Estudio teórico-práctico de la célula de combustible. Caracterización eléctrica y mejoras en la gestión del agua a partir de nuevos materiales.

Uno de los principales retos de la sociedad actual es la evolución de sectores como el energético y el de la automoción a un modelo sostenible, responsable con el medio ambiente y con la salud de los ciudadanos. Una de las posibles alternativas, es la célula de combustible de hidrógeno, que transforma la energía química del combustible (hidrógeno) en corriente continua de forma limpia y eficiente. De entre todos los tipos de célula, gana especial relevancia la célula de membrana polimérica (PEM), que por sus características de peso, temperatura de trabajo y simplicidad; se presenta como una gran alternativa para el sector de la automoción entre otros. Por ello, el objetivo de este trabajo es ahondar en el conocimiento de la célula de combustible PEM. Se estudiarán los fundamentos teóricos que permitan comprender su funcionamiento, el papel de cada uno de los elementos de la célula y cómo varían sus características el funcionamiento general de la misma. También se estudiará la caracterización eléctrica, por su papel crucial en la evaluación del desempeño de la célula y para la comparación de modificaciones introducidas en ella. Además, se realizará una aplicación práctica en colaboración con los proyectos de fin de máster y doctorado de otros estudiantes del Politécnico de Milán, para implementar las técnicas aprendidas de caracterización eléctrica en una célula trabajando con diferentes tipos de láminas de difusión gaseosa (GDL y GDM) preparadas por estudiantes. Los resultados de la caracterización, permitirán analizar las virtudes de dos modificaciones en la composición clásica de la célula, con el fin de mejorar la gestión del agua que se produce en la zona catódica durante la reacción, disminuyendo los problemas de difusión a altas densidades de corriente y la consiguiente pérdida de potencial en la célula. Las dos modificaciones son: la inclusión de una lámina de difusión microporosa (MPL) a la lámina macroporosa habitual (GDL), y el uso de diversos polímeros con mejores propiedades hidrófobas en el tratamiento de dichas láminas de difusión. La célula de combustible es un sistema de conversión de energía electroquímico, en el que se trasforma de forma directa, energía química en energía eléctrica de corriente continua. En el catalizador de platino del ánodo se produce la descomposición de los átomos de hidrógeno. Los protones resultantes viajarán a través de la membrana de conducción protónica (que hace las veces de electrolito y supone el alma de la célula PEM) hasta el cátodo. Los electrones, en cambio, alcanzarán el cátodo a través de un circuito externo produciendo trabajo. Una vez ambas especies se encuentran en el cátodo, y junto con el oxígeno que sirve como oxidante, se completa la reacción, produciéndose agua. El estudio termodinámico de la reacción que se produce en la célula nos permite calcular el trabajo eléctrico teórico producido por el movimiento de cargas a través del circuito externo, y con él, una expresión del potencial teórico que presentará la célula, que variará con la temperatura y la presión; Para una temperatura de 25°C, este potencial teórico es de 1.23 V, sin embargo, el potencial de la célula en funcionamiento nunca presenta este valor. El alejamiento del comportamiento teórico se debe, principalmente, a tres tipos de pérdidas bien diferenciadas:  Pérdidas de activación: El potencial teórico representa la tensión de equilibrio, para la que no se produce un intercambio neto de corriente. Por tanto, la diferencia de potencial entre el ánodo y el cátodo debe alejarse del valor teórico para obtener una corriente neta a través del circuito externo. Esta diferencia con el potencial teórico se denomina polarización de activación, y conlleva una pérdida de tensión en la célula. Así pues estas pérdidas tienen su origen en la cinética de la reacción electroquímica.  Pérdidas óhmicas: Es una suma de las resistencias eléctricas en los elementos conductores, la resistencia en la membrana electrolítica a la conducción iónica y las resistencias de contacto.  Pérdidas por concentración: Estas pérdidas se producen cuando los gases reactivos en el área activa son consumidos en un tiempo menor del necesario para ser repuestos. Este fenómeno es crítico a altas densidades de corriente, cuando los gases reactivos son consumidos con gran velocidad, por lo que el descenso de concentración de reactivos en los electrodos puede provocar una caída súbita de la tensión de la célula. La densidad de corriente para la cual se produce esta caída de potencial en unas condiciones determinadas se denomina densidad límite de corriente. Así pues, estas pérdidas tienen su origen en los límites de difusión de las especies reactivas a través de la célula. Además de la membrana electrolítica y el catalizador, en la célula de combustible podemos encontrar como principales componentes los platos bipolares, encargados de conectar la célula eléctricamente con el exterior y de introducir los gases reactivos a través de sus conductos; y las láminas difusivas, que conectan eléctricamente el catalizador con los platos bipolares y sirven para distribuir los gases reactivos de forma que lleguen a todo el área activa, y para evacuar el exceso de agua que se acumula en el área activa.La lámina difusiva, más conocida como GDL, será el argumento principal de nuestro estudio. Está conformada por un tejido de fibra de carbono macroporosa, que asegure el contacto eléctrico entre el catalizador