportamento dos agrotóxicos na água em condições adversas, considerando que os estudos na literatura são fragmentados e limitados a faixas restritas de compostos. Os resultados mostraram que parâmetros como cloro, pH, incidência de luz, temperatura e tempo de armazenamento podem causar interferências e implicar na estabilidade dos agrotóxicos, inclusive dos compostos da atual Portaria GM/MS nº 888/2021, que dispõe sobre os padrões de potabilidade da água para consumo humano. Como alternativas ao uso do tiossulfato de sódio recomendado pela maioria dos protocolos, a adição de ácido ascórbico em baixas temperaturas, bem como o congelamento das amostras, apresentaram melhor desempenho e são propostas para a preservação da concentração dos compostos analisados. A implementação do método possibilitou o início do Monitoramento de água para consumo humano no estado de São Paulo, com a coleta de 277 amostras, procedentes de 137 municípios, no período de 2020 a 2023. Adicionalmente, a investigação retrospectiva de outros contaminantes não considerados na análise inicial, realizada por LC-HRMS/Orbitrap dois anos após a coleta, sem a reinjeção das amostras ou o uso de padrões de referência, demonstrou ser uma ferramenta de grande importância que poderá ser implementada no monitoramento da qualidade de água.
Monitoramento e diagnóstico automatizado de falhas em rolamentos de máquinas rotativas por análise espectral de sinais
2025 - POVEDA, PEDRO F.
A manutenção preditiva, por meio do monitoramento regular da condição eletromecânica real, da eficiência e de outros indicadores das condições operacionais de máquinas e sistemas de processo, garante o maior intervalo possível entre reparos e reduz o número e o custo de interrupções não programadas causadas por falhas. Dessa forma, é relevante o desenvolvimento de metodologias eficientes e viáveis de serem implementadas em plantas industriais, a fim de possibilitar o controle e a previsibilidade das paradas para manutenção. Nesse contexto, pode-se empregar a "Técnica do Envelope", considerada referência em análise, diagnóstico e monitoramento de falhas em rolamentos, por meio da análise espectral de vibrações no domínio da frequência, baseada na propagação da amplitude dos sinais de vibração em frequências próximas à frequência natural do componente em análise. Neste trabalho, foi desenvolvida uma metodologia simples, eficiente e inovadora para simulações experimentais, monitoramento, diagnóstico, predição de falhas e estimativas da vida útil remanescente (RUL, do inglês Remaining Useful Life) de rolamentos em máquinas rotativas, com base em sinais de vibração provenientes de sensor instalado em uma planta experimental projetada e construída para esse fim, que reproduz a dinâmica de uma máquina rotativa em condições reais de operação. As simulações experimentais implementadas promoveram o aumento progressivo dos picos de vibração característicos da evolução de falhas, por meio de um novo método que consiste na aplicação dinâmica de cargas radiais de forma controlada. Os conjuntos de dados espectrais foram obtidos por meio de um sensor MPU6050, acoplado a uma placa Arduino Mega 2560, associada a um modelo desenvolvido no software Simulink, utilizado para a recepção dos sinais e geração de arquivos de dados em tempo real, com foco na predição da ocorrência da falha crítica (ou admissível). A predição do momento de falha e a estimativa da RUL foram realizadas por um método numérico simples, automatizado, utilizando aproximação sucessiva de funções, a partir da qual se obteve a função característica representativa da degradação do sistema. Foram realizadas medições em rolamentos de esferas em condição de integridade (sem falhas) e com falhas induzidas, sob diferentes níveis de carga radial aplicadas de forma discreta ou continuamente variada. A metodologia proposta demonstrou ser eficiente e de fácil implementação para os objetivos deste trabalho, além de viável para aplicações em ambientes industriais reais. As estimativas automatizadas da RUL apresentaram erros inferiores a 25%, e, em alguns casos, inferiores a 5%. Os resultados mais consistentes foram obtidos com taxas de aquisição superiores a 15 vezes a frequência natural (fn) do componente analisado. Os procedimentos desenvolvidos neste trabalho podem ser aplicados com eficiência em plantas industriais para a identificação antecipada da ocorrência de falhas críticas em rolamentos de equipamentos, com potencial para aplicações similares em outros componentes e sistemas, inclusive em plantas nucleares, com as devidas adaptações. A metodologia utilizada foi testada e validada com sucesso a partir de dados reais de vibração obtidos ao longo de cinco anos de operação da bomba de circulação de água do circuito primário de refrigeração do Reator IEA-R1, instalado no Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN).
