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Projetos de Pesquisa

 

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Túlio Hallak Panzera

Engenharias

Engenharia Aeroespacial
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  • juntas multifuncionais fabricadas de adesivos compósitos particulados e metasuperfícies via ablação a laser
  • Trata-se de um projeto microestrutural de superfícies e adesivos com intuito de aumentar o desempenho mecânico de juntas adesivas (metal-metal, metal-compósito e compósito-compósito) por meio do processo de ablação a laser e da inclusão de partículas cerâmicas. O tema é amplo, envolvendo efeitos de parâmetros de corte, topografia e tipo de superfície e de adesivo. Esta proposta de pesquisa investigará um parâmetro de estudo inédito, a incorporação de micropartículas cerâmicas no adesivo, visando aumentar o ancoramento entre as superfícies tratadas. Os principais objetivos são: (i) estudar o efeito dos parâmetros de corte a laser nas características topográficas de superfícies metálicas e compósitas; (ii) estudar diferentes arquiteturas de ranhuras superficiais, envolvendo pontos e linhas de geometrias variadas, nas propriedades mecânicas de juntas adesivadas com polímeros sintético e natural; (iii) estudar o efeito da incorporação de micropartículas de sílica e carbeto de silício nas propriedades mecânicas de adesivos poliméricos (epóxi e natural); (iv) estudar por meio de ensaios de junta (single lap) o efeito do intertravamento mecânico a ser obtido pela penetração das micropartículas rígidas nos vales topográficos, obtidos via ablação a laser, em superfícies metálicas e compósitas, utilizando polímero sintético e natural; (v) contribuir na formação de pesquisadores em nível de doutorado e pós-doutorado; (vi) fortalecer e expandir a internacionalização da UFSJ por meio da colaboração com as Universidades de Bristol (Inglaterra) e de Glasgow (Escócia); (vii) inovar e patentear a junta multifuncional investigado nesta pesquisa, (viii) promover o crescimento da produção científica de excelência e o reconhecimento do grupo de pesquisa Brasileiro, (ix) compartilhar a infraestrutura adquirida com demais grupos de pesquisa da UFSJ e do país, (x) divulgar os resultados para o público especializado e (xi) escalonar a tecnologia.
  • Universidade Federal de São João Del-Rei - MG - Brasil
  • 02/12/2023-31/12/2026
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Tulio Matencio

Engenharias

Engenharia de Materiais e Metalúrgica
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  • análise da produção de hidrogênio e uso de pilhas a combustível via eletrolise aplicada ao setor de transporte ferroviário
  • A substituição de combustíveis fósseis e a utilização de modais mais eficientes são fundamentais para a descarbonização do transporte. Vantajosamente, o sistema de transporte ferroviário é passível de eletrificação, o que substitui a queima de combustíveis fósseis. O uso do hidrogênio nesse modal de transporte é especialmente relevante para trechos rurais off-grid, onde operam-se principalmente locomotivas movidas a diesel. Tão importante quanto assegurar o desenvolvimento de tecnologias e da produção de hidrogênio em larga escala, é estimular setores estratégicos que utilizem o hidrogênio produzido, tal como o setor de transporte ferroviário. Este projeto de pesquisa, propõe a análise inédita da cadeia do hidrogênio voltada para o setor de transporte ferroviário em Minas Gerais. O projeto visa interseccionar os parâmetros técnicos do suprimento do hidrogênio à sua demanda no transporte de longa distância e carga pesada. O projeto investigará a hipótese de se utilizar o transporte ferroviário elétrico movido a hidrogênio para a descarbonização como uma alternativa técnico-econômica viável para dois percursos estudados. Diversas iniciativas acadêmicas e industriais já investigam a viabilidade e aplicabilidade da aplicação do hidrogênio no setor. Em agosto de 2022, a Alstom Coradia lançou trens de passageiros movidos a hidrogênio utilizando uma pilha a combustível evitando a emissão de 4.400 t de CO2/ano. A metodologia do projeto envolve a modelagem e validação dos seguintes subsistemas e seus balanços de planta: i) os que compreendem a geração de energia elétrica através da pilha a combustível (quantidade de hidrogênio necessária para o deslocamento); ii) os de produção e armazenamento de hidrogênio compatíveis com as cargas requeridas pelo sistema global usando energias renováveis locais e, iii) os que incluem a instalação e funcionamento do veículo ferroviário. Ademais, serão estudadas as viabilidades econômicas da implantação dos sistemas.
  • Universidade Federal de Minas Gerais - MG - Brasil
  • 06/12/2022-31/12/2026
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Tulio Nogueira Bittencourt