y el plato bipolar, y es tratada con polímeros para proporcionarle propiedades hidrófobas que le ayuden en la evacuación de agua. La evacuación del agua es tan importante, especialmente en el cátodo, porque de lo contrario, la cantidad de agua generada por la reacción electroquímica, sumada a la humedad que portan los gases, puede provocar inundaciones en la zona activa del electrodo. Debido a las inundaciones, el agua obstruye los poros del GDL, dificultando la difusión de especies gaseosas y aumentando las pérdidas por concentración. Por otra parte, si demasiada agua se evacúa del electrodo, se puede producir un aumento de las pérdidas óhmicas, ya que la conductividad protónica de la membrana polimérica, es directamente proporcional a su nivel de humidificación. Con el fin de mejorar la gestión del agua de la célula de combustible, se ha añadido una capa microporosa denominada MPL al lado activo del GDL. Esta capa, constituida por una mezcla de negro de carbón con el polímero hidrófobo como aglutinante, otorga al GDL un mejor acabado superficial que reduce la resistencia de contacto con el electrodo, además la reducción del tamaño de las gotas de agua al pasar por el MPL mejora la difusión gaseosa por la disminución de obstrucciones en el GDL. Es importante tener cuidado en los tratamientos de hidrofobización de estos dos elementos, ya que, cantidades excesivas de polímero hidrófobo podrían reducir demasiado el tamaño de los poros, además de aumentar las pérdidas resistivas por su marcado carácter dieléctrico. Para el correcto análisis del funcionamiento de una célula de combustible, la herramienta fundamental es su caracterización eléctrica a partir de la curva de polarización. Esta curva representa la evolución del potencial de la célula respecto de la densidad de corriente, y su forma viene determinada principalmente por la contribución de las tres pérdidas mencionadas anteriormente. Junto con la curva de polarización, en ocasiones se presenta la curva de densidad de potencia, que se obtiene a partir de la misma. De forma complementaria a la curva de polarización, se puede realizar el estudio del circuito equivalente de la célula de combustible. Este consiste en un circuito eléctrico sencillo, que simula las caídas de potencial en la célula a través de elementos como resistencias y capacitancias. Estos elementos representas pérdidas y limitaciones en los procesos químicos y físicos en la célula. Para la obtención de este circuito equivalente, se realiza una espectroscopia de impedancia electroquímica (en adelante EIS), que consiste en la identificación de los diferentes elementos a partir de los espectros de impedancia, resultantes de introducir señales de corriente alternas sinusoidales de frecuencia variable en la célula y observar la respuesta en la tensión. En la siguiente imagen se puede observar un ejemplo de la identificación de los parámetros del circuito equivalente en un espectro de impedancia. Al final del trabajo, se han realizado dos aplicaciones prácticas para comprobar la influencia de las características hidrófobas y morfológicas de los medios difusores en la gestión del agua en el cátodo y, por tanto, en el resultado eléctrico de la célula; y como aplicación práctica de las técnicas de construcción y análisis de las curvas de polarización y potencia y de la espectroscopia de impedancia electroquímica. El primer estudio práctico ha consistido en comprobar los beneficios de la inclusión de un MPL al GDL. Para ello se han caracterizado células funcionando con GDL y GDM (GDL+MPL) tratados con dos tipos diferentes de polímeros, PTFE y PFPE. Además se han realizado las pruebas para diferentes condiciones de funcionamiento, a saber, temperaturas de 60 y 80°C y niveles de humidificación relativa de los gases reactivos de 80%-60% y 80%- 100% (A-C). Se ha comprobado con las curvas de polarización y potencia, cómo la inclusión de un MPL en el lado activo del GDL reporta una mejora del funcionamiento de trabajo en todas las condiciones estudiadas. Esta mejora se hace más patente para altas densidades de corriente, cuando la gestión del agua resulta más crítica, y a bajas temperaturas ya que un menor porcentaje del agua producida se encuentra en estado de vapor, produciéndose inundaciones con mayor facilidad. El segundo estudio realizado trata de la influencia del agente hidrofobizante utilizado en los GDMs. Se pretende comprobar si algún otro polímero de los estudiados, mejora las prestaciones del comúnmente utilizado PTFE. Para ello se han caracterizado células trabajando en diferentes condiciones de trabajo (análogas a las del primer estudio) con GDMs tratados con PTFE, PFPE, FEP y PFA. Tras el análisis de las curvas de polarización y potencia, se observa un gran comportamiento del FEP para todas las condiciones de trabajo, aumentando el potencial de la célula para cada densidad de corriente respecto al PTFE y retrasando la densidad de corriente límite. El PFPE también demuestra un gran aumento del potencial y la densidad de potencia de la célula, aunque presenta mayores problemas de difusión a altas densidades de corriente. Los resultados del PFA evidencian sus problemas en la gestión del agua a altas densidades de corriente, especialmente para altas temperaturas. El análisis de los espectros de impedancia obtenidos con la EIS confirma los resultados de las curvas de polarización y evidencian que la mejor alternativa al PTFE para el tratamiento del GDM es el FEP, que por sus mejores características hidrófobas reduce las pérdidas por concentración con una mejor gestión del agua en el cátodo.