Correlação entre dureza e segregação das partículas da liga de bronze alto chumbo, fabricada pelos processos de fundição por centrifugação e por gravidade
2025 - ZURLO, MARCIO N.
A liga de bronze alto chumbo C93800 (Cu7Sn16PbNi) apresenta propriedade de fácil fundição, são resistentes à corrosão, ao desgaste e são tratáveis termicamente, em função disto, este estudo tem como objetivo correlacionar dureza e segregação de partículas da liga C93800, fabricada pelos processos de fundição por centrifugação e por fundição por gravidade. Os resultados dos estudos realizados em seis tubos, sendo os três primeiros, produzidos em fundição por centrifugação para a liga em estudo, com rotações de 600,800 e 1000 rpm, o quarto tubo com 800 rpm sendo adicionado 4% de níquel. Para os tubos produzidos por fundição por gravidade, o primeiro com composição nominal a liga C93800 e o segundo sendo adicionado 4% de níquel. A caracterização microestrutural realizada em diversas regiões dos tubos foi realizada utilizando-se a microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A caracterização das fases presentes e a dureza foram identificadas por meio de difração de raio X e dureza Vickers. O aumento do teor de níquel possibilitou a melhoria na distribuição de partículas de chumbo ao longo da espessura e aumento da dureza Vickers para a face interna e face externa respectivamente em torno de 11% e 16%. A fundição por centrifugação na liga não modificada apresentou o aumento de partículas de chumbo em 55% na face externa em relação a face interna para o tubo 3, cuja rotação foi de 1000rpm, esta variação é devido a força centrifuga e da massa específica do chumbo ser maior em relação aos outros elementos presentes na liga em estudo, em que esta segregação é de maior concentração na região final de vazamento decorrente ao maior tempo de centrifugação e solidificação. A retenção de partículas próximo a parede externa do tubo ocorre devido a maior taxa de resfriamento da liga fundida em contato com a parede da coquilha em menor temperatura em relação ao metal fundido. Os maiores valores percentuais de porosidade foram próximos a 2,10% para o tubo 3 e 4 produzidos em fundição por centrifugação e para os produzidos em fundição por gravidade os valores foram de 2 a 4%.
Requisitos regulatórios para a implementação de uma unidade móvel com equipamento híbrido de diagnóstico por imagem SPECT/CT
2025 - SA, MARCELO C. de
As doenças cardiovasculares e o câncer são as principais causas de morte no Brasil, representando um grande desafio para o Sistema Único de Saúde. Nesse contexto, o diagnóstico precoce desempenha um papel crucial na redução da morbidade e dos custos relacionados a tratamentos complexos, além de aumentar as chances de cura e promover uma melhor qualidade de vida aos pacientes. Diante disso, a presente pesquisa propõe o estudo regulatório para a implementação de uma unidade móvel de saúde equipada com sistema híbrido de diagnóstico por imagem SPECT/CT, projetada para levar serviços de diagnóstico por imagem de alta precisão a regiões remotas e desassistidas, buscando universalizar o acesso aos exames da especialidade de medicina nuclear. Para o desenvolvimento do projeto, foi utilizada uma abordagem metodológica multidisciplinar, envolvendo revisão bibliográfica, análise normativa, cálculos de blindagem radiológica e visitas técnicas a centros de medicina nuclear e unidades móveis de saúde. O estudo resultou na definição dos ambientes clínicos necessários para a operação itinerante, fornecendo a base para o desenvolvimento do layout da unidade móvel e para os cálculos de blindagem radiológica. Além disso, foi elaborada uma proposta de modelo operacional flexível, considerando diferentes cenários de operação. Por fim, esta pesquisa estabelece as bases para uma solução inovadora de saúde itinerante no país, unindo tecnologia e responsabilidade social.
