Publicações - engenharias
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CABRAL, PALOMA SOUZA;
MAIA, L.F.;
ANDREATTA CALLEGARI, M.Z.;
DA SILVA, T.A.;
BRESSIANI, J.;
CABRAL, PALOMA SOUZA
Palavra-chave:
BIOCOMBUSTÍVEIS;
Hidrólise de Biomassa
Áreas do conhecimento:
Engenharias; Engenharia Química; Pesquisa Biocombustíveis
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FONTANA, ANDREIA CRISTINA BRENNER;
Alvaro Luiz Mathias
Palavra-chave:
sustainable management;
industrial sludge;
pollutant prediction;
waste valorization;
clay substitution
Áreas do conhecimento:
Outros;
Engenharias; Engenharia Química; Processos Ambientais e Tecnologias Limpas
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(en)
This study evaluates the feasibility of using sludge from the metalworking industry (SMWI) as a partial substitute for clays in producing red ceramics for civil construction. The analysis of the white goods production process predicted the components of SMWI, potentially reducing the need for additional chemical analyses. According to the chemical analyses provided, SMWI is a non-hazardous solid waste, but not inert, due to the presence of aluminum, chlorine, and phenols, by Brazilian standards. The oxide composition of SMWI showed compatibility with the studied clays and data from the literature, suggesting its potential as an additive in ceramics. Rich in CaO and Al2O3, SMWI can enhance the mechanical strength of ceramics, although excessive addition may increase water absorption. Loss on ignition tests, thermogravimetry, and SEM-EDS analyses on SMWI and pure and 5% SMWI-added clays revealed the loss of volatile compounds and the formation of thermostable clay minerals. However, its distinct composition, with lower levels of Fe2O3 and SiO2, and the need for adequate homogenization, requires caution to avoid impacts on the final properties of the ceramic products, such as water absorption and mechanical strength. Thus, the use of SMWI as a ceramic additive presents itself as a sustainable and viable alternative, although further studies are necessary to validate its application in compliance with Brazilian technical standards.
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RÉUS, GIOVANA COSTA;
SALVADOR, RENAN PÍCOLO;
Juarez Hoppe Filho;
DE SOUZA, DIEGO JESUS;
Marcelo Henrique Farias de Medeiros
Palavra-chave:
realcalinização;
Realkalization;
CARBONATAÇÃO;
durabilidade do concreto;
Recuperação de estruturas
Áreas do conhecimento:
Engenharias; Engenharia Civil; Inovação
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This study examines the carbonation and realkalization dynamics of various cementitious systems, with a focus on the influence of cement composition on their susceptibility to carbonation and potential for realkalization. Four cement types were evaluated: CEM I, CEM II/A-LL, CEM II/A-V, and CEM II/B-W. Carbonation depth measurements revealed that blended cements, particularly CEM II/A-LL, showed greater carbonation susceptibility due to their lower portlandite content and increased porosity. In contrast, realkalization experiments demonstrated that blended cements exhibited enhanced ionic transport, resulting in deeper penetration of the alkaline solution. CEM II/A-V showed the highest realkalization depth, while CEM I displayed the lowest, highlighting the role of microstructural characteristics in realkalization efficiency. Thermogravimetric analysis (TGA) and X-ray diffraction (XRD) confirmed that carbonation led to portlandite depletion and the formation of calcium carbonate, with limited portlandite regeneration upon realkalization. Thermodynamic simulations further supported the experimental findings, revealing that realkalization only partially restored alkalinity, with no significant dissolution of carbonation products. These results emphasize the need for tailored realkalization strategies, considering cement composition and pore structure, to optimize remediation efforts and enhance the long-term durability of concrete structures.