Análisis CFD de un álabe del último paso de una turbina de vapor

El presente proyecto consiste en el estudio detallado de las solicitaciones mecánicas a las que se encuentra sometido un álabe correspondiente a la sección de baja presión de una turbina de vapor. Primeramente se llevará a cabo una introducción a este tipo de turbomáquinas con el fin de definir conceptos relevantes como el grado de reacción o el triángulo de velocidades, necesarios para comprender el funcionamiento de estas máquinas. A medida que se avance en la explicación de los fundamentos teóricos de la turbina de vapor, se irá profundizando cada vez más hasta llegar a la corona de álabes del rotor. Aquí se describirán las fuerzas de distinta naturaleza que soportan los álabes en condiciones de trabajo, así como el principio de formación de humedad que ocurre en los últimos escalonamientos de la etapa de baja presión. Una vez revisados todos los conceptos teóricos de interés, se pasará a simular con ayuda de un programa de Elementos Finitos la distribución de velocidades y de presión del flujo de vapor a su paso por un álabe de la última corona del rotor. El objetivo que se persigue es cuantificar tanto las tensiones mecánicas como los desplazamientos por deformación a los que se encuentra sometido el álabe debido a la interacción con el fluido a elevada velocidad. Posteriormente, como ampliación a este modelo, se ha tenido en cuenta el efecto de los condensados (pequeñas gotas de agua) que se forman en los últimos escalonamientos de la turbina debido a grandes subenfriamientos locales del vapor. Estas gotas impactan sobre el lado de succión del perfil del álabe, por tanto su contribución a los valores de tensión y desplazamiento que experimenta el álabe también será cuantificada en el programa de Elementos Finitos. Por último, se hará una recopilación de las principales conclusiones obtenidas tras el modelo simulado por ordenador, así como de la importancia de la calidad del vapor para el buen funcionamiento de la turbomáquina.

Estudo fenomenológico e numérico do escoamento estratificado óleo-água ondulado e com mistura na interface

Escoamentos bifásicos estão presentes em diversos processos naturais e industriais, como na indústria de petróleo. Podem apresentar-se em diferentes configurações topológicas, ou, padrões de escoamento, entre eles o escoamento estratificado ondulado e o estratificado com mistura na interface. Os escoamentos bifásicos estratificados óleo-água têm sido utilizados como uma forma conveniente de evitar a formação de emulsões de água em óleo em oleodutos e possuem uma ocorrência comum em poços de petróleo direcionais. Quando a onda interfacial ultrapassa determinado limite geométrico e cinemático, surge o fenômeno do entranhamento de gotas, representado por misturas entre as fases junto à interface que promovem um aumento na queda de pressão. Modelos têm sido apresentados pela literatura na tentativa de descrever o fenômeno do entranhamento de gotas. Neste trabalho é apresentada uma nova proposta de modelagem matemática unidimensional para o entranhamento de gotas com o objetivo de melhorar a previsão dos parâmetros envolvidos, em especial, da fração volumétrica de óleo e da queda de pressão bifásica. Também foi utilizada simulação numérica computacional, CFD (Computational Fluid Dynamics), com o uso de software comercial para obtenção dos valores dos parâmetros do escoamento estratificado ondulado óleo-água (fração volumétrica de óleo, queda de pressão, amplitude e comprimento da onda interfacial). Os resultados da modelagem fenomenológica para entranhamento e os de CFD foram comparados com bancos de dados experimentais. Os resultados em CFD mostram concordância com os resultados experimentais, tanto na análise qualitativa das propriedades geométricas das ondas interfaciais, quanto na comparação direta com os dados para fração volumétrica e queda de pressão. Os resultados numéricos da modelagem fenomenológica para fatores de entranhamento apresentam boa concordância com dados da literatura.

Estudo da intensificação da coalescência de emulsões de água em óleo com a aplicação de onda estacionária de ultrassom.