Modelo de gestão do conhecimento na área de pesquisa e desenvolvimento nuclear
2025 - ALMEIDA, MADISON C. de
O trabalho buscou prospectar, sob abordagem metodológica da pesquisa documental e de entrevistas, a questão da Gestão do Conhecimento (GC) no setor nuclear. A pesquisa teve como campo a atuação dos Institutos da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN), no tocante à perda do conhecimento sensível ou crítico, impactos de tal perda e mecanismos intervenientes. Autores trataram dessa questão, fosse no campo nuclear ou não, e esses referenciais foram analisados e considerados na abordagem dos institutos técnicos-científicos. A Gestão do Conhecimento é algo necessário e crucial para a sobrevivência de várias organizações; se a mesma ocorre de forma sistematizada, por meio de instrumentos consolidados com base em referencial de estudo, tem alguma possibilidade de êxito no tocante à retenção do capital intelectual. Sendo a GC fator estratégico para o presente e futuro, da instituição e do seu pessoal. Já vem ocorrendo solução de continuidade na manutenção do conhecimento, seja este tácito ou explícito, na Comissão Nacional de Energia Nuclear. A falta de um sistema amplo, que contemple especificidades institucionais, serviu de motivação para o estudo. Assim, é também proposta uma ação nesse sentido. A pesquisa está estruturada em parte introdutória, em que aspectos genéricos são tratados; na revisão de literatura faz-se referência a estudos de gestão do conhecimento e sua interferência no escopo empresarial, público e privado, no âmbito nuclear e fora deste. A seguir, a metodologia discute as abordagens utilizadas na pesquisa, de cunho bibliográfico e de pesquisa com gestores. Os achados e sua discussão encontram-se em seguida, ocasião em que o que foi verificado na literatura específica, bem como o trabalho de campo em institutos da CNEN são discorridos; o que dá ensejo à proposta institucional de GC. Por fim, considerações finais têm lugar, sumarizando o trabalho e anotando outras possibilidades no contexto.
Síntese e caracterização da liga U-6Nb
2025 - FREIRE, GUILHERME T.
Ligas entre urânio e nióbio são excelentes candidatas para combustíveis com alta densidade de elemento físsil. Entretanto, nem todos os mecanismos microestruturais são bem compreendidos nesse sistema. Este presente trabalho objetiva o estudo das rotas de síntese e das fases metaestáveis da liga contendo 6% em massa de nióbio. Esta proporção possui grande potencial de aplicação em virtude de suas características tecnologicamente interessantes, como uma boa conformabilidade, alta resistência à corrosão e a presença do efeito de memória de forma. A diferença do ponto de fusão dos metais envolvidos se apresenta como uma grande barreira para a homogeneização, muito embora exista uma faixa de temperatura em que a solubilidade entre eles seja completa. Outro empecilho que pode se tornar relevante é a presença de impurezas, principalmente de átomos leves como o carbono e o oxigênio, uma vez que tanto o urânio quanto o nióbio possuem alta afinidade por estes elementos. As rotas disponíveis para a fabricação resultaram em um nível baixo de homogeneidade, com a presença de múltiplas fases metálicas e algumas inclusões de natureza não metálica. As soluções criadas para o tratamento térmico foram efetivas em produzir estruturas metaestáveis, com mínima introdução de contaminantes. A liga final não se apresentou em um estado aceitável para utilização como combustível nuclear, sendo imperativo a introdução de etapas capazes de produzir o nível de homogeneidade necessário. Entretanto, foram desvendadas as nuances essenciais de fabricação na obtenção de um produto com potencial aplicação no setor nuclear.
Variação da concentração de CO2 na interface ar-mar de ecossistemas estuarinos e costeiros do litoral de São Paulo
2025 - ARAUJO, ELAINE C.
O oceano é considerado um dos maiores sorvedouros de CO2 antrópico no atual cenário de mudanças climáticas. Nesse contexto, as águas estuarinas configuram-se como ambientes de alta complexidade, dada a sua variabilidade biogeoquímica e as interações com ambientes terrestres, podendo atuar ora como fontes, ora como sorvedouros de dióxido de carbono, interferindo diretamente nas concentrações atmosféricas de CO2. Esta pesquisa de doutorado investiga a variabilidade espacial e temporal das concentrações atmosféricas de CO2 em ambientes estuarinos e costeiros ao longo do litoral do estado de São Paulo, Brasil. As medições in situ de alta precisão foram realizadas com o analisador de gases LGR-ICOS™ GLA131 Series, baseado na técnica de espectroscopia OA-ICOS (Off-Axis Integrated Cavity Output Spectroscopy), a bordo de embarcações do Instituto Oceanográfico da Universidade de São Paulo. As medidas ocorreram durante o deslocamento das embarcações pelos estuários e também no período em que estavam atracadas. As campanhas de campo foram conduzidas entre 2021 e 2023 em duas regiões distintas: o Complexo Estuarino-Lagunar Cananéia-Iguape e a Baía de Santos, localizada na Ilha de São Vicente, abrangendo diferentes níveis de pressão antrópica e condições ambientais. Os resultados revelam acentuada heterogeneidade espacial nas concentrações de CO2, com picos superiores a 1.500 ppm em áreas sob maior influência antrópica, enquanto regiões menos impactadas apresentaram concentrações mais baixas. Dados de sensoriamento remoto provenientes do satélite MODIS/Aqua - clorofila-a, temperatura da superfície do mar (SST) e carbono orgânico particulado (POC) - mostraram-se úteis para interpretar os padrões observados e compreender a dinâmica local das concentrações de CO2.