Engenharias

Engenharia Civil
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  • monitoramento e inspeção de infraestrutura rodoferroviária por meio de técnicas de aprendizagem de máquina e visão computacional
  • A deterioração de estruturas rodoferroviárias é causada por ações ambientais, agressões químicas e/ou físicas, e podem ser agravados por problemas de concepção e construção. A durabilidade das estruturas está relacionada à sua capacidade de preservar seu desempenho quando exposto ao ambiente projetado, sendo medida em anos, caracterizando sua vida útil. O custo de manutenção é significativo para que as estruturas mantenham sua capacidade de segurança, funcionalidade, durabilidade, robustez e resiliência. A avaliação e a gestão de obras de infraestrutura são essenciais para o desenvolvimento econômico e qualidade de vida. A manutenção (preventiva, preditiva) é crucial para reduzir custos globais dos ativos. Inspeções tradicionais são morosas e subjetivas, enquanto o monitoramento por sensores pode ser dispendioso e interferir na operação. Técnicas de visão computacional, inteligência artificial e aprendizado de máquina surgem como uma solução promissora para otimizar esses processos. Pesquisas recentes buscam automatizar a detecção de falhas e respostas estruturais por meio dessas técnicas. Uma Rede Neural Convolucional (CNN) é um algoritmo de Aprendizado Profundo que capta uma imagem de entrada, codifica a informação, e de forma interativa, atribui pesos e vieses que podem reconhecer características dos padrões automaticamente. Após a identificação das falhas, técnicas de segmentação permitem extrair características geométricas (espessura, comprimento, área) e com elas, fazer avaliações periódicas da vida útil das estruturas. Esta pesquisa visa avaliar a qualidade das identificações e mensurações de falhas e respostas estruturais, e sua viabilidade no monitoramento da infraestrutura. Pesquisas recentes em diversos centros no exterior com a participação de alguns dos envolvidos nesta proposta mostram que essas técnicas são promissoras, mas merecem um maior aperfeiçoamento para aumentar sua confiabilidade.
  • Universidade de São Paulo - SP - Brasil
  • 12/12/2023-31/12/2026
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Ubiratan Piovezan

Ciências Agrárias

Zootecnia
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  • sombra e água fresca: bem estar e produção animal no nordeste
  • O objetivo do projeto é avaliar as respostas dos ovinos em relação à disponibilidade de sombra em pastagens e em relação ao sombreamento de fontes de água. O projeto será desenvolvido na Estação Experimental Pedro Arle, no município de Frei Paulo-SE e na Estação Experimental da Embrapa, em Sobral-CE, com rebanhos ovinos da raça Santa Inês. As coletas serão realizadas durante dois anos consecutivos, no início e no final do verão de ambas as localidades. Para avaliação comportamental e fisiológica, 10 fêmeas de cada tratamento serão monitoradas durante duas semanas consecutivas. Hidrômetros de precisão serão utilizados para registro do volume de água consumida por animais de cada grupo. Colares de GPS e gravadores de áudio serão usados para estudar os padrões de comportamento. Os parâmetros climatológicos serão monitorados por meio de registradores automáticos (dataloggers). Serão avaliadas concentrações salivares de hormônios relacionados ao estresse (corticosteróides). O desempenho dos animais em crescimento será avaliado considerando o ganho de peso obtido durante ensaios realizados com esta finalidade. O projeto está associado a quatro dos 17 objetivos do desenvolvimento sustentável (ODS): Objetivo 2. Fome zero e agricultura sustentável; Objetivo 6. Assegurar a disponibilidade e gestão sustentável da água e saneamento para todos; Objetivo 12. Assegurar padrões de produção e de consumo sustentáveis; e Objetivo 13. Tomar medidas urgentes para combater a mudança climática e seus efeitos, conforme estabelecido pela ONU. Serão elaboradas recomendações técnicas para a adequada dessedentação de rebanhos ovinos, considerando práticas de sombreamento de pastagens e das fontes de água, com vistas ao aumento da produtividade. Os resultados gerados irão melhorar a qualidade de vida e o desempenho de milhões de animais.
  • Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária - SE - Brasil
  • 29/12/2023-31/12/2026
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Uelinton Manoel Pinto