Considerando que o petróleo quando extraído dos poços em águas profundas chega a ter teor de água superior a 50% e que antes de ser enviado à refinaria deve ter uma quantidade de água inferior a 1%, torna-se necessário o uso de técnicas de redução da quantidade de água. Durante a extração do petróleo formam-se emulsões de água em óleo que são muito estáveis devido a um filme interfacial contendo asfaltenos e/ou resinas ao redor das gotas de água. Nesse trabalho é apresentada a utilização de ondas estacionárias de ultrassom para realizar a quebra dessas emulsões. Quando gotículas de água com dimensões da ordem de 10m, muito menores que o comprimento de onda, são submetidas a um campo acústico estacionário em óleo, a força de radiação acústica empurra as gotículas para os nós de pressão da onda. Uma célula de coalescência com frequência central ao redor de 1 MHz, constituída por quatro camadas sendo uma piezelétrica, uma de acoplamento sólido, uma com o líquido e outra refletora, foi modelada empregando o método da matriz de transferência, que permite calcular a impedância elétrica em função da frequência. Para minimizar o efeito do gradiente de temperatura entre a entrada e a saída da cavidade da célula, quando está em operação, foram utilizados dois transdutores piezelétricos posicionados transversalmente ao fluxo que são excitados e controlados independentemente. Foi implementado um controlador digital para ajustar a frequência e a potência de cada transdutor. O controlador tem como entrada o módulo e a fase da corrente elétrica no transdutor e como saída a amplitude da tensão elétrica e a frequência. Para as células desenvolvidas, o algoritmo de controle segue um determinado pico de ressonância no interior da cavidade da célula no intervalo de frequência de 1,09 a 1,15 MHz. A separação acústica de emulsões de água em óleo foi realizada em uma planta de laboratório de processamento de petróleo no CENPES/PETROBRAS. Foram testados a variação da quantidade de desemulsificante, o teor inicial de água na emulsão e a influência da vazão do sistema, com uma potência de 80 W. O teor final de água na emulsão mostrou que a aplicação de ultrassom aumentou a coalescência de água da emulsão, em todas as condições testadas, quando comparada a um teste sem aplicação de ultrassom. Identificou-se o tempo de residência no interior da célula de separação como um fator importante no processo de coalescência de emulsões de água e óleo. O uso de desemulsificante químico é necessário para realizar a separação, porém, em quantidades elevadas implicaria no uso de processos adicionais antes do repasse final do petróleo à refinaria. Os teores iniciais de água na emulsão de 30 e 50% indicam que o uso da onda estacionária na coalescência de emulsões não tem limitação quanto a esse parâmetro. De acordo com os resultados obtidos em laboratório, essa técnica seria indicada como uma alternativa para integrar um sistema de processamento primário em conjunto com um separador eletrostático.

Polimerização em emulsão de estireno em microrreator.

A polimerização em emulsão de estireno em um microrreator Syrris de 250 µL com misturador estático junção \"T\" foi estudada em duas etapas. Primeiro somente a fluidodinâmica deste dispositivo não convencional foi avaliada, depois, foi desenvolvida a reação de polimerização de forma a observar como este fator influencia no sistema. Os experimentos foram realizados procurando se atingir maiores conversões, mas mantendo a estabilidade da emulsão. Foi um trabalho exploratório, portanto se assemelha mais a um processo de evolução (evolutionary process). Foram verificados a partir de qual relação das vazões dos dois fluidos ocorre a formação de gotas, e que com o aumento da vazão da fase contínua, aquosa (Qc), mantendo constante a vazão da fase dispersa (Qd), foi verificado uma diminuição do diâmetro das gotas e um regime de fluxo laminar. Posteriormente, realizou-se a polimerização em emulsão do estireno no microrreator, porém com restrições para altas vazões. Os parâmetros de processo testados foram a proporção Qc e Qd, a temperatura e a concentração do iniciador para então verificar o efeito que a variação destas ocasionam na conversão de monômero, no diâmetro e número de partículas e nas massas moleculares médias. A polimerização foi feita para soma das vazões Qc e Qd da ordem de 100 µ L/min, com 15% de monômero na formulação e com o maior tempo de residência possível de 2,5 minutos. Para maiores concentrações de monômero, acima de 15% foi verificado entupimento do canal do microrreator. A taxa de conversão de monômero aumentou com o aumento da temperatura e com o aumento da concentração do iniciador, mas o maior valor atingido foi de apenas 37% devido ao baixo tempo de residência. Nos casos de maiores taxas de conversão, as massas moleculares obtidas foram as menores conforme o esperado pela teoria. Finalmente, os índices de polidispersão (PDI), obtidos foram da ordem de 2,5 a 3,5.

Otro afecto como respuesta a la angustia. La operación cómica

El punto de partida y motor de este trabajo es el de la condición humana. Condición, que en ocasiones advertía en un gesto, en una situación, contemplaba en un paisaje, en una escena de una película, descubría en los objetos, en las personas o experimentaba en la práctica clínica. Algunos autores la llaman “soledad”, “espanto”2, “vulnerabilidad”, “precariedad”, “desamparo”3, “sufrimiento”, “lo traumático”. Me resulta difícil expresar algo sobre esta condición y más aún cernirla bajo el rigor académico. He aquí lo que he podido extraer a malas penas: contornos y zonas fronterizas, “pocas gotas de agua en la palma de la mano”, tal y como señala el filósofo H. Bergson...

Conservação de material genético de espécies silvestres do bioma caatinga utilizando a manipulação oócitos inclusos em folículos ovarianos pré antrais (MOIFOPA)