Utilização da radiação ionizante para preservação e conservação de peles de animais taxidermizados em museus de história natural
2025 - LUPO, CARMINA
O grande interesse no desenvolvimento da pesquisa envolvendo a radiação ionizante tem como objetivo aumentar significativamente a conservação das peles de animais taxidermizados, tanto para os acervos científicos como em exposição, visando sua desinfecção e desinfestação, sem alterar sua originalidade, diminuir o uso de produtos químicos, apresentar uma tecnologia segura e eficiente. A preservação de mamíferos taxidermizados tem sido amplamente utilizada para fins educacionais, científicos e exibição em museus. Entretanto, a exposição prolongada a fatores ambientais ou o uso excessivo de produtos químicos para o acondicionamento desses materiais no acervo, pode impactar a integridade da pele desses animais. Neste estudo, investigamos os efeitos da radiação gama na estrutura e composição da pele dos mamíferos taxidermizados, com o objetivo de contribuir para uma melhor compreensão dos processos de conservação e potenciais riscos que possam ocasionar. A radiação gama é uma técnica eficaz para desinfecção e preservação de peles de animais taxidermizados, mas é importante que seja realizada por profissionais treinados e em conformidade com regulamentos e normas aplicáveis. A metodologia envolveu a utilização de quatro peles de mamíferos (quati, cervo, bisão e gambá) do acervo do Museu de Zoologia da USP, submetidas a irradiação por raios gama (Cobalto-60) em doses de 1, 3, 5 e 10 kGy, com o objetivo de avaliar as mudanças nas características das amostras antes e depois da irradiação. Os resultados obtidos foram satisfatórios, mostrando que a radiação ionizante nas doses pesquisadas até 10 kGy não interfere na morfologia das amostras das peles estudadas. Recomenda-se que consulte especialistas em irradiação gama ou serviços de irradiação para determinar a dose específica necessária para cada caso, levando em consideração todos os fatores relevantes.
Análise da eficiência energética no processo de fornecimento de energia elétrica para atividades industriais, através da aplicação de conceitos da indústria 4.0
2024 - VICENTE, TIAGO M.B.
O setor industrial sempre foi crucial para o desenvolvimento econômico dos países. Desde o final do século XVIII, a indústria tem passado por transformações que revolucionaram a maneira como os produtos são fabricados e trouxeram vários benefícios, especialmente no que tange o aumento da produtividade. A geração de dados na indústria foi impulsionada com a chegada da internet das coisas, que permitiu um aumento significativo de outras tecnologias, e com isso o surgimento da Indústria 4.0. O objeto de estudo deste trabalho é o impacto das novas tecnologias e conceitos da indústria 4.0, visualizando sua ação na eficiência energética dos processos de produção de uma empresa do ramo automobilístico, uma montadora. O trabalho pretende explorar as ações executadas pela empresa para melhorar sua eficiência energética antes da introdução dos conceitos e tecnologias da indústria 4.0, e as ações efetuadas já utilizando estas novas tecnologias. Um dos indicadores que serão utilizados na comparação dos resultados será o indicador resultante do consumo de energia utilizado no ano pela empresa, dividido pela quantidade de veículos produzidos. Desta forma, o indicador utilizado em todos os comparativos será do gasto energético anual por veículo produzido.
Redes neurais convolucionais para análise da opinião pública sobre energia nuclear no X/Twitter
2025 - REIS, THIAGO
A opinião pública sobre a energia nuclear é um fator relevante para o planejamento e desenvolvimento da energia nuclear em muitos países. No entanto, muitas vezes ela tende a ser negativa ou, pelo menos, mais volátil do que as opiniões sobre outras fontes de energia. Esta tese apresenta uma pesquisa sobre análise de sentimento sobre energia nuclear no X/Twitter utilizando modelos redes neurais convolucionais em nível de caracteres para classificação de opiniões em suas polaridades (e.g. positivas, neutras e negativas) para português e inglês, num intervalo de tempo de 17 anos de dados coletados. Esses modelos foram treinados usando um conjunto de dados criado neste trabalho específico para o assunto de energia nuclear para o português e o conjunto de dados GoEmotions para o inglês. A pesquisa, inédita para o português, contribui para o entendimento da aceitação pública da energia nuclear no país. Avaliações experimentais indicam que os modelos atingem desempenho de estado-da-arte ou competitivo em análise de sentimento. Além disso, a análise revela uma predominância de opiniões negativas sobre a energia nuclear ao longo do tempo para o português mas uma ligeira predominância de opiniões positivas para o inglês.
