Desenvolvimento de processo de produção de conjuntos eletrodo-membrana-eletrodo para células a combustível baseadas no uso de membrana polimérica condutora de prótons (PEMFC) por impressão a tela

Proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) requires membrane electrode assemblies (MEA) to generate electrical energy from hydrogen and oxygen. In this study a MEA production process by sieve printing and an ink composition were developed to produce catalyst layers of MEAs. The deposition of the exact catalyst content was possible on cathodes and anodes with only one print step. The optimal ink developed shown viscosity of 2.75 Pa s, density 1.27 g cm-3, total solid content of 33.76 % and tack of 92 U.T. The electrodes prepared in only one printing step showed higher performance than those prepared in several steps.

Desenvolvimento de tecnologia para confecção de eletrodos e conjuntos eletrodo-membrana-eletrodo (MEA) por impressão à tela para aplicação em módulos de potência de células PEMFC

Significant functions in the Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFCs) rely on Gas Diffusion Layers (GDLs), such as control the water balance in the membrane electrode assembly (MEA), allow suitable gas permeability and porosity, etc. Aware of the GDL importance in the cell performance and its great demand in scale-up projects, the fuel cell research group at Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN) has developed a Sieve Printing method (innovative in Brazil) as a strategic solution for producing GDL and electrodes used in high power PEMFC stacks. The method has shown to be adequate to fabricate low cost electrodes, GDLs of different dimensions and to produce any amount of MEAs for power stacks.

Filtros digitais por transformadas de Fourier aplicados em eletroquímica

The electrochemical properties of micro and nano-electrodes are widely investigated due to their low faradaic and capacitive currents, leading to a new generation of smart and implantable devices. However, the current signals obtained in low-dimensional devices are strongly influenced by noise sources. In this paper, we show the evaluation of filters based on Fast Fourier Transform (FFT) and their implementation in a graphical user interface (GUI) in MATLAB®. As a case study, we evaluated an electrochemical reaction process of charge transfer via outer-sphere. Results showed successful removal of most of the noise in signals, thus proving a promising tool for low-scale measurement.

Extração de amônio de filtros de amostragem, coleta e determinação pelo método da gota suspensa

A amostragem de amônia no ar é feita usualmente com filtro impregnado com ácido. O ácido ascórbico, quando usado como impregnante, é facilmente oxidado em meio básico e aquoso, gerando uma solução fortemente colorida que inviabiliza a determinação por colorimetria. Este trabalho apresenta um novo procedimento para extração do íon amônio dos filtros de amostragem, transferindo o íon amônio para uma gota de solução contendo ácido sulfúrico 0,1 mol L-1. A amostra do filtro é inicialmente solubilizada com água. A solução é colocada dentro de uma câmara com posterior adição de solução de NaOH 1,5 mol L-1. Com a ajuda de com borbulhamento de nitrogênio, a amônia formada passa para a fase gasosa, sendo finalmente recolhida para uma gota de ácido sulfúrico. A esta gota é adicionado um reagente e o produto determinado colorimetricamente pela reação do indofenol. Além da eliminação de interferentes, o procedimento apresenta a vantagem de fazer uma nova pré-concentração da amônia, possibilitando melhorar o limite de detecção do método de determinação.

Avaliação do emprego dos adsorventes: carvão ativo, chromosorb W e membrana C18 na preparação de amostras de ar para a determinação de d-aletrina em ambientes fechados

Os piretróides sintéticos são inseticidas amplamente utilizados para o controle de agentes patogênicos, desde a produção agrícola até a proteção da saúde humana, porém, apesar de suas inúmeras vantagens podem causar intoxicações em indivíduos potencialmente expostos a suas diversas apresentações. Amostras de ar foram coletadas pela geração da atmosfera padrão, onde a d-aletrina foi adsorvida em cartuchos contendo Carvão Ativo, Chromosorb W e/ou Membrana C18. As determinações das concentrações da d-aletrina foram efetuadas empregando um sistema de cromatografia gasosa. Os adsorventes Carvão ativo, Chromosorb W e Membrana C18 apresentaram adsorções de 100,8., 104,1 e 100,5%, com um desvio padrão relativo de 4,1, 7,5 e 7,9%, respectivamente. Coletou-se amostras de ar para a determinação da concentração da d-aletrina em diferentes em ambientes fechados, em diferentes dias da semana, obtendo-se níveis de concentração de d-aletrina de 3,4., 8,5 e 12,7 mig.m³, respectivamente.

