Inovação & propriedade industrial & indústria química

ABSTRACT The main aim of this paper was to contribute to reflections in Brazil on the need to transfer knowledge held at universities and R&D institutions over to companies, i.e. to transfer scientific knowledge of chemistry to technology. It discusses how the competitiveness of countries is increasingly dependent on their technological capacity. The chemicals industry is a fundamental driver of social, environmental, economic and industrial indicators of sustainable development. In Brazil, the chemicals industry's deficit has grown over the last three decades. Patents are important sources of information because patent documents contain 75% of all technological information available. The National Institute of Industrial Property in Brazil has created a Technology Observatory with the purpose of identifying and analyzing technological information contained in patent documents within the ambit of partnerships with government entities or business associations, in order to support their technology-related decision-making processes. The paper gives examples of ethanol and biotechnology patent documents, including pharmaceuticals, of which there are very few in Brazil. However, a few of the patent applications identified are filed in Brazil, giving the country the opportunity to transform this scientific knowledge into technology by means of partnership agreements with companies. Finally, the paper presents information on the patent applications filed by the world's leading chemicals companies as measured by their revenues, and the respective numbers of patent applications in the last five years in organic chemistry and polymers, sectors in which Brazil is currently dependent on imports for over 50% of its needs. The patent assignees in these sectors in Brazil are also identified, and the paper concludes that Brazil needs to invest in the development of professionals, providing clearly-defined career paths in technology innovation teams at R&D institutions, and to foster more initiatives such as the creation of a new research and innovation entity, EMBRAPII, since investing in science and technology is a prerequisite for knowledge production, industrial property, economic development and, consequently, the competitiveness of the country.

Química Sem Fronteiras: o desafio da energia

Coal, natural gas and petroleum-based liquid fuels are still the most widely used energy sources in modern society. The current scenario contrasts with the foreseen shortage of petroleum that was spread out in the beginning of the XXI century, when the concept of "energy security" emerged as an urgent agenda to ensure a good balance between energy supply and demand. Much beyond protecting refineries and oil ducts from terrorist attacks, these issues soon developed to a portfolio of measures related to process sustainability, involving at least three fundamental dimensions: (a) the need for technological breakthroughs to improve energy production worldwide; (b) the improvement of energy efficiency in all sectors of modern society; and (c) the increase of the social perception that education is a key-word towards a better use of our energy resources. Together with these technological, economic or social issues, "energy security" is also strongly influenced by environmental issues involving greenhouse gas emissions, loss of biodiversity in environmentally sensitive areas, pollution and poor solid waste management. For these and other reasons, the implementation of more sustainable practices in our currently available industrial facilities and the search for alternative energy sources that could partly replace the fossil fuels became a major priority throughout the world. Regarding fossil fuels, the main technological bottlenecks are related to the exploitation of less accessible petroleum resources such as those in the pre-salt layer, ranging from the proper characterization of these deep-water oil reservoirs, the development of lighter and more efficient equipment for both exploration and exploitation, the optimization of the drilling techniques, the achievement of further improvements in production yields and the establishment of specialized training programs for the technical staff. The production of natural gas from shale is also emerging in several countries but its production in large scale has several problems ranging from the unavoidable environmental impact of shale mining as well as to the bad consequences of its large scale exploitation in the past. The large scale use of coal has similar environmental problems, which are aggravated by difficulties in its proper characterization. Also, the mitigation of harmful gases and particulate matter that are released as a result of combustion is still depending on the development of new gas cleaning technologies including more efficient catalysts to improve its emission profile. On the other hand, biofuels are still struggling to fulfill their role in reducing our high dependence on fossil fuels. Fatty acid alkyl esters (biodiesel) from vegetable oils and ethanol from cane sucrose and corn starch are mature technologies whose market share is partially limited by the availability of their raw materials. For this reason, there has been a great effort to develop "second-generation" technologies to produce methanol, ethanol, butanol, biodiesel, biogas (methane), bio-oils, syngas and synthetic fuels from lower grade renewable feedstocks such as lignocellulosic materials whose consumption would not interfere with the rather sensitive issues of food security. Advanced fermentation processes are envisaged as "third generation" technologies and these are primarily linked to the use of algae feedstocks as well as other organisms that could produce biofuels or simply provide microbial biomass for the processes listed above. Due to the complexity and cost of their production chain, "third generation" technologies usually aim at high value added biofuels such as biojet fuel, biohydrogen and hydrocarbons with a fuel performance similar to diesel or gasoline, situations in which the use of genetically modified organisms is usually required. In general, the main challenges in this field could be summarized as follows: (a) the need for prospecting alternative sources of biomass that are not linked to the food chain; (b) the intensive use of green chemistry principles in our current industrial activities; (c) the development of mature technologies for the production of second and third generation biofuels; (d) the development of safe bioprocesses that are based on environmentally benign microorganisms; (e) the scale-up of potential technologies to a suitable demonstration scale; and (f) the full understanding of the technological and environmental implications of the food vs. fuel debate. On the basis of these, the main objective of this article is to stimulate the discussion and help the decision making regarding "energy security" issues and their challenges for modern society, in such a way to encourage the participation of the Brazilian Chemistry community in the design of a road map for a safer, sustainable and prosper future for our nation.

