Projetos de Mestrado
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2019
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Avaliação do Impacto da qualidade do ar de Congonhas- MG nas condições socioambientais do município
Equipe integrante:
Ana Maria de Oliveira¹; Rogério Antônio Pícoli2, Luciano de Paula Modesto3.
¹Professora do Departamento de Química, Biotecnologia e Engenharia de Bioprocessos da Universidade Federal de São João del-Rei (UFSJ), Ouro Branco (MG), Brasil.
²Professor do Departamento de Filosofia da Universidade Federal de São João delRei (UFSJ), São João del-Rei (MG), Brasil.
3Aluno de Pós-Graduação em Tecnologias para o Desenvolvimento Sustentável da Universidade Federal de São João del-Rei (UFSJ), Ouro Branco (MG), Brasil.
Endereço para correspondência: amaria@ufsj.edu.br.
Devido à consolidação dos processos industriais e o impulso das múltiplas cadeias produtivas houve um crescimento no descarte de resíduos e geração de poluentes para o meio ambiente, causando, dentre outras, um avanço na poluição ambiental atmosférica (ANENBERG et al., 2016). A mineração é uma das atividades mais poluidoras, pois gera material particulado (MP) em todas as etapas do seu processo produtivo, como por exemplo, na perfuração e uso de explosivos, jateamento, coleta e transporte (TAVARES et al., 2017). Além do ambiente, a poluição do ar impacta diretamente na saúde humana, especialmente de crianças e idosos. Sendo assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a relação entre o MP10, gases poluentes e condições ambientais e os impactos socioambientais em Congonhas-MG. Para tal foram coletados dados concentrações de MP10 (MP<10 µm), partículas totais em suspensão (PTS), gases poluentes (NO, NOx, NO2, O3, SO2), temperatura, umidade relativa, velocidade do vento e precipitação em dois pontos da cidade, nos bairros Basílica – E1 e Matriz - E2. Os dados de condições ambientais foram usados para avaliar a influência na exposição ao MP10 e PTS. Para correlacionar o MP10 e PTS com os gases poluentes, parâmetros meteorológicos e variáveis de saúde foi aplicada a técnica de análise de componentes principais (PCA). Os dados de internações e mortalidade por doenças respiratórias e cardiovasculares entre janeiro de 2017 a dezembro de 2018 foram obtidos no DATASUS e na Secretaria Municipal de Saúde e também foram usadas nestes estudos de correlação. As concentrações mais elevadas de MP10 foram de 54 µg m-3 para E1 e 78 µg m-3 para E2. Quanto às PTS, as medidas foram de 94 µg m-3 para E1 e 157 µg m-3 para E2. Os níveis de MP10 e PTS se revelaram superiores em E2 nos períodos analisados, com as mesmas condições climáticas que E1. Isso se explica pela localização geográfica de E2 e direção dos ventos. Nessa área do município há comércios e escolas indicando forte influência do trânsito. Segundo Liu et al. (2015), emissões veiculares representam em torno de 25% do total de MP10 e 40% de poluentes gasosos. Em algumas coletas as medidas de O3, NOx e NO2 foram superiores ou próximas às de MP10 e PTS. Os gases poluentes podem ter sido gerados por queima de combustíveis fósseis por fontes fixas ou móveis (MMA, 2019). Conforme a PCA, as correlações foram fortemente positivas entre MP10, PTS, NOx e NO2 e fortemente negativa com a umidade relativa. Para a PCA entre MP10, PTS e variáveis de saúde, as correlações foram fortemente positivas entre MP10, PTS, internações (IDR) e óbitos por doenças respiratórias (ODR) e internações por doenças cardiovasculares (IDC). Em 2017 e 2018, as IDR foram superiores às IDC, em função principalmente de quadros de pneumonia e os ODC superaram os ODR, sendo o infarto e a hipertensão predominantes. Assim, se observa o forte impacto do MP10 e PTS no ambiente e na saúde humana do município de Congonhas. As concentrações médias diárias observadas sinalizam para a importância de um controle eficaz e medidas mitigadoras, visto que, em alguns períodos os níveis de MP10 e PTS ultrapassaram os limites permitidos pelo Conama e também pela OMS.
Palavras-chave: Poluição, MP10, mineração, impacto ambiental.