Remoção de sólidos em suspensão na água residuária da despolpa de frutos do cafeeiro em filtros constituídos por pergaminho de grãos de café submetido a compressões

A remoção de sólidos em suspensão é fundamental para que se possa aplicar a água residuária gerada na despolpa de frutos do cafeeiro (ARC) na fertirrigação de culturas agrícolas. Dentre as opções disponíveis para efetuar a remoção de SS da ARC, está o uso de filtros orgânicos. Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar a influência do grau de compressão na redução do volume e na eficiência do pergaminho, utilizado como material filtrante, na remoção de sólidos em suspensão (SS) na ARC. Numa primeira etapa, foram realizados ensaios nos quais corpos-de-prova de pergaminho triturado (retido entre as peneiras de 2,5 e 3 mm) e não-triturado (na condição em que é produzido) foram submetidos a diferentes compressões para a redução do volume das colunas filtrantes em 5; 10; 15; 20; 25 e 28%. Numa segunda etapa, os corpos-de-prova foram utilizados como material filtrante da ARC para a avaliação da sua capacidade de remoção de SS presentes nessa água residuária. O pergaminho triturado ofereceu maior resistência à compressão e proporcionou, para as mesmas reduções volumétricas no material filtrante, maior eficiência na remoção de SS da ARC do que o pergaminho não-triturado. Reduções na faixa de 10% a 15% no volume do filtro constituído por pergaminho triturado foram suficientes para obter satisfatórias eficiências na remoção de SS da ARC, enquanto, para filtros constituídos de pergaminho não-triturado, as reduções de volume devem ser superiores a 25%.

Filtros de areia aplicados à irrigação localizada: teoria e prática

A aplicação de filtros de areia em sistemas de irrigação localizada é recomendada quando a água possui contaminação orgânica e de algas. O correto dimensionamento e manutenção desses equipamentos são essenciais para garantir o controle efetivo da qualidade da água de irrigação, visando a reduzir a obstrução de emissores, a manter a uniformidade de aplicação de água e a evitar o aumento nos custos de operação do sistema. Apesar da existência de informações técnicas sobre o projeto, a operação e a manutenção desses filtros na literatura, elas estão dispersas e com detalhamento insuficiente para permitir otimização do dimensionamento da estrutura hidráulica e da escolha do meio poroso a ser utilizado. Dessa forma, o objetivo deste trabalho é apresentar uma revisão de literatura, relacionando informações práticas com conhecimento científico existente, buscando induzir e ampliar as pesquisas sobre este tema e contribuir para que as funções operacionais estabelecidas para o equipamento sejam plenamente alcançadas. Espera-se, também, auxiliar na melhoria dos processos de filtração e de retrolavagem na irrigação agrícola e no desenvolvimento de procedimentos metodológicos de projeto e no uso racional desses dispositivos.

Perda de carga em filtros orgânicos utilizados no tratamento de água residuária de suinoculturas

Com a realização deste trabalho, objetivou-se parametrizar a equação de evolução da perda de carga, para descrição do processo de filtração de água residuária da suinocultura. No preenchimento das colunas filtrantes, foram utilizados bagaço de cana-de-açúcar triturado, serragem de madeira e pergaminho de grãos de café. Dados de perda de carga em diferentes profundidades e tempos de operação dos filtros orgânicos foram coletados para ajuste das equações de perda de carga. Para as equações ajustadas, foram obtidos altos coeficientes de determinação, sendo que a significância dos coeficientes da regressão foi, na sua quase totalidade, de 1% de probabilidade, podendo ser utilizada na predição do comportamento dos filtros. As variáveis tempo de operação e profundidade das colunas filtrantes, constituídas pelos três materiais filtrantes, apresentaram comportamento quadrático na estimativa da perda de carga total. O tempo ideal de operação ininterrupta dos filtros, sem troca de material filtrante, foi de, aproximadamente, 1,5 h e, depois de corrido esse tempo, o material filtrante deverá ser substituído.

