Obtenção e caracterização de carvão ativado de caroço de buriti (Mauritia flexuosa L. f.) para a avaliação do processo de adsorção de cobre (II)

Na região amazônica, algumas indústrias despejam cobre nos corpos receptores que, em elevadas concentrações, é tóxico para os seres vivos. A remoção de cobre de efluentes industriais é realizada por diversos processos como a adsorção. Neste trabalho mostrou-se o resultado da adsorção de cobre (II) em carvão ativado de caroço de buriti carbonizado a 400 °C e ativado a 900 °C. O carvão ativado foi caracterizado em termos de área específica, tamanho dos poros, densidades aparente e real, porosidade, microscopia eletrônica de varredura, conteúdo de cinzas, pH, umidade, carbono fixo e grupos funcionais de superfície. O estudo de equilíbrio de adsorção avaliou a influência do diâmetro das partículas do carvão, do tempo de contato adsorvente/adsorbato, do pH e da concentração inicial da solução de cobre (II) sobre a remoção de cobre (II). Com base nos resultados, concluiu-se que há uma maior eficiência de remoção de cobre (II) para diâmetro < 0,595 mm, tempo de contato de 300 minutos, pH 4,0 e concentrações iniciais de cobre (II) de 50 e 80 mg L-1. O modelo matemático de Langmuir foi o que melhor se ajustou aos dados de equilíbrio de adsorção. A partir do tempo de contato de 15 minutos todas as concentrações de equilíbrio ficaram abaixo do máximo permitido de 1,0 mg L-1 previsto pela legislação vigente para lançamento de efluentes em corpos receptores.

Desenvolvimento de rede neuronal artificial para o diagnóstico de doenças neurodegenerativas

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Eletrónica Industrial e Computadores

Sistema de posicionamento baseado em redes de sensores sem fios

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Eletrónica Industrial e Computadores

Single line for assembly just-in-sequence multiple models

Programa Doutoral em Líderes para as Indústrias Tecnológicas

Modelação, simulação e implementação de agitação acústica para aplicações em microfluídica

Tese de Doutoramento (Programa Doutoral em Engenharia Biomédica)

Microfluidic based on aqueous two-phase system for plasmidic DNA purification

Dissertação de mestrado em Bioquímica Aplicada (área de especialização em Biotecnologia)

Development of nanohydrogels as a vehicle for the release of bioactive compounds in food matrices

PhD in Chemical and Biological Engineering

Biodisco

Biodisco es un proceso biológico aeróbico utilizado para el tratamiento secundario de líquidos residuales urbanos o industriales, especialmente los de alto contenido de materia orgánica (DBO). El dispositivo es un conjunto de discos, de material plástico, unidos a un eje horizontal que les imprime movimiento giratorio, facilitando el contacto de los microorganismos adheridos a los mismos, con el aire y el agua residual a tratar. Los microorganismos estabilizan la materia orgánica, al procesarla como alimento para su ciclo vital. Las principales ventajas del sistema son:  Muy eficiente en remoción de DBO;  Facilidad de control de proceso  Reducidos costos de operación por el bajo consumo de energía  Bajo impacto ambiental por ausencia de gases, olores y ruidos. El proyecto consiste en el diseño de un prototipo a escala normal, su construcción, la investigación experimental mediante la operación del mismo con líquido cloacal y la medición de parámetros físicos, químicos y biológicos, la definición del modelo matemático de funcionamiento, y la determinación de coeficientes cinéticos de aplicación. Los resultados de este proyecto contribuirán a acrecentar el bagaje técnico y científico actual sobre el tema, y favorecer en muchos casos la ejecución de plantas de tratamiento de líquidos residuales, a menores costos constructivos y operativos frente a otros sistemas.