Referências:
[1] ANENBERG, S. C.; BELOVA, A.; BRANDT, J.; FANN, N.; GRECO, S.; GUTTIKUNDA, S.; HEROUX, M. E.; HURLEY, F.; KRZYZANOWSKI, M.; MEDINA, S.; MILLER, B.; PANDEY, K.; ROOS, J.; DINGENEN, R. Survey of ambient air pollution health risk assessment tools. Risk Analysis, v. 36, nº. 9, p. 1718-1736, 2016.
[2] LIU, Y.; WANG, S.; LOHMANN, R.; YU, N.; ZHANG, C.; GAO, Y.; ZHAO, J.; MA, L. Source apportionment of gaseous and particulate PAHs from trafficemission using tunnel measurements in Shanghai, China. Atmospheric Environment, v. 107, p. 129-136, 2015.
[3] MMA - MINISTÉRIO MEIO AMBIENTE. Poluentes Atmosféricos. Disponível em:http://www.mma.gov.br/cidades-sustentaveis/qualidade-do-ar/poluentes atmosféricos.html. Acesso em: 10 mai. 2019.
[4] TAVARES, F.; ARDISSON, J. D.; RODRIGUES, P. C. H.; FABRIS, J. D.; FERNANDEZ-OUTON, L. E.; FELICIANO, V. M. Ferruginous compounds in the airborne particulate matter of the metropolitan area of Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil. Environmental Science and Pollution Research, v. 24, nº. 24, p. 1968319692, 2017.
2018
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Síntese e caracterização de catalisadores a base de Magnésio e Cério impregnados em nióbio para aplicação na oxidação da anilina
Equipe integrante: Eduardo Prado Baston¹; Karine Rocha Xavier².
¹Professor adjunto IV do Departamento de Engenharia Química da Universidade Federal de São João Del-Rei (UFSJ), Ouro Branco (MG), Brasil.
²Aluna de Mestrado no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química da Universidade Federal de São João del-Rei (UFSJ), Ouro Branco (MG), Brasil.
Endereço para correspondência: karine_rx@hotmail.com.
A catálise tem sido muito estudada devido a sua vasta aplicabilidade em diversos setores industriais como, por exemplo: na geração de novos produtos, no tratamento de efluentes, no desenvolvimento fontes de energia, entre outros. O ramo da catálise está bem consolidado, porém, sempre há espaço para o desenvolvimento de novas tecnologias a fim de obter catalisadores mais eficientes [1]. Sabe-se que a seletividade e a atividade do catalisador são dependentes do material utilizado em sua síntese, por isso, existe uma crescente busca por materiais que sejam capazes de otimizar os processos industriais [3]. Na literatura, encontram-se vários estudos sobre o tratamento de efluentes gerados pelas indústrias utilizando o processo de oxidação avançada [4]. Processos oxidativos avançados são capazes de mineralizar compostos orgânicos transformando em dióxido de carbono, água e íon inorgânicos [7]. A anilina é considerada contaminante ambiental e pode ser encontrada em diversos efluentes industriais. A oxidação da anilina em fase líquida é considerada um processo oxidativo avançado, porém, pouco entendida devido a sua baixa seletividade ao produto de interesse, pois, através da reação é possível obter diversos outros produtos, sendo alguns deles de grande interesse comercial [5]. Nos últimos anos, a utilização do peróxido de hidrogênio como agente oxidante em reações de oxidação tem ganhado destaque [2]. A reação de oxidação da anilina usando o peróxido de hidrogênio tem sido bastante estudada, porém, é preciso obter um catalisador para promover melhor seletividade para os produtos de interesse. Devido às suas características químicas e físicas, o pentóxido de nióbio (Nb2O5), óxido de Cério (CeO2) e óxido de magnésio (MgO2) Vêm sendo estudado em diversos processos catalíticos. Esses compostos podem ser utilizados como promotores de catalisador, suporte catalítico e, também, como catalisadores [4]. O Brasil é o maior produtor e exportador de nióbio, possuindo mais de 90 % das reservas mundiais, principalmente os estados de Minas Gerais e Goiás. O Ministério de Minas e Energia do Brasil (2010) determinou a ampliação do uso do nióbio pelas indústrias a fim de desenvolver novos produtos com objetivo de agregar valor ao nióbio [6]. Diante deste contexto, a aplicação de catalisadores à base de nióbio, cério e magnésio na reação de oxidação da anilina para produção de compostos com alto valoragregado é de extrema importância para a indústria e o meio científico.