The objective of the present thesis was to use the manipulation of oocytes enclosed in preantral follicles (MOEPF) as a tool for the female gametes rescue and optimization, from wild species of Caatinga biome. The thesis was divided into 4 experiments. At first experiment, it was performed the estimative and description of the agouti (Dasyprocta leporina) preantral follicles (PF) histologic and ultrastructural features, in which it was estimated 4419.8 ± 532.26 and 5397.52 ± 574.91 follicles for the right and left ovary, respectively, and the majority (86,63%) belonged to the primordial follicles category (P<0.05). Most of the population consists of morphologically normal follicles (70.78%), presenting a large and central nuclei and uniform cytoplasm. At ultrastructural evaluation it was verified the presence of a great number of round mitochondrias associated to lipid droplets. In the second experiment, it was performed the estimative and description of yellow-toothed cavies (Galea spixii) PF characteristics, also, the evaluation of the effect of solid surface vitrification (SSV) on the in situ PF morphology. The total of 416.0 ± 342.8 PF was estimated for the ovary pair and the presence of a large quantity of primary follicles (P<0.05) was evidenced. Most of the PF was morphologically normal (94.6%), in which the oocyte nuclei presented condensed granules of heterochromatin. Round or elongated shaped mitochondria constituted the most abundant organelles. In regard of the SSV, the protocol using the dimethylsulfoxide (DMSO) 3M possibility the preservation of 69.5% of morphologically normal PF, which was evidenced by the light and transmission electronic microscopy. At third experiment, the evaluation of the SSV procedure on the morphology and viability in situ PF form collared peccaries (Pecari tajacu) was performed. No differences were observed among treatments, in which the use of DMSO, ethylene glycol (EG) and dimethylformamide (DMF) as cryoprotectants, regardless its concentration, promoted the morphology preservation of much than 70% of PF. Concerning the PF viability, the DMSO and EG promoted the best preservation. The fourth experiment aimed to evaluate the effect of α MEM+ or TCM199 associated or not to 50 ng of FSHr on the morphology, activation and growth of collared peccaries PF, in vitro cultured (IVC) during 1 or 7 days and the effect on the extracellular matrix (ECM). After 7 days of IVC only the use of TCM199/FSH maintained the proportion of intact PF, similar to day 1(63.2%), however, no differences were observed among treatments (P>0.05). Also, an improvement of the proportion of intact growing PF was verified (P>0.05). By the Ag-NOR analysis it was observed that only the treatment using TCM199/FSH promoted the maintenance of cell proliferation similar to day 1 (P>0.05). The picrosirius red stain revealed that ECM remained intact in all treatments (P>0.05). Thus, as the general conclusion, the use of MOEPF in the refereed species allowed the knowledge of aspects related to its reproductive morphology and physiology, enabling the germplasm conservation, with the possibility of germplasm bank formation, as the elucidation of mechanisms related to the PF survive and in vitro development.

Determinar la erosividad de la lluvia en el municipio de Managua en el campo de la Universidad Nacional Agraria 2012-2013

La energía cinética de la lluvia se ha estimado de forma indirecta y por tanto su erosividad, con el uso de fórmulas empíricas a partir de parámetros de lluvia conocidos. La ecuación empírica para la estimación de la energía cinética más utilizada es la de Wischmeier y Smith que ha servido de modelo para la obtención de otras e interviene en el cálculo del factor pluvial de la ecuación Universal de pérdidas de suelo. Los patrones de lluvia fueron registrados durante el periodo de julio a noviembre de los años 2012- 2013, evaluando intervalos de 20 y 30 minutos, elementos que conducirán a calcular la energía cinética y su erosividad para el área de estudio. La recopilación de la información se realizó con mecanismos y metodologías diferentes, por medio del instrumento Disdrómetro laser y Pluviógrafo de la estación meteorológica, del Aeropuerto Augusto C. Sandino, homogenizando en una sola expresión de unidad de medida del sistema internacional, (Mj.mm.ha/h). Obteniendo como resultado, 122 días de observación para el año 2012, con 361 mm acumulados en 40 días lluviosos registrados, para el 2013 se registró 67 días lluviosos de 129 días de observación con 462 mm acumulados. En comparación a la estación meteorológica con la misma cantidad de días lluviosos evaluados, para el 2012 con 237mm acumulado y para el año 2013 con 438 mm. El estudio demuestra que el mayor conteo de gotas de lluvia se muestra entre los rangos de 0.125 mm y 3 mm, distribuidos a medida que la intensidad de la lluvia aumenta el número de gotas contadas es menor en cuanto a su diámetro. Existe correlación entre la intensidad de la lluvia y el diámetro de las gotas en los rangos de 0,125 mm hasta 5 mm, con un r2= 0,759, cuya relación se ve afectada a medida que aumenta la intensidad el número de gotas mayor a 5 mm son muy pocas distribuidas.

Avaliação da atividade antimicrobiana de filmes protéicos a base de anchoita (engraulis anchoita) incorporados com ácidos orgânicos.