Estudio de procesos fisicoquímicos que afectan a la dinámica y composición de la tropósfera

El proyecto tiene como objetivo principal alcanzar una mejor comprensión de los mecanismos que influyen en la capa inferior de la atmósfera o tropósfera, tanto desde el punto de vista teórico como experimental. (...) Se utilizarán modelos radioactivos para evaluar en forma cuantitativa el flujo de radiación que llega a la superficie terrestre en nuestra ciudad en las distintas estaciones como función de la concentración de especies absorbentes, dispersión y/o absorción por particulados y aerosoles, concentración de vapor de agua y factores meteorológicos. (...) Se espera además realizar estudios de sensibilidad con el objetivo de analizar el efecto de cambios en las condiciones fisicoquímicas del ambiente y su influencia en la velocidad de las reacciones químicas que tienen lugar en la atmósfera. El énfasis mayor se pondrá en aquellas reacciones iniciadas por la absorción de radiación proveniente del sol, en las cuales participan especies que absorben en la región del espectro electromagnético conocido como UV cercano. Este análisis es fundamental a la hora de optar por combustibles alternativos con el propósito de mejorar la calidad del aire en una región. En este período del proyecto se finalizará con el desarrollo y se harán las pruebas necesarias de un modelo matemático que permite la simulación de la dispersión y procesos de transporte producidos por una chimenea o escape industrial, teniendo en cuenta las reacciones químicas que ocurrirán (fuentes y sumideros) poniendo especial énfasis en la cuantificación de las concentraciones que recibirán los seres humanos y la vegetación en sitios críticos de la región. Este trabajo es de gran importancia ya que permitirá prever el impacto que tendrán las emisiones gaseosas reactivas de una industria, incinerador, etc. en la salud de la población. El uso de estos modelos es una pieza fundamental de lo que se conoce como "Estudios de impacto ambiental".

Modelos matemáticos en flujos atmosféricos

El movimiento de grandes masas de aire en la atmósfera en las latitudes medias, está controlado principalmente por el llamado balance geostrófico. Este es un balance entre la fuerza de Coriolis y el gradiente de presión matemáticamente análogo al balance hidrostático que da lugar a las ecuaciones de Saint Venant en el estudio de ondas de gravedad en aguas poco profundas. La utilización de este balance como primer término en la expansión asintótica sistemática de las ecuaciones de movimiento, da lugar a una evolución temporal que está controlada por las llamadas ecuaciones cuasi-geostróficas. La dinámica regida por las ecuaciones cuasi-geostróficas da lugar a la formación de frentes entre masas de aire a distintas temperaturas. Se puede conjeturar que estos frentes corresponden a los observados efectivamente en la atmósfera. Dichos frentes pueden emitir ondas de gravedad, que evolucionan en escalas de longitud y tiempo mucho menores que las mesoescalas del balance geostrófico y corresponden por lo tanto, a mecanismos físicos ignorados por el modelo cuasi-geostrófico. Desde un punto de vista matemático la derivación del modelo cuasi-geostrófico "filtra" las frecuencias altas, en particular las ondas de gravedad. Esto implica que, para entender el proceso de formación de estas ondas es necesario desarrollar un modelo mucho más amplio que contemple la interacción de las mesoescalas cuasi-geostróficas y las microescalas de las ondas de gravedad. Este es un problema análogo al estudio de los efectos de la inclusión de un término dispersivo pequeño en una ecuación hiperbólica no lineal. En este contexto, cuando la parte hiperbólica genera un frente de choque, la dispersión produce oscilaciones de alta frecuencia cuyo estudio es un problema abierto y de mucho interés. Con la combinación de cuidadosas expansiones asintóticas, estudios numéricos y análisis teóricos, desarrollaremos y estudiaremos un modelo matemático simplificado para el estudio de los fenómenos mencionados.

Diseño y simulación numérica de un biorreactor: Aplicación a la producción de células microbianas