Palavras-chave: catálise heterogênea, oxidação da anilina, nióbio, cério, magnésio..
Referências:
[1] CIOLA R. Fundamentos de Catálise. 1 ed. Editora Moderna. São Paulo, 1981.
[2] FOREZI, L. S. M. Métodos de preparação industrial de solventes e reagentes químicos. Revista virtual de química. v. 3, n. 6. 2011.
[3] GHOSH, S; Acharyya S. S.; Sasaki T.; Bal R. Roomtemperatureselectiveoxidationofanilinetoazoxybenzene over a silversupportedtungsten oxide nanostructuredcatalyst. Green Chemistry, 2015.
[4] CARVALHO, K. T. G. Síntese e modificação de óxidos de nióbio para uso como catalisadores em reações de oxidação: estudos por cálculos teóricos e evidências experimentais. Dissertação (Mestrado em Agroquímica) – Universidade Federal de Lavras, Lavras. 2009.
[5] LEKHA, L.; KANMANI RAJA, K.; RAJAGOPAL, G.; EASWARAMOORTHY, D. Schiff base complexes ofrareearth metal ions: synthesis, characterizationandcatalyticactivity for theoxidationofanilineandsubstitutedanilines. JournalofOrganometallicChemistry, v. 753, p. 72-80, 2014.
[6] LOPES, O. F.; MENDONÇA, V. R.; SILVA, F. B. F.; PARIS, E. C.; RIBEIRO, C. Óxidos de nióbio: Uma visão sobre a síntese do Nb2O5 e sua aplicação em fotocatálise heterogênea. Quimica Nova. v. 38, 2014.
[7] TEIXEIRA, C.P.A.B.; JARDIM, W.F. Caderno temático: Processos Oxidativos Avançados – Conceitos teóricos. Campinas: UNICAMP, v. 3, 2004.
[8] VENTURA, W. M. Preparação de catalisadores heterogêneos a base de Nb2O5 e CeO2 para oxidação da anilina em fase líquida. Dissertação (Mestrado em Química) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto p. 69. 2017.
2018
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2017
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Estudo de catalisadores de níquel em zirconia promovidos com lantânio, utilizados na reforma seca do metano
Equipe integrante: Jorge David Alguiar Bellido¹; Dennis Júnior Lara Faleiro de Rezende².
¹Professor(a) do Departamento de Engenharia Química da Universidade Federal de São João del-Rei (UFSJ), Ouro Branco (MG), Brasil.
²Aluno(a) de Pós-Graduação em Engenharia Química da Universidade Federal de São João del-Rei (UFSJ), Ouro Branco (MG), Brasil.
Endereço para correspondência: dennisjrlara@gmail.com.
O metano pode ser encontrado em grandes quantidades por todo o mundo, em conjunto com as reservas de petróleo. Além disso, pode-se obter metano, na forma de biogás, em biodigestores e aterros sanitários. Entretanto, pouca quantidade desse gás é aproveitada. Sendo que muitas vezes ele é queimado, reinjetado para auxiliar na extração de petróleo ou liberado na atmosfera. Das possíveis opções para se produzir gás de síntese a partir do metano, destaca-se a Reforma Seca do Metano (RSM). Nela, o metano reage com dióxido de carbono através de uma reação catalítica. Metano e dióxido de carbono são dois dos principais contribuintes para o efeito estufa, o que faz da RSM uma alternativa para o combate à emissão desses gases na atmosfera (ALBARAZI, GÁLVEZ E COSTA, 2015)
Entre os catalisadores que apresentam melhor desempenho encontram-se os baseados em metais nobres, sendo aqueles baseados em níquel uma alternativa economicamente mais atraente. Entretanto, a formação de coque durante a RSM é um problema ainda a ser superado (GARCÍA-DIEGUEZ ET AL., 2010). Um dos suportes mais utilizados para os catalisadores de níquel é a zirconia (ZrO2), devido à suas propriedades físicas e químicas. Sua estabilidade térmica é um dos principais fatores para manter sua área superficial durante a reação. A zircônia pode ser modificada pela adição de lantanídeos com intuito de melhorar suas propriedades físico-químicas (BELLIDO E ASSAF, 2009). Dessa forma, este projeto tem por objetivo estudar catalisadores de níquel em zircônia e promovidos com óxido lantânio na reforma seca de metano e avaliar seu desempenho na conversão de metano em gás de síntese.