Application of fourier transform infrared spectroscopy, chemical and chemometrics analyses to the characterization of agro-industrial waste

Agroindustrial waste in general presents significant levels of nutrients and organic matter and has therefore been frequently put to agricultural use. In this context, the objective of this study was to determine the chemical composition, nitrogen, phosphorus, potassium, calcium, magnesium and carbon content, as well as the qualitative characteristics through Fourier transform infrared spectroscopy of four samples of poultry litter and one sample of cattle manure, from the southwestern region of Paraná, Brazil. Results revealed that, in general, the poultry litter presented higher amount of nutrients and carbon than the cattle manure. The infrared spectra allowed identification of the functional groups present and the differences in degree of sample humification. The statistical treatment confirmed the quantitative and qualitative differences revealed.

PROPOSTA EXPERIMENTAL DIDÁTICA PARA O ENSINO DE ANÁLISE DE COMPONENTES PRINCIPAIS

Principal component analysis (PCA) is a chemometric method that allows for the extraction of chemical information that would otherwise be impossible to determine. Teaching chemometrics to undergraduates can contribute to the overall professional development and training of new teachers, whose profiles have been gaining attention due to the current demand for data interpretation. In this study, a didactic experiment involving PCA is proposed. Spectrophotometry was used in the ultraviolet-visible (UV-Vis) region to assess the behavior of anthocyanins extracted from red cabbage at different pH values. The results suggest the possible separation of anthocyanin structures into three distinct groups, according to their chemical characteristics displayed in acid, neutral, and basic media. The objective is to develop educational materials targeted to undergraduate courses, which encompass a larger number of concepts and introduce instrumental techniques currently being employed in both academic research and the industrial sector. Specifically, the proposed experiment introduces concepts related to spectrophotometry in the UV-Vis range and the PCA chemometric method. The materials used are easily accessible, and UV-Vis spectroscopy equipment is less expensive in comparison with other spectroscopy methods.

Controle da requeima em tomateiro industrial com fungicidas e silicato de potássio

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da aplicação de fungicidas e silicato de potássio, no controle da requeima (Phytophthora infestans), em tomateiro industrial. Os fungicidas foram aplicados com base no sistema de previsão de Wallin e calendário fixo de pulverizações. Empregou-se o delineamento em blocos casualizados com 6 tratamentos e 4 repetições. Os tratamentos (T) foram: T1 - testemunha; T2 - dimetomorfe + clorotalonil (valores de severidade da doença (VSD = 10) + metiram; T3 - metalaxil-M + clorotalonil (VSD = 10) + metiram (o metiram foi aplicado somente na semana onde o VSD não atingiu o valor requerido para o tratamento); T4 - calendário fixo: dimetomorfe + clorotalonil, mancozeb, metalaxil-M + clorotalonil e clorotalonil, alternados semanalmente; T5 - silicato de potássio (5 g/L) e T6 - silicato de potássio (15 g/L). A severidade foi avaliada utilizando-se uma escala descritiva variando de 0 a 100 %. A severidade final foi: 100; 2,6; 12,3; 5,5; 97,6 e 96 %, respectivamente, nos tratamentos T1, T2, T3, T4, T5 e T6. A severidade foi em média, 93 % menor nos tratamentos que receberam aplicações de fungicidas em relação a testemunha. Dentre os tratamentos que empregaram sistema de previsão o 2 apresentou melhor resultado do que o 3. O tratamento 2 apresentou eficiência comparável ao calendário semanal (tratamento 4), apresentando produtividades de 62.103,73 e 52.473,33 kg/ha, respectivamente, sendo superiores aos demais tratamentos. Aplicações de silicato de potássio nas duas doses testadas não diferiram significativamente da testemunha, indicando a ineficiência do produto em controlar a requeima.

