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Waldir Nagel Schirmer

Engenharias

Engenharia de Energia
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  • pré-tratamento de resíduos lignocelulósicos em processos de digestão anaeróbia aplicados à geração de energia
  • Estudos referentes à valorização de resíduos orgânicos lignocelulósicos para a produção de energia vêm de encontro à crescente demanda por combustíveis renováveis e cumprimento de metas de descarbonização. Para que se verifique a possibilidade de aproveitamento desses resíduos, via digestão anaeróbia, são necessários estudos acerca do potencial de geração de metano, fundamentais para a avaliação da viabilidade técnico-financeira do projeto. Neste contexto, a presente proposta tem, como objetivo geral, avaliar em escala de laboratório o rendimento de metano obtido a partir da biodigestão de resíduos lignocelulósicos de origem agrícola pré-tratados biológica e quimicamente. Em linhas gerais, as seguintes atividades estão previstas para o cumprimento desta proposta: 1) identificar as melhores condições dos pré-tratamentos químico (utilizando reagente alcalino, como hidróxido de sódio, e ureia) e biológico (utilizando enzimas comerciais e rúmen bovino) aplicados a uma mistura de resíduos lignocelulósicos de origem agrícola. As melhores condições de pré-tratamento serão determinadas a partir da alteração nos teores de lignina e holocelulose dos substratos avaliados; 2) as melhores condições de pré-tratamento (químico e biológico) serão aplicadas na co-digestão anaeróbia (sob condições mesofílicas) dos resíduos pré-tratados utilizando o teste de PMB (potencial bioquímico de metano), comumente adotado na medida de biodegradabilidade de resíduos orgânicos. A eficiência desta etapa de biodigestão será determinada a partir dos volumes totais de metano gerado; 3) a partir dos parâmetros e resultados das etapas anteriores, será estimado o potencial de geração de energia elétrica instalada em uma propriedade rural (ou condomínio de agroenergia) tendo por base o volume (diário/mensal) de resíduos dessa natureza. Uma vez definidas as melhores condições de cada etapa do estudo em pequena escala, pode-se adequá-los mais facilmente para sua reprodução em escalas maiores (up scaling).
  • Universidade Estadual do Centro-Oeste - PR - Brasil
  • 04/12/2023-31/12/2026
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Walney Silva Araujo

Engenharias

Engenharia de Materiais e Metalúrgica
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  • desenvolvimento de ligas fe-mn biodegradáveis para aplicação na área da saúde
  • Atualmente, o tratamento de defeitos ósseos é realizado por meio de enxertos, que têm como objetivo a recuperação do osso saudável. Entretanto, essa estratégia é limitada devido, principalmente, ao risco de rejeição de corpo estranho. Uma alternativa é a utilização de biomateriais sintéticos e inertes que podem atuar na restauração. A natureza desses biomateriais, no entanto, não permite a regeneração óssea completa, pois permanecem no local do implante. Os metais degradáveis fazem parte da última geração de substitutos ósseos projetados para serem biodegradáveis e facilitar o crescimento ósseo. Nestes materiais a corrosão não deve ser evitada, mas limitada a determinada taxa dentro do corpo humano. Dentro dessa classe de biomateriais, as ligas Fe-Mn oferecem perspectivas atraentes para aplicação como substituto ósseo no suporte de carga. Esses materiais são utilizados em implantes metálicos temporários para dar suporte mecânico a um tecido durante a sua recuperação, mas devem ser completamente corroídos durante a restauração do tecido. Uma questão importante é que a taxa de corrosão deve ser adequada para que o material forneça suporte mecânico contínuo enquanto o processo de regeneração óssea progride. As ligas Fe-Mn são biodegradáveis e apresentam alto potencial para aplicação pois possuem excelente processabilidade e a taxa de degradação pode ser adequada para o período de regeneração óssea. A adição de 28%, ou mais, de Mn na liga, estabiliza a fase austenítica, o que é imperativo para uso em implantes. Adicionalmente, como o Mn tem potencial de redução inferior ao do Fe, o potencial da liga Fe-Mn é inferior ao das ligas ferrosas sem Mn resultando em uma biodegradação mais rápida. Neste projeto, ligas Fe-Mn com diferentes composições serão desenvolvidas por manufatura aditiva. As ligas serão caraterizadas quanto à corrosão e citotoxicidade. O monitoramento da corrosão do material será realizado por ensaios eletroquímicos em soluções que simulam fluidos corpóreos
  • Universidade Federal do Ceará - CE - Brasil
  • 02/12/2023-31/12/2026
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Walter Barra Junior

Engenharias

Engenharia Elétrica
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  • estudos experimentais de estratégias robustas e adaptativas para o controle automático de sistemas de energia
  • Este projeto é focado em pesquisa experimental para o desenvolvimento de protótipos de controladores robustos destinados à ampliar a segurança operacional e melhorar o desempenho de sistemas de geração de energia elétrica. Para esse fim, serão investigadas técnicas de controle robusto e adaptativo para regulação de tensão, para regulação de potência, e também para prover amortecimento efetivo de oscilações eletromecânicas sustentadas na planta. As mudanças de ponto de operação ou de topologia, que naturalmente ocorrem durante a operação de em um sistema de geração de energia elétrica provocam a perda de sintonia dos controladores automáticos presentes na planta. Como conseqüência disso, poderá ocorrer perda de desempenho e uma sensível redução das margens de estabilidade do sistema de potência, comprometendo a segurança operacional da planta. Para esse fim, serão investigadas experimentalmente os desempenho de dois tipos de estratégias de controle: Controle Robusto Paramétrico (Rocha e Barra, et al, 2020) e Controle adaptativo LPV (Linear Parameter-Varying Control) (Nogueira e Barra, et al, 2018). O primeiro tipo de estratégia, Controle Robusto Paramétrico, possui propriedades indicadas para lidar com variações lentas no ponto de operação e com incertezas oriundas de envelhecimento de componentes do sistema de potência. Já a estratégia de controle do tipo LPV, por sua vez, possui propriedades indicadas para lidar com não-linearidades e variações rápidas do ponto de operação ou da topologia da planta. O desempenho de ambos os tipos de estratégias de controle será investigado experimentalmente via a realização de testes em sistemas de potência reais, em escala de laboratório, constituídos por um gerador síncrono, dois geradores fotovoltaicos e conversores de eletrônica de potencia dos tipos CC-CC e inversores. As leis de controle resultantes da investigação serão embarcadas em protótipos de controladores automáticos, implementados com base em microcontroladores.
  • Universidade Federal do Pará - PA - Brasil
  • 04/12/2023-31/12/2026
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