Palavras-chave: reforma seca do metano, catálise.
Referências:
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ALBARAZI, A.; GÁLVEZ, M. E.; COSTA, P. da. Synthesisstrategiesofceria-zirconiadopedNi/SBA-15 catalysts for methanedryreforming. Catalysis Communications, Saint CyrL’Ecole, v. 59, p. 108-112, 2015.
-
BELLIDO, J. D. A.; ASSAF, E. M. Effectof Y2O3-ZrO2 supportcompositiononnickelcatalystevaluated in dryreformingofmethane. Appliedcatalysis A: General, v. 352, p. 179-187, 2009.
-
GARCÍA-DIÉGUEZ, M.; PIETA, I. S.; HERRERA, M. C.; LARRUBIA, M. A.; ALEMANY, L. J. NanostructuredPt- andNi- basedcatalysts for CO2-reforming ofmethane. Journalofcatalysis, v. 270, p. 136-145, 2010.
Problema do Isomorfismo para Álgebras de RA Loops sobre os Racionais
Equipe integrante: Mariana Garabini Cornelissen Hoyos¹; Francisco César Polcino Milies².
¹Professora do Departamento de Física e Matemática da Universidade Federal de São João del-Rei (UFSJ), Ouro Branco (MG), Brasil.
² Professor do IME/USP e Professor do CMCC/UFABC, Brasil.
Endereço para correspondência: mariana@ufsj.edu.br.
É natural se perguntar até que ponto o conhecimento da estrutura e propriedades de uma álgebra de loop podem determinar a estrutura do loop. Nesse sentido, esse projeto pretende estudar o problema do isomorfismo para RA loops finitamente gerados sobre o corpo dos números racionais (Q), isto é, dado um RA loop finitamente gerado L e um outro loop M tal que QL é isomorfo à QM, será que L é isomorfo a M? Muito já se sabe sobre o problema do isomorfismo para RA loops de torção sobre os inteiros e para os RA loops finitos sobre Q. Com relação aos RA loops finitamente gerados, sabe-se que se L1 e L2 são dois tais loops então uma das condições necessárias para que suas álgebras de loops sejam isomorfas é que L1/L1’ seja isomorfa a L2/L2’ onde L’ é o subloop de L gerado pelo seu único comutador-associador não identidade. A partir desse resultado e da classificação dos RA loops finitamente gerados já existentes, pretende-se estudar a estrutura de L/L’ para dar uma resposta ao problema do isomorfismo para esse tipo de RA loops.
Palavras-chave: RA loops, problema do isomorfismo.
Publicações:
CORNELISSEN, M.G. AND MILIES, C.P. Finitely Generated Groups G such that G/Z(G) ≃ Cp × Cp, Comm. in Algebra, 42. 2014, 378-388.
CORNELISSEN, M.G. AND MILIES, C.P. Classifying Finitely Generated Indecomposable RA Loops. (a aparecer).
Referências:
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GOODAIRE; E. JESPERS; C. POLCINO MILIES. Alternative Loop Rings. North Holland Mathematics Studies. N. 184, 1996.
2017
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Nanosensor para determinação do agrotóxico glifosato em alimentos
Equipe integrante: Igor José Boggione Santos¹; Rodrigo Fernando Bianchi²; Elídia Guerra¹; Cinthia Rocha da Silva³.
¹Professor(a) do Departamento de Química, Biotecnologia e Engenharia de Bioprocessos da Universidade Federal de São João del-Rei (UFSJ), Ouro Branco (MG), Brasil.
²Professor do Departamento de Física da Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP), Ouro Preto (MG), Brasil.
³Aluna de Pós-Graduação em Tecnologias para o Desenvolvimento Sustentável da Universidade Federal de São João del-Rei (UFSJ), Ouro Branco (MG), Brasil.
Endereço para correspondência: igorboggione@ufsj.edu.br.