Os filmes são produzidos a partir de macromoléculas, que podem ser utilizados como embalagem, como os polissacarídeos, lipídeos e proteínas. As proteínas se destacam dos demais, pois possuem uma estrutura com 20 monômeros diferentes, que confere um amplo potencial de ligações intermoleculares. A incorporação de agentes ativos em filmes é uma alternativa como embalagem, para inibir ou retardar a multiplicação de microrganismos patógenos e deteriorantes em alimentos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade antimicrobiana de filmes à base de isolado protéico de anchoita (Engraulis anchoita) – IPA adicionados de ácidos orgânicos. Para tanto, foi elaborado o IPA, pela solubilização alcalina da proteína e precipitação no ponto isoelétrico a partir de carne mecanicamente separada. O IPA foi avaliado quanto a sua composição proximal, aminoacídica e por DSC. A solução formadora dos filmes foi elaborada a partir de IPA, água, glicerol e hidróxido de sódio. As formulações dos filmes foram elaboradas segundo um planejamento fatorial 23 . Foram avaliadas as propriedades físico-químicas de resistência a tração (RT) e elongação (E); espessura, solubilidade e permeabilidade ao vapor de água (PVA); a diferença de cor (∆E*) e opacidade (Y) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) de filmes à base de IPA. Os filmes com diferentes concentrações de ácido sórbico (AS) ou ácido benzóico (AB) foram desenvolvidos a partir da condição cujo as propriedades físico-químicas foram as melhores, sendo comparados aos filmes controles. Estes, foram avaliados quanto a sua atividade antimicrobiana frente aos microrganismos Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus e Salmonella Enteritidis pelo método de difusão em disco, além das propriedades físico-químicas, MEV e FT-IV. Os filmes com maior atividade antimicrobiana e os filmes controle foram aplicados sobre carne bovina, inoculados com os microrganismos inibidos no método de difusão em disco e armazenados a 5°C. Estes, foram avaliados a cada 2 dias durante 12 dias de armazenamento, pela método de contagem em gotas. O IPA apresentou 88,8% de proteína e 53,3% de aminoácidos polares e temperatura de desnaturação de 62,2°C. A espessura, PVA, ∆E* e Y dos filmes não foram afetados pelas variáveis estudadas no experimento. A menor solubilidade e maior RT dos filmes ocorreram em baixa concentração de IPA, glicerol e tratamento térmico, mas a E aumentou com o acréscimo dessas variáveis. As MEV das superfícies dos filmes foram homogêneas, para aqueles com leve tratamento térmico. O aumento da concentração de AS e AB na faixa de 0,50 a 1,50% resultou na diminuição da RT e aumento da E, solubilidade, ∆E* e Y. Houve mudança da organização molecular e interações intermoleculares entre as moléculas de IPA e AB testados pela avaliação do FT-IV. As MEV revelaram microporos em filmes com 1,50% de AS, o que resultou em filmes com menor homogeneidade. A maior atividade antimicrobiana foi verificada nos filmes com 1,50% de AS e AB frente a E. coli O157:H7, L. monocytogenes e S. Enteritidis. Estes filmes foram aplicados sobre carne bovina inoculada com E. coli O157:H7 e L. monocytogenes. Os filmes de AS frente a E. coli O157:H7 e L. monocytogenes apresentaram uma redução de 5 e 4 log UFC.g-1, respectivamente, em relação ao filme controle. O efeito do AB frente a estas bactérias, apresentou uma redução de 6 e 5 log UFC.g-1, ao final do 12° dia de armazenamento, respectivamente. Os filmes elaborados à base de IPA, adicionados de AS ou AB podem ser eficazes contra os patógenos alimentares testados.

Purificação de C-ficocianina e sua incorporação em nanofibras

C-ficocianina (C-FC) é uma ficobiliproteína, de cor natural azul, com diversas aplicações na indústria alimentícia, farmacêutica e biomédica, dependendo do seu grau específico de pureza, que pode variar de 0,7 a 4,0, com respectivo aumento de seu valor comercial. Essa pureza é alcançada através de diversas técnicas de purificação, que podem ser aplicadas em diferentes sequências. Um destes processos de purificação de proteínas baseia-se na cromatografia de troca iônica, que utiliza trocadores que adsorvem as proteínas como resultado de interações iônicas entre a superfície da proteína e o trocador. Resinas e colunas de leito expandido podem ser utilizadas para aumentar a produtividade dessa técnica. É fundamental conhecer o perfil do processo de adsorção, para melhor aplicá-lo como ferramenta para o design e otimização de parâmetros operacionais. Outra tecnologia para o tratamento de biomoléculas é a ultrafiltração. Esta técnica é aplicável em larga escala, apresenta baixa complexidade de aplicação e pode ser realizada em condições brandas, minimizando o dano para o produto. Para aumentar a estabilidade da C-FC, e facilitar a sua aplicação, podem ser avaliadas técnicas recentes, não exploradas para este fim, como as nanofibras obtidas através do processo de electrospinning. Estas fibras possuem uma área superficial específica extremamente elevada devido a seu pequeno diâmetro. O objetivo deste trabalho foi avaliar parâmetros de adsorção e diferentes técnicas para purificação de C-ficocianina de Spirulina platensis e obter nanofibras poliméricas incorporadas de C-ficocianina. O trabalho foi dividido em quatro artigos. No primeiro artigo, foram avaliados os parâmetros e as isotermas de adsorção de C-ficocianina em resina de troca iônica para leito expandido Streamline® DEAE. Verificou-se que o maior coeficiente de partição foi obtido em pH 7,5, nas temperaturas de 15 e 25 °C. As isotermas de adsorção da Cficocianina foram bem representadas pelos modelos de Langmuir, de Freundlich e de Langmuir-Freundlich, sendo os valores estimados para Qm e Kd obtidos pela isoterma de Langmuir foram, respectivamente, 33,92 mg.mL-1 e 0,123 mg.mL-1, respectivamente. No segundo artigo foi avaliada a purificação de C-FC até grau alimentar, utilizando ultrafiltração (UF). Com a membrana de 50 kDa, identificou-se que somente a temperatura e a aplicação de diferentes ciclos de diafiltração (DF) causaram influência significativa sobre a purificação e recuperação da C-ficocianina. Foram então aplicados o aumento gradativo da quantidade de ciclos, e a diafiltração previamente à ultrafiltração (DF/UF), onde obteve-se um extrato de Cficocianina com pureza de 0,95. No terceiro artigo foram propostos processos de purificação, envolvendo a utilização das diferentes técnicas para obtenção de C-FC com diferentes purezas. Determinou-se que a partir de cromatografia de troca iônica em leito fixo seguido de DF/UF, obtém-se C-FC para uso em cosméticos e a partir de precipitação com sulfato de amônio, e DF/UF obtém-se C-FC para uso em biomarcadores. Com uma sequência de precipitação com sulfato de amônio, DF/UF e cromatografia de troca iônica em leito fixo chega-se a C-FC de grau analítico. No último artigo, C-FC foi incorporada a nanofibras de óxido de polietileno (PEO) através de processo de electrospinning. Foram determinadas a condutividade da solução de C-FC/PEO, a estrutura e comportamento termogravimétrico das nanofibras formadas. Soluções de polímeros com concentração de 6 e 8% proporcionaram a formação de nanofibras com diâmetro médio inferior a 800 nm, homogêneas, sem a presença de gotas. A análise termogravimétrica identificou aumento na resistência térmica da C-FC incorporada nas fibras.