Los biorreactores son ampliamente empleados en las industrias de alimentos, fermentación, farmacéuticas y tratamiento de residuos. (...) Una característica de los biorreactores es que el medio de reacción está constituido por distintas fases. Esto hace que exista una importante interrelación entre los fenómenos bioquímicos, fisicoquímicos, fuidodinámicos y de transporte. (...) La experimentación preliminar en reactores de laboratorio, acompañada con el desarrollo de un modelo que permita comprender la naturaleza del fenómeno, es esencial para el diseño de biorreactores de capacidad de producción comercial. En el presente proyecto se establecerán, a partir de un estudio experimental a escala de laboratorio y la elaboración de un modelo y programa de simulación numérica de su operación, los factores que determinan la problemática del diseño de un reactor tanque agitado, de capacidad comercial, para la producción de cepas de Staphylococcus aureus. Los objetivos generales del presente proyecto son los siguientes: * Generar las bases técnico-científicas que permitan el diseño de un biorreactor discontinuo para la producción a escala comercial de cepas de Staphylococcus aureus. * Desarrollar equipos experimentales y generar herramientas computacionales que en el futuro permitan abordar otros problemas en el campo de la bioingeniería. Los objetivos específicos a alcanzar durante el período que abarca este proyecto de un año son los siguientes: * Determinar la cinética de crecimiento de cepas de S. aureus que contemplen la formación de productos. * Verificar el funcionamiento y calibración de sensores y controladores que forman parte del biorreactor experimental recientemente adquirido. * Estudiar experimentalmente la producción de S. aureus en un biorreactor de 3 lt. de capacidad, cuantificando el consumo de sustratos y la producción de biomasa, polisacárido capsular y exoproteínas. * Continuar con el desarrollo de un modelo matemático y un programa de simulación numérica que permitan describir la operación del reactor experimental y definir la problemática del escalado de la producción a nivel comercial.

Equações para a previsão da potência aeróbia (VO2) de jovens adultos brasileiros

FUNDAMENTO: O VO2 pode ser previsto, com base em parâmetros antropométricos e fisiológicos, para determinadas populações. OBJETIVO: Propor modelos preditivos do VO2 submáximo e máximo para jovens adultos brasileiros. MÉTODOS: Os 137 voluntários (92 homens) foram submetidos ao teste progressivo de esforço máximo (GXT) no ciclo ergômetro (Monark®, Br). Medidas de trocas gasosas e ventilatórias foram realizadas em circuito aberto (Aerosport® TEEM 100, EUA). Em outro grupo, 13 voluntários foram submetidos ao GXT e a um teste de onda quadrada (SWT), para avaliar a validade externa das fórmulas do ACSM, de Neder et al e do nomograma de Åstrand-Ryhming. Adotou-se o delineamento experimental de validação cruzada e o nível de significância de p < 0,05. RESULTADOS: Para homens durante esforços submáximos deduziu-se um modelo matemático, com base na carga de trabalho, massa corporal e idade, que explicou 89% da variação do VO2 com o EPE (erro padrão da estimativa) = 0,33 l.min-1. Para a carga máxima do grupo masculino outro modelo, com as mesmas variáveis, explicou 71% da variação VO2 com EPE = 0,40 l.min-1. Para as mulheres foi possível explicar 93% da variação VO2 com EPE = 0,17 l.min-1, no esforço submáximo e máximo, com apenas uma equação que empregava as mesmas variáveis independentes. CONCLUSÃO: Os modelos derivados no presente estudo demonstraram ser acurados para a previsão do VO2 submáximo e máximo em jovens adultos brasileiros.

Precisão da medida do limiar anaeróbio por meio do calorímetro portátil

FUNDAMENTO: Muitos métodos são empregados para determinar o Limiar Anaeróbio (LAn) por meio de ergoespirômetros sofisticados. OBJETIVO: Testar a variação no LAn, detectado por modelos matemáticos e de inspeção visual, quando empregado ergoespirômetro de baixo custo e destinado à aplicação clínica. MÉTODOS: Foram voluntários para esse estudo 79 indivíduos aparentemente saudáveis; desses, 57 homens. O VO2máx e o limiar ventilatório foram determinados por calorimetria indireta de circuito aberto. O método eletroenzimático foi empregado para análise da lactacidemia e determinação direta do limiar de lactato (LL). O LAn foi determinado por dois métodos matemáticos (MM SQR e MMslope), baseados nas trocas gasosas, e pelo método de inspeção visual do log-log, para determinação do LL. Dois pesquisadores independentes determinaram o LAn através da inspeção visual de três gráficos, considerando dois métodos (LAn-a= V-slope, EqV; e LAn-b = V-slope, EqV e ExCO2). Os dados foram analisados por meio da estatística paramétrica para determinação das diferenças entre LAn-a versus ExCO2, MM SQR e MMslope; LAn-b versus MM SQR e MMslope; e LL versus LAn-a, LAN-b, MM SQR e MMslope. RESULTADOS: O MMslope foi o único método que apresentou diferença significativa entre o LAn-a e LAn-b (p=0,001), com CV% >15. O LL versus MMslope não apresentou diferença significativa (p=0,274), contudo, observou-se um elevado CV (24%). CONCLUSÃO: Conclui-se que com o equipamento de baixo custo os métodos MM SQR e LAn-a podem ser utilizados para a determinação do LAn. O método MMslope não apresentou precisão satisfatória para ser empregado com esses equipamentos.