Manejo da requeima do tomateiro industrial empregando sistema de previsão

Três experimentos foram conduzidos utilizando-se o híbrido de tomateiro industrial H 7155N, em 2003 e 2004 visando adequar um sistema de previsão modificado para o uso de fungicidas no manejo da requeima causada por Phytophthora infestans. Os experimentos foram conduzidos num delineamento em blocos ao acaso com dez tratamentos e três repetições. Os fungicidas sistêmicos foram aplicados quando o valor de severidade da doença (VSD) alcançou oito, dez ou doze pontos. A alternância dos fungicidas sistêmicos com o metiram ocorreu na semana em que não foram alcançados os VSD´s. O tratamento calendário de pulverização para o controle da requeima consistiu da aplicação semanal de fungicidas após o aparecimento dos primeiros sintomas e aqueles definidos pelo sistema de previsão foram baseados nos VSD acumulados durante o experimento. A avaliação da requeima foi feita semanalmente com auxílio de uma escala descritiva de severidade e uma chave diagramática. A eficiência dos tratamentos foi comparada calculando-se a área abaixo da curva do progresso da doença, a taxa de progresso da doença (r) e produtividade de tomate. Os valores de r do melhor tratamento (dimetomorfe misturado com clorotalonil (VSD = 10) alternado com metiram variaram de 0,03 a 0,07, enquanto para o tratamento calendário semanal foi de 0,05 a 0,09 e para testemunha de 0,24 a 0,39. Dimetomorfe + clorotalonil (VSD = 10) alternado com metiram produziu em média 15,7 toneladas a mais de tomate, comparado ao tratamento calendário semanal de fungicidas. Dimetomorfe ou metalaxil-M misturado com clorotalonil (VSD = 10) baseado no sistema de previsão sem a alternância com metiram diferiu do calendário semanal baseado na severidade da doença e na produção de tomate. Os tratamentos piraclostrobina misturado com metiram (VSD = 8; VSD = 10) alternado com metiram; dimetomorfe misturado com mancozeb (VSD = 8; VSD = 10) alternado com metiram proporcionaram controle intermediário da requeima. O sistema de previsão baseado no uso de dimetomorfe misturado com clorotalonil alternado com metiram (VSD = 10) permitiu redução de uma aplicação da mistura dimetomorfe misturado com clorotalonil pulverização em dois dos três experimentos, comparados ao tratamento calendário semanal de aplicação de fungicidas, sem afetar a produção.

Efeito da aplicação de fungicidas no controle de doenças foliares de arroz irrigado e sua relação com o rendimento industrial

RESUMO As doenças foliares do arroz podem comprometer o enchimento e a maturação dos grãos por acelerar a sua secagem e, consequentemente, reduzir o rendimento industrial. O uso de fungicida tem o potencial de reduzir os danos das doenças foliares da cultura e aumentar o rendimento industrial. O objetivo deste trabalho foi avaliar o número de aplicação de fungicida em diferentes estádios fenológicos no controle de doenças foliares para o patossistema múltiplo (brusone, mancha parda e escaldadura) e sua relação com o rendimento industrial (rendimento de benefício, grãos inteiros e grãos quebrados). Os experimentos foram conduzidos nas safras agrícolas 2011/12 e 2012/13 no município de Rio do Oeste, localizado no Alto Vale do Itajaí, estado de Santa Catarina. Nos experimentos foi utilizada a cultivar SCS 116 Satoru. O delineamento foi de blocos casualizados, com quatro repetições e seis tratamentos constituídos de aplicações de mistura de fungicida difenoconazol e azoxistrobina, sendo um dos tratamentos (testemunha) sem aplicação. As aplicações de fungicidas foram feita no estádio vegetativo V8 e nos reprodutivos R0, R2, R4 e R6. A colheita foi de forma manual, colhendo-se 2m2 da área central de cada parcela. Uma, duas, três, quatro e cinco aplicações de fungicida apresentaram incremento médio em relação á testemunha nas duas safras, de 6%, 7,2%, 13,1%, 17,4% e 19,2% no rendimento debenefício,14,6%, 28,5%, 36,1%, 45% e 48,7% para grãos inteiros e reduziu o percentual de grãos quebrados em 4,4%, 13,2%, 21,7%, 35% e 41,4,1%, respectivamente.