Processo da retrolavagem em filtros de areia usados na irrigação localizada

O processo da retrolavagem consiste na passagem da água através do filtro em sentido contrário ao fluxo de filtragem com o objetivo de remover partículas orgânicas e inorgânicas retidas no meio filtrante. O projeto de filtros de areia com configurações ineficientes e a ocorrência de condições operacionais inadequadas contribuem para limitar o desempenho desse processo, causando deficiências na limpeza dos meios filtrantes e comprometendo o funcionamento dos sistemas de irrigação localizada. O objetivo do presente trabalho é proporcionar uma revisão sobre os conceitos associados ao processo da retrolavagem nos filtros de areia, relacionando informações existentes na literatura com experiências de laboratório. Foi gerado um texto básico com informações técnico-científicas sobre o tema, visando a criar um momento de reflexão sobre o processo de retrolavagem e a contribuir para a melhoria do desempenho desses equipamentos na irrigação localizada.

Contribuição da estrutura interna na perda de carga de filtros de areia utilizados na irrigação

A dinâmica de operação dos filtros de areia afeta o desempenho hidráulico do sistema de irrigação, elevando a perda de carga e alterando a altura manométrica total do sistema. Buscando entender parte dessa dinâmica, o objetivo deste trabalho foi determinar o efeito da estrutura interna de filtros de areia na perda de carga de três modelos de equipamentos fabricados no Brasil, sem a presença do elemento filtrante e utilizando água limpa. Adicionalmente, com o ajuste do modelo matemático exponencial aos dados experimentais, procurou-se estabelecer comparações entre os tipos de estrutura dos filtros avaliados. Os ensaios foram realizados em um módulo experimental construído no Laboratório de Hidráulica e Irrigação da FEAGRI/UNICAMP. Os resultados mostraram que a estrutura hidráulica interna dos filtros determinou comportamentos hidráulicos diferenciados e que os tipos de estruturas (placa difusora e drenos) alteraram o padrão de operação dos modelos ensaiados. A função matemática proposta representou, significativamente, o fenômeno físico de perda de carga para as condições do experimento.

Aplicação de túnel de vento na avaliação de linhas de fluxo geradas por crepinas de filtros de areia

Visando à obtenção de informações técnicas que auxiliem aprimorar a eficiência hidráulica de filtros de areia nos processos de filtragem e retrolavagem, buscou-se avaliar o potencial de utilização de uma bancada didática de túnel de vento como método de visualização e caracterização das linhas de fluxo geradas pela interação da geometria de um modelo de dreno (crepina) com diferentes velocidades de escoamento. Os ensaios foram realizados, instalando-se um modelo comercial de dreno, do tipo cilíndrico, em um módulo experimental construído para ser acoplado a um túnel de vento vertical. Simularam-se as três vazões de escoamento de ar fornecidas pelo módulo, obtendo-se registros fotográficos com uma câmara de alta velocidade, cujas imagens foram tratadas para destacar a disposição das linhas de fluxo e os caminhos preferenciais de escoamento para os sentidos de escoamento de filtragem e retrolavagem. Correlacionou-se, por similitude, o intervalo de operação do túnel de vento com valores de vazão praticados em processos de filtração com água, em filtros de areia comerciais, com 40; 60 e 100 cm de diâmetro. Os resultados obtidos validaram a metodologia proposta, permitindo analisar o efeito da geometria da crepina nas linhas de fluxo experimentais, tanto no modo de filtragem quanto no de retrolavagem.

Peritonite aguda experimental em ratos: modelo de bloqueio transdiafragmático com membrana celulósica