Aspectos do melhoramento genético do gado canchim

Neste trabalho estimou-se o coeficiente de herdabilidade do peso aos 18 meses de idade do gado Canchim, que e o bimestiço 5/8 Charolês-Zebu, bem como avaliaram-se os reprodutores pela estimação dos efeitos de touros e vacas, em função de sua descendencia. Os estudos se basearam em 252 pesos aos 18 meses de animais oriundos de 15 touros e 94 vacas. Foram feitos ajustes para sexo, estação do ano e numero de ordem da parição da vaca. O ajuste foi feito com auxílio do modelo matemático y ijkr = m + + si + e j + pk + e ijkr, onde s i (i = 1 , 2) = efeito do sexo, e j (j =1, 2, 3, 4) = efeito da estação do ano, Pk (k = 1,2,3,4,5) = efeito da parição. Com os dados ajustados y ijkr> obtidos pela formula y ijkr = Yijkr - si - êj - pk, foi feita a análise da variância seguindo-se o modelo de blocos incompletos, conforme PIMENTEL GOMES (1967, 1968, 1970), onde touros eram considerados como blocos e vacas como tratamentos. Os resultados obtidos foram: Com as estimativas dos componentes de variancia E, D, S, foram calculados os coeficientes de herdabilidade pelas formulas resultados foram: Tambera se estimaram os efeitos de touros e vacas o que permitiu apontar os melhores reprodutores do rebanho.

Transferência de imunidade passiva em equinos: comportamento imunológico do recém nascido

O objetivo deste trabalho foi observar o comportamento imunológico de potros recém-nascidos das raças Mangalarga e Anglo-Árabe no que se refere ao processo de aquisição de anticorpos maternos e sua correlação com os níveis de imunoglobulina do colostro. Foram utilizados 7 potros Anglo-Árabe e 6 potros Mangalarga para amostragem de sangue imediatamente após o nascimento (antes de qualquer ingestão de colostro), 24 e 48 horas, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60 e 70 dias após o nascimento, e suas respectivas mães cujo colostro foi amostrado imediatamente após a parição, antes da primeira mamada. A quantificação das imunoglobulinas séricas foi efetuada pelo método do ZST (Zinc Sulfate Turbidity) e para a análise dos resultados foram testados modelos matemáticos que estudam o processo em questão. Para a raça Mangalarga o modelo matemático foi: y = 23,9274 - 0,39766x + 6,4675 10-3 x², com r = 0,91 e P < 0,01 e para a raça Anglo Árabe foi y = 34,161 - 0,756062x + 0,015604x² - 1,013 10-3 x³, com r = 0,96 e P < 0,05. A concentração de IgG do colostro foi estimada com base na concentração de proteína total avaliada pelo método Micro-Kjeldhal. Este estudo permitiu concluir: (1) a presença de maior quantidade de IgG (imunoglobulina G) passiva no sangue dos potros, retardou o estabelecimento dos níveis normais de Ig (imunoglobulina G + M+A+E); (2) animais que adquiriram menor quantidade de IgG passiva apresentaram resposta mais intensa de produção endógena de Ig; (3) a concentração estimada de IgG no colostro apresentou correlação positiva com a concentração sérica dos potros no pico da absorção.