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Arno Paulo Schmitz;
ORTIGARA, GUSTAVO
Palavra-chave:
energia da biomassa;
Estatistica Espacial;
Meio Ambiente
Áreas do conhecimento:
Ciências Exatas e da Terra; Probabilidade e Estatística; Estatística; Análise Multivariada;
Ciências Sociais Aplicadas; Planejamento Urbano e Regional; Planejamento URBANO E REGIONAL;
Engenharias; Engenharia de Energia; Planejamento Energético; Política Energética Regional e Nacional
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(en)
The sugarcane-energy sector is crucial to Brazil's sustainable development, among other reasons, due to the environmental benefits generated, especially in renewable energy generation. To address the challenges facing this sector, this study aimed to spatially group sugarcane-energy plants using the Skater clustering methodology and, thus, propose an industrial cluster policy for the industry. To this end, data on electricity generation from sugarcane bagasse in Brazil were used, as well as data on the location of universities and research centers linked to the sector, the distances between plants and power transmission substations, and other variables representing the logistics of the sugarcane-energy sector. As a result, the optimal number of clusters was estimated at seven. Based on the results obtained, it was found that the largest clusters, in terms of number of companies, encompass the traditional sugarcane-producing regions, where most sugarcane-energy companies are located. These larger clusters are in: a) the southern region, the western part of the southeastern region, and the south of the state of Mato Grosso do Sul; b) the eastern part of the southeastern region; c) the coast of the northeastern region. The remaining clusters are distributed throughout the rest of Brazil but are equally important from an economic and technological perspective, despite having a smaller number of companies. Some bottlenecks regarding technological modernization, logistics, and energy dispatch have been identified. Therefore, clustering is important for solving sector problems by considering the diverse regional characteristics.
Keywords: spatial cluster; bioenergy; sustainable development; energy policy.
(es)
El sector sucroenergético es crucial para el desarrollo sostenible de Brasil, entre otras razones debido a los beneficios ambientales generados, especialmente en la generación de energía renovable. Para abordar los desafíos que enfrenta este sector, este estudio tuvo como objetivo agrupar en términos espaciales las plantas de energía de caña de azúcar utilizando la metodología de agrupamiento Skater y, de esta manera, proponer una política de clústeres industriales para el sector. Para este fin, se utilizaron datos sobre la generación de electricidad a partir del bagazo de caña de azúcar en Brasil, así como datos sobre la ubicación de universidades y centros de investigación vinculados al sector, las distancias entre plantas y subestaciones de transmisión de energía, y otras variables que representan la logística del sector sucroenergético. Como resultado, el número óptimo de clústeres se estimó en siete. Con base en los resultados obtenidos, se encontró que los clústeres más grandes, en términos de número de empresas, abarcan las regiones productoras de caña de azúcar tradicionales, donde se ubican la mayoría de las empresas de energía de caña de azúcar. Estos clústeres más grandes ocupan: a) la región sur, la parte oeste de la región sureste y el sur del estado de Mato Grosso do Sul; b) la parte oriental de la región sureste; c) la costa de la región noreste. Los clústeres restantes se distribuyen por el resto de Brasil, pero son igualmente importantes desde una perspectiva económica y tecnológica, a pesar de contar con un menor número de empresas. Se han identificado algunos obstáculos en materia de modernización tecnológica, logística y despacho de energía. Por lo tanto, la agrupación en clústeres es importante para resolver los problemas del sector, considerando las diversas características regionales.
Palabras clave: clúster espacial; bioenergía; desarrollo sostenible; política energética.
(pt)
O setor sucroenergético é relevante para o desenvolvimento sustentável do Brasil, dentre outros motivos pelos benefícios ambientais gerados especialmente na geração de energias renováveis. Visando o enfrentamento de desafios deste setor, este trabalho objetivou agrupar espacialmente as usinas sucroenergéticas por meio da metodologia de clusterização Skater e com isso propor uma política de clusters industriais para o setor. Para tanto, se utilizou de dados de geração de energia elétrica via bagaço da cana-de-açúcar no Brasil, além de dados da localização de universidades e centros de pesquisa vinculados ao setor, as distâncias das usinas às subestações de transmissão de energia e outras variáveis que representam a logística do setor sucroenergético. Como resultado, foi estimado em sete o número ótimo de clusters. Com base nos resultados obtidos verificou-se que os maiores clusters, em número de empresas, abrangem as regiões tradicionais de produção de cana-de-açúcar, onde estão localizadas grande parte das empresas sucroenergéticas. Estes clusters maiores ocupam: a) a região sul, parte oeste da região sudeste e sul do Estado do Mato Grosso do Sul; b) parte leste da região Sudeste; c) litoral da região nordeste. Os demais clusters estão distribuídos pelo restante do território brasileiro, porém com igual importância sob o ponto de vista econômico e tecnológico, apesar de agruparem um menor número de empresas. Alguns gargalos com respeito à modernização tecnológica, de logística e despacho de energia foram identificados. Neste sentido, a clusterização é importante para a resolução de problemas do setor observando as diversas características regionais.
Palavras-chave: cluster espacial; bioenergia; sustentabilidade; política energética.