O homem maneja o solo para a sua subsistência há mais de dez mil anos, entretanto, somente após a Revolução Verde, na década de 1950, que o uso de agrotóxicos se intensificou, visando à expansão das áreas cultivadas e o aumento da produção de alimentos no mundo. Em menos de quarenta anos, esses produtos químicos, tornaram-se os insumos mais utilizados na produção agrícola de larga escala. E na última década, o mercado brasileiro de agrotóxico expandiu aceleradamente (190%), apresentando crescimento superior ao dobro do mercado global (93%), tornando-se, portanto, o líder no ranking mundial desde 2008. (MATTOS, 2008; RIGOTTTO et al., 2014).
Atualmente, o herbicida a base de glifosato está entre os principais pesticidas utilizados na agricultura brasileira e mundial. Trata-se de um herbicida sistêmico, pós-emergente, não seletivo e seu modo de ação consiste na alteração de diferentes processos bioquímicos vitais nas plantas, como a biossíntese de aminoácidos, proteínas e ácidos nucléicos (MATTOS,2008).
A exposição do homem e do meio ambiente ao glifosato tem sido alvo de diversos estudos. No ambiente seu comportamento é complexo, entretanto, sabe-se que ele possui alto potencial de atingir o solo e as águas, principalmente devido às intempéries que proporcionam percolação, lixiviação e erosão. Dessa forma, o uso exacerbado e sem fiscalização do glifosato é responsável pelos danos na saúde do agricultor, do consumidor e do meio ambiente. Moreira et al. (2012) identificou resíduos de glifosato na urina de 88,6% dos trabalhadores/professores urbanos e rurais de Lucas do Rio Verde - MT (BRASIL, M.A.; MATTOS, 2008; MOREIRA, 2012).
Portanto, é urgente e necessário a busca por tecnologias que permitam a determinação e identificação de agrotóxicos em alimentos, água e ambiente. A nanotecnologia surge, então, como uma alternativa promissora neste quesito por permitir a fabricação de sensores cada vez menores, mais seletivos e mais sensíveis para a detecção e monitoramento de poluentes, tornando a agricultura mais sustentável (SILVA, 2009).
Atualmente a detecção de agrotóxicos depende de técnicas complexas, demoradas, dispendiosas e que são realizadas apenas em algumas regiões do país. Além disso, algumas técnicas são pouco sensíveis para determinados produtos químicos (BUENO,2013). Assim, este projeto objetiva o desenvolvimento de um nanosensor, sensível, portátil, de fácil manuseio e de detecção rápida, que possa ser utilizado por consumidores (sociedade civil, países importadores e/ou indústrias), órgãos fiscalizadores, pesquisadores e pelo próprio agricultor na determinação da presença de glifosato em alimentos.
Palavras-chave: Nanoestruturas, Tecnologia sustentável, Monitoramento de alimentos.
Referências:
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Bueno, C.C. Desenvolvimento de um nanobiossensor para o monitoramento da qualidade ambiental no setor agrícola. Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-Graduação em Ciências dos Materiais, Sorocaba, SP, 2013.
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Mattos, Rodrigo Alves de. Estudo das interações do herbicida glifosato com argila natural brasileira monoiônica/ Rodrigo Alves de Mattos. -- Campinas, SP: [s.n], 2008.
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Moreira, Peres, Pignati e Dores. Avaliação do risco à saúde humana decorrente do uso de agrotóxicos na agricultura e pecuária na região Centro-Oeste do Brasil ; Relatório de pesquisa CNPq 555193/2006-3, Brasília, CNPq, 2010, UFMT /ISC; Brasília, abril de 2012.
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Rigotto, R.M. Núcleo TRAMAS- Trabalho, Meio Ambiente e Saúde para a Sustentabilidade. Universidade Federal do Ceará.
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Rigotto, R.M.; Vasconcelos, D.P.; Rocha, M.M. Uso de agrotóxicos e problemas para a saúde pública. Cad. Saúde Pública, Rio de Janeiro, 30(7):1-3, jul, 2014.
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Silva, M.C.F. Desenvolvimento de um nanosensor para monitorizar a ciprofloxacina em águas superficiais. Mestrado em Engenharia Química Ramo Optimização Energética na Indústria Química, Instituto Superior de Engenharia do Porto, novembro 2009.