O objetivo deste trabalho foi analisar o efeito do bloqueio transdiafragmático na vigência de peritonite aguda infecciosa induzida por inoculação de suspensão bacteriana qualitativa e quantitativa predeterminada. Foram analisados 41 ratos, adultos, machos, da raça Wistar, com peso variando de 118 a 399 g. Os animais foram alocados em dois grupos: grupo A ou controle (n=19), e grupo B ou experimental (n=22). Os animais do grupo B, após indução anestésica inalatória, foram submetidos a laparotomia e bloqueio da superfície peritoneal diafragmática com membrana celulósica e mantidos sob condições ad libitum por 15 dias.. Após esse período, em ambos os grupos inoculou-se, por via percutânea na cavidade abdominal, suspensão bacteriana constituída de Pseudomonas aeruginosa 2,7 x 10(9) UFC/ml (American Type Culture Collection - ATCC 25853), na proporção de 1 ml de suspensão para cada 100 g de peso. Sempre que se detectou o óbito, o animal foi submetido a necropsia para avaliação macroscópica da cavidade peritoneal e pleural, bem como coleta de conteúdo pleural e punção intracardíaca para cultura. Os animais sobreviventes foram sacrificados após 48 horas e, também, submetidos a necropsia e coleta de material para avaliação bacteriológica. Verificaram-se em todos os animais sinais clínicos característicos do estado séptico evolutivo. A incidência de derrame pleural observada no grupo controle em relação ao grupo experimental foi, respectivamente, 18 (94,7%) e oito (36,4%), (p=0,0001). Na análise bacteriológica do derrame pleural e na hemocultura de ambos os grupos, isolou-se como agente único Pseudomonas aeruginosa em, respectivamente, 88,46% e 60,97%. Para a análise da curva de sobrevivência utilizou-se o método não-paramétrico de Kaplan-Meier, demonstrando maior sobrevida no grupo B (p=0,024; p=0,0211). Demonstrou-se, no presente estudo, que os animais submetidos a bloqueio transdiafragmático prévio com membrana celulósica apresentaram maior sobrevida e menor freqüência de derrame pleural, estatisticamente significante, quando comparados aos animais não submetidos ao bloqueio.

Uso primário da membrana amniótica na redução de onfaloceles gigantes

OBJETIVO: Demonstrar a eficiência da redução de grandes onfaloceles utilizando o âmnio como "silo". MÉTODO: Doze pacientes com onfaloceles gigantes submetidos à redução progressiva pela inversão do âmnio. RESULTADOS: Obtida redução completa entre cinco e dez dias, sem necessidade de prótese, em dez pacientes. Foram colocados dois "silos" por ruptura do âmnio durante a redução, com um óbito por septicemia. CONCLUSÕES: Apesar da casuística ser pequena, o método se mostrou confiável e eficaz no tratamento definitivo das grandes onfaloceles.

Estudo por microscopia eletrônica do epitélio de neovaginas confeccionadas com membrana amniótica e pesquisa de receptores para estrogênios

Objetivo: verificar pela microscopia eletrônica as alterações ocorridas no âmnio empregado para a construção de neovaginas e a presença de receptores para estrogênio (REc) nesse epitélio. Métodos: um grupo de 33 pacientes jovens portadoras de agenesia vaginal, em sua maioria amenorréicas, com dificuldade ou impossibilidade de manter atividade sexual, submeteu-se à correção cirúrgica da anomalia pela técnica de McIndoeBanister. Em cada uma das mulheres, a vaginoplastia criou uma cavidade ampla pela dissecção romba do espaço vésicoretal. Um molde de esponja sintética revestido pelo condom e pela membrana amniótica era introduzido e fixado na cavidade criada. No 8º dia do pós-operatório, o molde era retirado, permanecendo um neoepitélio em formação, oriundo da metaplasia da membrana amniótica. Resultados: a microscopia eletrônica de transmissão (MET) realizada em tecidos obtidos de biópsias das neovaginas mostrou características semelhantes nas três camadas destes epitélios, quer no citoplasma, quer nas organelas celulares em comparação com mulheres normais. Comparou-se a intensidade de coloração dos REc em cortes histológicos do neoepitélio vaginal do grupo de mulheres submetidas à neovaginoplastia pela técnica de McIndoe modificada com mulheres normais no menacme. Os REc apresentaram intensidade distinta nas três camadas da mucosa no grupo de mulheres em que foi elaborada a neovagina com revestimento de membrana amniótica. A análise do neoepitélio vaginal obtido com enxerto de membrana amniótica para correção cirúrgica de agenesia vaginal evidenciou pela MET características de um epitélio vaginal trófico. Conclusões: o tecido amniótico enxertado sofre um processo de transformação completa e esta mudança foi evidenciada à MET; os graus de intensidade dos REc das diferentes camadas do epitélio vaginal estudado, em cortes histológicos oriundos de mulheres no menacme, são semelhantes aos cortes histológicos obtidos em biópsias de neovaginas revestidas com membrana amniótica.