Avaliação de processo de otimização de protocolo tomográfico para exames de tórax e crânio em um hospital universitário
2025 - AMORIM, PRISCILA S.
A tomografia computadorizada (TC) é um método de diagnóstico por imagem que utiliza radiação ionizante, sendo uma das principais fontes de exposição à radiação a que se pode estar exposta na atualidade. Apesar de seus benefícios, como a alta qualidade de imagens e diagnósticos mais precisos, a TC envolve doses consideráveis de radiação. O trabalho aborda a otimização dos protocolos de tomografia computadorizada para exames de tórax e crânio em pacientes adultos, com foco na redução da dose de radiação sem comprometer a qualidade das imagens. O estudo foi realizado no Hospital das Clínicas da Universidade Federal de Pernambuco (HC-UFPE), utilizando um tomógrafo Philips Incisive CT. A otimização dos protocolos foi feita através de modificações em parâmetros técnicos como produto corrente-tempo (mAs) e pitch. Essas alterações foram testadas utilizando um objeto simulador (fantoma) para avaliar as variações no CDTIvol, ruído e razão contraste ruído - RCR. Para o protocolo de TC para exames de tórax foram feitas 5 sugestões, comparando às demais sugestões realizadas, a de número cinco destacou-se como a mais eficiente, apresentando o menor valor de dose por volume (CTDIvol) e melhor qualidade de imagem em termos de RCR e ruído. No entanto, em comparação ao protocolo original, a sugestão cinco não foi a melhor opção para a utilização em ambientes clínicos. No caso do protocolo de TC para exames de crânio, foram feitas 8 sugestões de protocolos e a que mais teve destaque foi o protocolo 1, sendo a melhor opção para o ambiente clínico. Um dos desafios enfrentados foi a necessidade de equilibrar a redução da dose de radiação com a manutenção da qualidade da imagem, o que é fundamental para a eficácia clínica dos exames de TC. O estudo seguiu as regulamentações da ANVISA e as recomendações internacionais para o controle de qualidade em tomografia computadorizada.
Estudo da conversão de metano e produção de hidrogênio utilizando fotocatalisadores metais nobres/TiO2
2025 - SILVAINO, PATRICIA F.
O CH4, principal componente do gás natural (> 80%), é uma expressiva fonte de carbono e hidrogênio, com grandes reservas mundiais e pode ser utilizado como matéria-prima para a produção de importantes insumos petroquímicos. Todavia, a conversão eficiente de metano a produtos de maior valor agregado sob condições brandas continua sendo um desafio devido à sua baixa reatividade e elevada entalpia de ligação C-H (ΔH = 440 kJ.mol-1). A fotocatálise heterogênea baseada em semicondutores utiliza uma radiação eletromagnética como fonte de energia e tem sido considerada como um processo promissor e sustentável para converter CH4 em condições amenas. Neste processo, o semicondutor, irradiado por uma fonte de radiação, dá origem a cargas fotogeradas (par elétron-lacuna) as quais podem promover reações de oxidação e de redução. Um sistema fotocatalítico cooperativo desenvolvido recentemente combina a conversão do metano com a produção de hidrogênio a partir da água, onde os elétrons são usados para a produção de hidrogênio e as lacunas para a conversão do metano. Neste trabalho realizou-se um estudo deste sistema cooperativo utilizando fotocatalisadores baseados em TiO2 decorados com nanopartículas de metais nobres (Pd, Pt, Ag e Au). Os fotocatalisadores foram preparados com diferentes massas de metais e por duas metodologias (redução por borohidreto e redução por álcool) e caracterizados por Difração de raios X, Microscopia eletrônica de transmissão, Fluorescência de raios X, Fotoluminescência, Raman e Espectroscopia de reflectância difusa na região do UV-vis. Os testes fotocatalíticos foram realizados em um reator comercial com o fotocatalisador em suspensão aquosa sob fluxo de metano e usando lâmpada Hg (fonte de radiação UV). Os produtos formados foram identificados e quantificados por CG-MS (Cromatografia Gasosa acoplada à Espectrometria de Massas) usando curva de calibração. Os fotocatalisadores apresentaram nanopartículas metálicas bem dispersas sobre o TiO2 com tamanhos na faixa de 2 a 5 nm. Dentre os materiais preparados, o fotocatalisador Pt/TiO2 (0,50% em massa de Pt) apresentou o melhor desempenho fotocatalítico, sendo os principais produtos formados H2, CO2, C2H6 e CO, além de pequenas quantidades de C2H4, C3H8 e C4H10. Para a combinação de metais nobres suportados em TiO2 (fotocatalisadores bimetálicos) não foi observada melhoras no desempenho quando comparado ao fotocatalisador Pt/TiO2. Foi também avaliado o uso de fotocatalisadores a base de Pt e TiO2 combinados com outros semicondutores, tais como ZnO, TiO2, FexOy, CuxOy, SnO2 e CeO2, e neste caso, o fotocatalisador 0,50%Pt-0,10%ZnO/TiO2 apresentou o melhor desempenho com formação de 2057 μmol.h-1.gcat-1 de C2H6 e evolução de 46828 μmol.h-1.gcat-1 de H2.