Influência do tratamento térmico do resíduo sólido industrial (Grits) na resistência mecânica de um latossolo para pavimentos de estradas florestais

Em estudos que envolvem o tratamento de solos com aditivos químicos com fins rodoviários, merecem especial importância aquelas pesquisas orientadas no sentido de descobrir novos meios de torná-los mais econômicos e, ao mesmo tempo, mais resistentes. No presente trabalho, o resíduo sólido industrial Grits, oriundo do processo de fabricação de papel e celulose, foi aplicado a um latossolo denominado ETA, característico da microrregião de Viçosa, Minas Gerais, Brasil, com o intuito de melhorar suas características mecânicas para sua aplicação em pavimentos de estradas florestais. O Grits, após receber tratamento térmico a 200, 300, 400, 500 e 600 ºC, em mufla, foi misturado no teor de 10%, em peso, ao solo anteriormente citado. Parâmetros geotécnicos, característicos dos ensaios de compactação e resistência à compressão simples, foram utilizados para avaliar o efeito do tratamento térmico nas misturas solo+10% Grits. Os resultados indicaram que o Grits tem potencial para estabilização de solos de pavimentos de estradas florestais, sendo o melhor resultado alcançado para o Grits tratado a 600 ºC, pois houve ganhos de resistência mecânica.

Industrial solid waste (whitewash mud) use in forest road pavements

The objective of the present study was to evaluate the effects of industrial solid waste (whitewash mud) on geotechnical properties considering the following engineering parameters: California Bearing Ratio (CBR), Atterberg limits and Permeability test. Seven soil samples derived from Alagoinhas, Bahia - Brazil, were classified by the Transportation Research Board (TRB) system. Two were selected as having a great geotecnical potential classified as A-3 (0) and A-2-4 (0), whitewash mud contents 10%, 15%, 20% and 25% dry weight and medium compaction effort were studied in the laboratory testing program. The results indicated the soil denominated good gravel as being the most promising one, when stabilized with whitewash mud, reaching the best results with the dosage of 20 and 25% of whitewash mud.

Uso do resíduo industrial grits em pavimentos de estradas florestais: influência do período de cura na resistência mecânica e expansão de misturas solo-grits compactadas

Analisou-se a influência do teor de estabilizante, da energia de compactação e do período de cura na resistência mecânica e expansão de dois solos da Zona da Mata Norte de Minas Gerais. As amostras de solos residuais de gnaisse coletadas na cidade de Viçosa, MG, Brasil, respectivamente, de texturas argilo-areno-siltosa e areno-argilo-siltosa, foram denominadas solos 1 e 2. Empregou-se como estabilizante químico o resíduo "grits" fornecido pela empresa de Celulose Nipo Brasileira (CENIBRA); os teores, em massa, de 4, 8, 12, 16, 20, 24 e 28% desse resíduo foram utilizados nas misturas solo-"grits". Corpos-de-prova das misturas solo-"grits" foram compactados nos teores ótimos de umidade relativos às energias de compactação dos ensaios Proctor intermediário e modificado e curados por 0, 7, 28 e 90 dias. Avaliou-se a resistência mecânica dos solos e misturas através dos seguintes parâmetros: (a) índice de suporte Califórnia (ISC ou CBR), resistência à compressão não confinada (RCNC) e resistência à tração em compressão diametral (Rt). Os resultados permitiram concluir que todos os parâmetros considerados na análise influenciaram, significativamente, a resistência mecânica das misturas solo-"grits", sendo o comportamento das misturas solo 1-"grits" influenciado, também, pelo teor de sódio presente na constituição química do "grits".

Avaliação econômica e financeira de projetos de fornos dos tipos container industrial e retangular de 40 estéreos

Este trabalho teve como objetivo principal a análise econômica e financeira de um projeto com 100 fornos tipo container industrial e 100 fornos tipo retangular de 40st. para a produção de carvão vegetal. Para tanto, utilizaram-se como indicadores financeiros a lucratividade, rentabilidade, prazo de retorno do investimento e ponto de equilíbrio. Os indicadores econômicos utilizados para proceder a análise econômica foram o VPL, TIR, B(C)PE e B/C. Concluíram que os fornos são viáveis do ponto de vista econômico e financeiro. Entretanto o forno container por ter maior VPL daria um retorno mais lucrativo quando comparado ao retangular de 40 st.