Aislamiento, producción y evaluación de la patogenicidad de cepas de Hirsutella citriformis Speare para el control de Diaphorina citri Kuwayama, vector de la enfermedad Huanglongbing de los cítricos

La industria citrícola es una de las más importantes industrias con las que cuenta el país y en los últimos años se encuentra amenazada por una plaga que está ocasionando estragos en todas las áreas citrícolas en México, el Huanglongbing o greening la cual es transmitida por el psílido asiático de los cítricos, Diaphorina citri Kuwayama, insecto que ocasiona daño en las plantas al alimentarse de los brotes tiernos y que además es el vector de la bacteria Candidatus Liberibacter asiaticus para la cual no hay cura y por lo que es necesario controlar al insecto que la transmite. Por lo que el presente trabajo consistió en aislar hongos de D. citri micosados, identificarlos en base a sus características morfométricas y usando técnicas moleculares, cultivarlos en diferentes medios de cultivo comerciales de agar para seleccionar aquel en el cual crecen y conidian mejor, se determinó también el tipo de exudados producidos por Hirsutella citriformis en los medios de agar, se cultivaron en dos diferentes medios de cultivo líquido y un sustrato vegetal para obtener mayor cantidad de conidios; también se realizaron bioensayos de laboratorio para determinar la virulencia de las cepas y seleccionar aquellas que pudieran controlar mejor al insecto; se evaluó la patogenicidad que pudieran presentar sobre insectos depredadores de D. citri, y con los resultados obtenidos se seleccionó las cepas que presentaron mayor patogenicidad sobre el insecto vector del HLB para evaluar su actividad sobre el mismo en bioensayo de campo. Se aislaron cinco cepas de insectos micosados provenientes de diferentes regiones citrícolas, se trabajó con ellos además de tres cepas con las cuales ya contaba el INIFAP de General Terán de Nuevo León. Se identificaron morfométrica y molecularmente como Hirsutella citriformis Speare. Los medio comerciales de cultivo en los cuales crecen y presentan mejor conidiación son los medios agar papa dextrosa enriquecidos con extracto de levadura al 0.5 y 1 % en los cuales se obtuvo un crecimiento radial de 3.2 a 3.8 cm para las cepas IB-Hir-2 e INIFAP-Hir-1 respectivamente, a los 34 días de cultivo a 25 ± 1 °C. La conidiación obtenida para las ocho cepas no correspondió al crecimiento radial, pero si concordó en presentarse en los medios enriquecidos con extracto de levadura, los valores variaron desde 1.22 x 10⁶ a 2.79 x 10⁷ para las cepas 2 INIFAP-Hir-2 en agar papa dextrosa e IB-Hir-2 en agar papa dextrosa con extracto de levadura al 1% respectivamente. En medios líquidos la mayor producción de blastosporas obtenida fue 4.3 x 108 blastosporas /ml a los 9 días en el medio de casaminoácidos para la cepa INIFAP-Hir-1, y en caldo papa dextrosa la mayor producción la presentó a los 11 días la cepa IB-Hir-2 (7.7 x 107 blastosporas/ml). La mayor producción de conidios en el sustrato vegetal (arroz) se obtuvo a los 14 días por la cepa INIFAP-Hir-4 (1.97 x 107 conidios/gr). Se analizaron los dos tipos de exudados observados en las cepas usando los métodos de Bradford para proteínas y el del Fenol Sulfúrico para carbohidratos y con estos métodos se determinó que todas las cepas producen ambos tipos de compuestos, además de que las proteínas son los exudados amarillo claro y oscuro, mientras que los carbohidratos corresponden a las gotas cristalinas producidas por las cepas en los diferentes medios de agar. En los diferentes bioensayos de laboratorio las cepas presentaron mayor mortalidad cuando se inoculó por contacto, donde las cepas INIFAP-Hir-1, INIFAP-Hir-2, IB-Hir-1 e IB-Hir-2 mostraron los mayores porcientos de mortalidad media. Al evaluar la patogenicidad de cuatro cepas sobre dos depredadores de D. citri, los resultados fueron similares para tratamientos y testigo y no se presentó micosamiento en los insectos muertos. Bajo condiciones de laboratorio la CL50 y CL90 obtenidas para el aislado INIFAP-Hir-1 fueron, 34 x 105 y 26.7 x 107 respectivamente. En el bioensayo de campo se usaron las cepas INIFAP.Hir-2, INIFAP.Hir-4, IB-Hir-1 e IB-Hir-2 y el mayor porciento de mortalidad obtenida fue 51.049 y el menor 35.7 para las cepas INIFAP-Hir-4 e IB-Hir-1 respectivamente, mientras que el testigo con adherente mostro 6.059 y en el testigo absoluto 4.84 % de mortalidad promedio. Además logramos aislar la cepa que los micosaba de 20 insectos colectados en diferentes puntos de muestreo, identificando en base a sus características morfológicas de crecimiento colonial a tres de las cepas evaluadas y a la cepa nativa de Martínez de la Torre.