Efeitos dos parâmetros térmicos do processo de solidificação unidirecional de ligas Cu-Zn na microestrutura e propriedades mecânicas com estudo de incertezas experimentais e intervalos de confiança
2025 - NASCIMENTO, MAURICIO S.
O objetivo deste trabalho é estudar os efeitos dos parâmetros térmicos de solidificação das ligas Cu-15%Zn, Cu-30%Zn e Cu-37%Zn solidificadas direcionalmente, obtendo correlações entre estes parâmetros com a microestrutura obtida e com a dureza. Também foi realizada uma análise das incertezas experimentais e intervalos de confiança permitindo avaliar a precisão dos resultados obtidos. Foi utilizado o Método de York para regressões lineares em que as variáveis apresentavam erros experimentais. As ligas foram solidificadas unidirecionalmente em um aparato experimental em que o fluxo de calor era retirado por uma chapa de troca de calor de grafite resfriada a água, sob condições não estacionárias. Foram obtidas medidas de espaçamento dendrítico primário (EDP) por microscopia ótica. Pode-se observar, para as ligas Cu-30%Zn e Cu-37%Zn, que maiores valores de taxa de resfriamento apresentam maiores valores de dureza. Observou-se também que a dureza apresentou maiores valores para menores valores de EDP para as ligas Cu-30%Zn e Cu-37%Zn. Para a liga Cu-15%Zn não foi evidenciada essa relação, tendo a dureza mantido valores constantes. Observou-se também que a análise com intervalos de confiança permitiu comparar os dados obtidos para as ligas estudadas e possibilitará avaliar modificações experimentais que possam aumentar a precisão dos dados obtidos.
Estudo da viabilidade do dosímetro Fricke xilenol gel modificado como ferramenta para dosimetria 3D de fontes de braquiterapia
2025 - TALACIMON, CRISTHIAN F.
O dosímetro Fricke-xilenol gel é um dosímetro químico originado da solução Fricke, desenvolvida por Hugo Fricke e Stern Morse, considerado um dosímetro tecido equivalente por sua composição majoritária de água, semelhante à do tecido biológico. Contém ácido sulfúrico e íons de Fe+2, que se convertem em Fe+3 quando irradiados, sendo essa conversão sensível a fatores externos como temperatura e luz. Ao longo dos anos, modificações foram feitas na solução, como a adição de alaranjado de xilenol, conferindo-lhe características radicrômicas, ou seja, a incidência de radiação provoca uma mudança de cor devido à formação de íons Fe+3 por radio-oxidação. A inclusão de gelatina animal permitiu a visualização tridimensional da distribuição de dose, sem alterar as propriedades do dosímetro. No entanto, a limitação relacionada à auto-oxidação persistiu, embora tenha sido minimizada. Diversos reagentes, como glutaldeído, foram testados para reduzir esse efeito, e neste trabalho investigou-se a influência da temperatura na oxidação de dosímetros, comparando aqueles armazenados sob refrigeração com os mantidos à temperatura ambiente. Também foi adicionada uma solução de formaldeído, um agente reticulante semelhante ao glutaldeído, para investigar seu potencial como agente para reduzir a auto-oxidação. Na etapa final, os dosímetros modificados com formaldeído e mantidos sob refrigeração foram irradiados com fontes de braquiterapia de 125I, a fim de avaliar seu desempenho na dosimetria de fontes que exigem tempos de irradiação mais longos do que os convencionais.

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