Ciências Biológicas

Microbiologia
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  • potencial antimicrobiano e antivirulência de compostos naturais contra patógenos humanos e de origem alimentar
  • As bactérias se comunicam de maneira dependente da densidade celular, em um mecanismo conhecido como quorum sensing (QS), para modular a expressão de diversos fenótipos, incluindo a produção de fatores de virulência, formação de biofilme e deterioração de alimentos. A inibição do QS por compostos de baixo peso molecular, em concentrações subinibitórias, se tornou uma estratégia promissora de atenuação da virulência de bactérias patogênicas. Devido às complexas interações entre plantas e micro-organismos, o potencial dos metabólitos secundários das plantas em modular a ecologia microbiana já foi evidenciado em muitos casos. Os compostos fenólicos são fontes valiosas de antimicrobianos, incluindo moléculas com a capacidade de interferir nos sistemas de QS. Porém, a influência dos compostos fenólicos sobre a atividade bacteriana e sobre os mecanismos inibitórios em sistemas de QS microbiano ainda são pouco conhecidos. Esta proposta de pesquisa objetiva avaliar o potencial de diferentes classes de compostos fenólicos em inibir o QS e a virulência bacteriana, além de caracterizar suas funções e mecanismos inibitórios. Os efeitos dessas moléculas serão avaliados por meio de triagens fenotípicas em bactérias biosensoras do QS e ensaios de formação de biofilme. Além disso, será estudado o efeito sinérgico de compostos fenólicos combinados entre si e com antimicrobianos tradicionais como antibióticos, bacteriocinas e sanitizantes. Também será avaliado o efeito antivirulencia in vivo em organismo modelo, Caenorhabditis elegans (ensaio de sobrevivência), assim como a aplicação desses compostos em sistemas de embalagem ativa de alimentos. Por fim, os mecanismos inibitórios serão investigados para compostos selecionados. Com essa pesquisa, almeja-se obter um maior entendimento sobre como os compostos fenólicos inibem as atividades microbianas, criando oportunidades para suas aplicações em diversas áreas.
  • Universidade de São Paulo - SP - Brasil
  • 02/12/2023-31/12/2026
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Ugo Leandro Belini

Ciências Sociais Aplicadas

Desenho Industrial
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  • brinquedos de resíduos de biomateriais
  • Atualmente, no Brasil, seguindo a tendência internacional, a sociedade está voltando as atenções às questões socioambientais e isto reflete amplamente no comportamento sócio-cultural e na economia do país, avançando de um design antes voltado à obsolescência para propostas sustentáveis, com reutilização de materiais primeiramente considerados como sobras ou resíduos. Neste contexto, o brinquedo fabricado com resíduos de biomateriais pode ser uma ferramenta de conscientização deste problema além de ter a possibilidade de exercer sua função substancial podendo-se conjugar (i) o uso de biomateriais residuais, (ii) aspectos ambientais, (iii) importante impacto social através da doação dos brinquedos à comunidades vulneráveis, (iv) multidisciplinaridade entre os atores envolvidos nas oficinas produtivas e (v) grande potencial de pesquisa e desenvolvimento de novos produtos e aplicação de materiais. Assim, o objetivo deste projeto de pesquisa é trabalhar junto a comunidade acadêmica com o desenvolvimento de brinquedos partir de resíduos de biomateriais (madeira, painéis, papéis, fibras, etc.), utilizando como metodologia a seleção, caracterização, confecção de protótipos e testes de usabilidade, possibilitando a interdisciplinaridade de áreas projetuais e humanas em busca de solucionar problemas, facilitar ações e satisfazer desejos do usuário. Como principais resultados, a pesquisa pode, por meio de conhecimentos provindos do design e da engenharia, confeccionar protótipos de brinquedos, educativos ou não, para posterior doação à instituições interessadas, bem como aproximar a sociedade da instituição UTFPR, promovendo a inclusão de materiais não convencionais, e em substituição ao plásticos, para a fabricação de brinquedos.
  • Universidade Tecnológica Federal do Paraná - PR - Brasil
  • 08/12/2023-31/12/2026
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Uilame Umbelino Gomes