Estudo das relações dos atores sociais no complexo industrial florestal de Minas Gerais

O objetivo deste estudo foi conhecer as interações entre os diferentes atores sociais relacionados às empresas do complexo industrial florestal de Minas Gerais. Tendo em vista tratar os dados obtidos, utilizou-se a adaptação da escala Likert como mecanismo de medida, tornando possível aferir o grau de concordância e importância atribuídas pelos entrevistados diante das afirmativas descritas no questionário aplicado. A relação com o governo, sociedade, clientes, fornecedores e concorrentes é considerada importante, sendo a busca por informações prática generalizada. A carga tributária, a má qualidade da rede viária e o apoio insuficiente destacaram-se como obstáculos ao desenvolvimento da atividade produtiva.

Variáveis biométricas da cana-de-açúcar fertilizada com resíduos orgânico e industrial e irrigada com água servida e potável

O uso agrícola de resíduos orgânicos e industriais é uma alternativa de aproveitamento como fertilizante e fonte de matéria orgânica ao solo. Neste sentido, o objetivo deste trabalho foi avaliar o uso do composto de lixo e biofertilizante como fonte de nutrientes, e o resíduo do processamento da bauxita como corretivo da acidez do solo, para a cultura da cana-de-açúcar (cana-planta), irrigada com água potável e servida. Para tanto foi conduzido experimento em vaso, utilizando-se de solo Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico, cultivado com a variedade RB855536. Foram avaliadas variáveis biométricas da planta, tais como: altura de plantas, diâmetro do colmo, perfilhamento, número de folhas, matéria seca de raiz e parte aérea. Os dados obtidos evidenciaram que a qualidade da água de irrigação, potável ou servida, não influenciou as variáveis avaliadas. A aplicação de composto de lixo e de biofertilizante constituiu-se numa fonte eficiente de nutrientes para as plantas de cana-de-açúcar, mas é necessária a aplicação adicional de fertilizantes para a obtenção de produção de colmos, similar ao do tratamento com adubação mineral convencional. Já o resíduo do processamento da bauxita mostrou-se eficiente na correção da acidez, apresentando as variáveis físicas semelhantes ao tratamento com adubação mineral, com exceção da matéria seca de raiz.

Impact of irrigation on yield and energy balance of the production of oil and cake of two sunflower varieties

The energy balance for the production of sunflower oil and cake was carried out during the agricultural and industrial stage phase, where it was considered a cold extraction by hydraulic pressing, with the plant location in a rural area with a radius of 30km range. Data on productivity was used in two varieties of sunflower (Helio 358 and Aguará 04) grown in different seasons (2007/2008, 2008/2009), under different irrigation levels. Data showed that irrigation resulted in an increase in productivity of both varieties, and the best response was observed for Aguará 04 variety. Moreover, the increased intensity of irrigation negatively affected the energy balance, reducing the ratio between energy produced and energy used in the production chain. The most significant inputs in the energy intake were fertilizer followed by diesel oil, when irrigation was not used for. When the irrigation technique was used, the most significant inputs, in order of representativeness, were: energy, fertilizer and equipment.

Energetic efficiency of a deep bed swine production system

The aim of this work was to evaluate the energy flows of a commercial production system of swine deep bed in its finishing phase, located in Juiz de Fora, in the State of Minas Gerais, Brazil. Thus, an energy efficiency study was carried out by monitoring a lot of animals, during a 94-day period. The energy rate of each compound involved in the production process was quantified and the matrixes of energy consumption were determined in the form of animal feeding, electrical energy, piglets, material used as deep bed, human labor, equipment, swine buildings, production of alive swine for slaughter, organic fertilizer production (swine deep bed or swine deep litter). From the direct input energy, 80.57% correspond to animal feeding, 11.90% to pigs for slaughter and 6.76% to piglets, while from the energy output 53.45% correspond to the terminating swine and 46.55% to organic fertilizer (swine deep bed). By the results obtained, we can conclude that such production system has corresponded to an industrial and highly specialized agro ecosystem, importing a great part of the energy consumed in the production process, with 41% of energy efficiency.