Agua y emprendimiento social = Atrapanieblas y huertos urbanos

El proyecto Acceso al Agua por Sistemas de Atrapanieblas de la Asociación “Peruanos sin Agua” con aguas no convencionales, Lluvias y Neblina. Por: Abel Cruz, Emprendedor Social y Líder del Movimiento Peruanos sin Agua El sistema atrapanieblas consiste en atrapar las gotas de agua microscópicas de la neblina a través del uso de mallas parecidas a una red. Las pequeñas gotas de la niebla quedan adheridas en los hilos de las mallas para luego ser redirigidas y acumuladas en depósitos. Abel Cruz, Líder y emprendedor social del Movimiento "Peruanos sin Agua" es el encargado de desarrollar este sistema de Atrapanieblas en Perú donde una de cada tres personas no tiene acceso al agua potable. Su proyecto de emprendimiento social se desarrolla con la comunidad, mediante la cooperación entre la sociedad civil organizada, la empresa privada y el Estado. Un sistema de atrapanieblas de 24Mts2 logra captar de 200 hasta 350 litros de agua al día, lo que permite abastecer de agua a 3 familias. El agua es utilizada por las familias para distintos usos: lavar utensilios/ropa, bañarse, agricultura orgánica, reforestar, ahora con este proyecto pretendemos dar agua potable, a más de 500 familias, en el distrito de villa María del triunfo en el asentamiento humano, villa Lourdes ecológico II. El proyecto es una fuente alternativa de recursos hídricos en zonas semiáridas con sistemas de captación altamente eficientes y usos no tradicionales. Busca generar conocimiento e información relevante para el aprovechamiento de un bien público clave como la niebla, en zonas de alta escasez hídrica y extrema pobreza. Este proyecto busca rescatar y recuperar parques ecológicos, conservar y proteger la biodiversidad del ecosistema de Lomas. Es una iniciativa que busca resolver el problema de escases de agua en los asentamientos humanos y que permite a las familias de escasos recursos económicos encontrar otras fuentes de ingreso como; agricultura urbana, reforestación, conservación de ecosistemas y turismo ecológico.

Physiology and biochemistry of the effect of abiotic stress on the autochthonous CTP4 strain, a candidate microalga for biofuel production in Algarve

Dissertação de Mestrado, Biologia Marinha, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2014

Avaliação da crioinjúria em ovócitos imaturos e maturados in vitro e produção de embriões a partir de ovócitos bovinos vitrificados em Open Pulled Straw (OPS) e Cryotop

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ciências Médicas, Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas, 2012.

Validação de método para estudo de deposição de inseticidas biológicos em florestas.

Tem sido dada muito pouca atenção aos estudos da deposição de inseticidas biológicos, os quais tem sido aplicados com equipamento desenvolvido para uso com químicos. O objetivo desta pesquisa foi avaliar um método para a analise da deposição de agrotóxicos em florestas de eucaliptos, caracterizado pelo uso de uma calda de pulverização marcada com traçador e uma técnica especial de amostragem. Empregou-se o cobre como traçador, na forma de fungicida, cuja analise espectrofotométrica e de baixo custo, fácil de execução, alem de possibilitar um excelente nível de recuperação das plantas. Utilizaram-se cartões de papel mata-borrão como alvo artificial para amostrar as gotas. Cartões grampeados em barbantes, em distancias preestabelecidas, foram colocados sobre as plantas, possibilitando uma amostragem estratificada por alturas. Para o solo, os cartões foram colocados em discos de Petri e distribuídos sob a copa das arvores, entre plantas e entre as linhas de plantio. Os resultados indicam que 61% do produto aplicado ficaram retidos nas plantas, 31% atingiram o solo e 8% podem ter sido perdidos através da "exo-deriva".