Engenharias

Engenharia de Materiais e Metalúrgica
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  • produção de metal duro (wc- fe-nb, wc- ni-nb e wc-fe-ni-nb) via sinterização sps e alto vácuo a partir de carbeto nanométrico sintetizado por reação gás sólido a baixa temperatura
  • O metal duro é amplamente utilizado em diversas indústrias, atendendo a uma variedade de aplicações. Esses materiais são bastante usados em ferramentas de corte e em processos de usinagem, como torneamento, fresamento e perfuração, empregados na fabricação de componentes metálicos para as indústrias automotiva e aeroespacial. Além disso, eles desempenham um papel significativo como componentes de brocas ou cabeçalhos de estradas no setor de ferramentas para rocha e mineração, bem como peças de desgaste em matrizes de trefilação ou ferramentas de perfuração. Essa ampla gama de aplicações demonstra a versatilidade e eficácia desses materiais, que fornecem resistência, durabilidade e desempenho confiável em várias operações industriais. O motivo para isso é sua excelente combinação de propriedades como dureza e tenacidade quando comparados com outros materiais de corte, como diamante e aços rápidos. No presente projeto, será utilizado o carbeto tungstênio nanoestruturado obtido por reação gás-sólido a baixa temperatura, na produção de metal duro (WC- Fe-Nb, WC- Ni-Nb e WC-Fe-Ni-Nb) utilizando a técnica “Spark Plasma Sintered”-SPS e sinterização em alto vácuo. O objetivo é encontrar ligantes substitutos ao Co, que equilibram custo, benefício e impacto ambiental. E, desta forma, mantendo a qualidade do metal duro, e almejando obter propriedades semelhantes às do WC-Co e, também, adequadas a aplicações em diversos ramos da indústria, viabilizando o uso de outros ligantes (Nb, Fe e Ni) como alternativa ao cobalto na indústria.
  • Universidade Federal do Rio Grande do Norte - RN - Brasil
  • 06/12/2023-31/12/2026
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Uilian José Dreyer

Engenharias

Engenharia Elétrica
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  • desenvolvimento de sistema inteligente assistido por gêmeo digital para detecção de múltiplos defeitos simultâneos em motores elétricos de indução
  • Motores elétricos de indução são os principais elementos de conversão eletromecânica de energia utilizados na indústria, principalmente devido à sua robustez e baixo custo de fabricação. No contexto da Indústria 4.0, é muito importante utilizar sistemas capazes de identificar defeitos de forma antecipada e sem necessidade de interromper o processo fabril. Com esse propósito, neste projeto propõem-se desenvolver uma bancada de ensaios que consiste em motores doados pela empresa WEG, contendo unidades em condições operacionais normais e com defeitos especialmente projetados. No projeto será adquirida instrumentação para monitorar corrente, tensão, vibração mecânica e torque para identificação dos defeitos. O diagnóstico de defeitos que ocorrem simultaneamente não é trivial e necessita de uma abordagem multidisciplinar. Para isso, os dados de medição obtidos neste projeto serão utilizados para o desenvolvimento de algoritmos de inteligência artificial e de um gêmeo digital de cada motor para a identificação e monitoramento de defeitos em tempo real. Inicialmente serão desenvolvidos os modelos matemáticos para representar os comportamentos eletromagnético e mecânico do motor, configurando seu gêmeo digital. O gêmeo digital, após validado experimentalmente, funcionará como um catalisador no desenvolvimento dos algoritmos de diagnóstico dos motores, pois são capazes de fornecer informações inviáveis de se obter experimentalmente, como a saturação magnética. Além disso, eles potencializam o estudo, pois permitem a simulação de defeitos diversos com fácil replicação, o que trará maior confiabilidade ao processo de aprendizagem do algoritmo de identificação de múltiplas falhas simultâneas. O produto final deste projeto consiste no desenvolvimento de uma metodologia robusta de identificação de falhas em motores de indução, caracterizado pela principal inovação na capacidade de diagnosticar motores com vários defeitos ocorrendo simultaneamente com o suporte do gêmeo digital.
  • Universidade Tecnológica Federal do Paraná - PR - Brasil
  • 02/12/2023-31/12/2026
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Ulisses Barres de Almeida

Ciências Exatas e da Terra

Astronomia
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  • investigando a natureza de transientes multi-mensageiros com observações multi-banda coordenadas
  • O objetivo deste projeto é integrar as instalações astronômicas multi-banda já existentes nos BRICS para o acompanhamento e monitoramento coordenado de eventos transientes e multi-mensageiros (neutrinos, raios cósmicos e ondas gravitacionais) a fim de estudar as propriedades de objetos astrofísicos variáveis e explosivos. O caso científico do projeto se concentrará na observação de FRBs, GRBs, AGNs, e sistemas de binárias estelares em interação. O projeto visa utilizar esta rede observacional global dos BRICS para apoiar o próximo run O4 dos observatórios LIGO-VIRGO-KAGRA de ondas gravitacionais. Os objetivos científicos do projeto serão alcançados pelo planejamento e condução de campanhas multi-banda coordenadas envolvendo as instalações e cientistas dos BRICS, por meio do estabelecimento de uma rede de cooperação para programas observacionais conjuntos. Essa rede de observatórios BRICS será única, cobrindo todo o espectro eletromagnético, bem como uma faixa global de latitudes e longitudes. Ela fornecerá assim uma cobertura espaço-temporal completa do céu, para o estudo de fontes variáveis. Do lado brasileiro, vários observatórios serão integrados nesta rede de infraestrutura dos BRICS, como o OPD e o SOAR, o Radio-Observatório Pierre Kaufmann, e futuramente o LLAMA. O observatório de raios-gama MAGIC também será envolvido no projeto pelo lado brasileiro. A operação coordenada da rede e a integração dos produtos observacionais serão feitas no nível de software, usando protocolos do Observatório Virtual e ferramentas de machine learning. O Consórcio BRICS criado por meio deste projeto envolverá equipes de várias instituições e instalações astronômicas, com vasta experiência. O projeto terá impacto na formação de alunos e treinamento de pessoas, especialmente em ferramentas de ciências de dados e computação de alto desempenho. Também gerará oportunidades para jovens cientistas participarem de projetos internacionais e colaborativos junto aos parceiros BRICS.
  • Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas - RJ - Brasil
  • 30/12/2022-30/06/2026
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Ulysses Paulino de Albuquerque

Ciências Biológicas

Biologia Geral
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  • determinantes biopsicossociais na resposta individual e coletiva ao enfrentamento da emergência climática
  • Existe consenso científico de que as mudanças climáticas irão continuar, o que reitera a necessidade de compreender como os seres humanos têm lidado com a variabilidade do clima. Estudos empíricos e teóricos predizem que não é possível lidar com o tema, em termos de políticas públicas, sem compreender a psicologia e o comportamento das pessoas para adotar posturas alinhadas com os desafios da emergência climática. Nem sempre os indivíduos tomam decisões racionais, pois vieses cognitivos e ideológicos, por exemplo, podem modelar a resposta comportamental em relação a um determinado fenômeno. Neste projeto, partimos da seguinte pergunta geral: Quais fatores afetam o engajamento e a percepção pública no enfrentamento da emergência climática global? Assim, o objetivo é investigar como alguns aspectos da cognição humana podem modelar a dinâmica social (em sistemas reais e virtuais) de ações preventivas e mitigadoras para as mudanças no clima, visando a implantação, acompanhamento e a avaliação de políticas públicas focadas na emergência climática global. A proposta está alinhada com a ODS 13 - Ação Contra a Mudança Global do Clima, em especial, com a meta 13.3 que visa “melhorar a educação, aumentar a conscientização e a capacidade humana e institucional sobre mitigação, adaptação, redução de impacto e alerta precoce da mudança do clima".
  • Universidade Federal de Pernambuco - PE - Brasil
  • 26/12/2022-31/12/2026
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