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CAVALI, MATHEUS;
DE CASTILHOS JUNIOR, ARMANDO BORGES;
HENNIG, THUANNE BRAÚLIO;
LIBARDI JUNIOR, NELSON;
KIM, BORAM;
GARNIER, VINCENT;
BENBELKACEM, HASSEN;
BAYARD, RÉMY;
Adenise Lorenci Woiciechowski;
MATIAS, WILLIAM GERSON
Palavra-chave:
Agroindustrial Residues;
bioeconomy;
biomass pretreatment;
Biorefinery;
circular economy;
hydrochar
Áreas do conhecimento:
Engenharias; Engenharia Química; Processos Ambientais e Tecnologias Limpas
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Hydrothermal carbonization (HTC) is a promising thermochemical process to convert residues into hydrochar. While conventional HTC utilizes one type of residue as raw material only, Co-HTC generally combines two. By mixing dry and wet wastes, Co-HTC can advantageously avoid water addition. Therefore, this work investigated the potential of hydrochar derived from the Co-HTC of sawdust and non-dewatered sewage sludge as a dye (methylene blue) adsorbent and evaluated the toxicity of the resulting Co-HTC process water (PW) on Daphnia magna. Three hydrochars were produced by Co-HTC at 180, 215, and 250 °C and named H-180, H-215, and H-250, respectively. For methylene blue adsorption, H-180 and H-215 had a better performance than H-250. Both H-180 and H-215 presented a maximum adsorption capacity of approximately 70 mg·g−1, which was superior compared with the adsorption of methylene blue by other hydrochars in the literature. Moreover, the removal percentage obtained with H-180 remained satisfactory even after five cycles. Regarding the toxicological assays of the PWs, raising the Co-HTC temperature increased the variety of substances in the PW composition, resulting in higher toxicity to D. magna. The EC50 values of PW-180, PW-215, and PW-250 were 1.13%, 0.97%, and 0.51%, respectively. This highlights the importance of searching for the treatment and valorization of the PW. Instead of viewing this by-product as an effluent to be treated and disposed of, it is imperative to assess the potential of PWs for obtaining other higher added-value products.
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OLIVEIRA, NILSON T.C.;
BRUSTOLIN, VANESSA S.;
Haroldo de Ara[ujo Ponte;
MARINO, CLAUDIA E.B.
Palavra-chave:
Corrosão por Cloreto;
Corrosão por Pite;
aços austeníticos
Áreas do conhecimento:
Engenharias; Metalurgia Física; Corrosão
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OLIVEIRA, NILSON T. C.;
Vanessa dos Santos Brustolin;
PONTE, H.A.;
Cláudia Eliana Bruno Marino
Palavra-chave:
acos;
Corrosão;
técnicas eletroquímicas
Áreas do conhecimento:
Engenharias; Engenharia Elétrica; Telecomunicações;
Engenharias; Engenharia de Materiais e Metalúrgica; Metalurgia Física; Corrosão
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FERREIRA ALVES, GIOVANNA;
SAVIONE MACHADO, NATHALIA;
Maria do Carmo Duarte Freitas;
TAVARES, SERGIO FERNANDO
Palavra-chave:
prácticas en enseñanza;
Formação Profissional;
formación de ingeniero;
Competência docente
Áreas do conhecimento:
Engenharias; Engenharia de Produção; Educação em Engenharia;
Engenharias; Engenharia de Produção; Gestão da Informação;
Engenharias; Engenharia Civil; Inovação
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(en)
The Brazilian National Graduate Program, created in 1974, had five objectives. This research discusses the first of them, which is the training of university professors and the development of research in all areas of knowledge. However, it is up to each Graduate Program to decide how to motivate and develop the teaching competencies of its graduates. Teaching internships and specific subjects oriented to pedagogical training are fundamental strategies to prepare future teachers, providing them with a theoretical basis and practical training. The aim is to analyze the contribution of the Engineering Teacher Education discipline and teaching practices in relation to the pedagogical preparation of graduate students. The research has a qualitative approach through purposive sampling (non-probabilistic). A survey instrument was used to 41 graduate students of the Engineering Teaching Training discipline, taught in the Graduate Program in Civil Engineering at the Federal University of Paraná. The data suggest that the integration of teaching practices and pedagogical training can be an effective strategy to improve the qualification of future Civil Engineering teachers. This reinforces the relevance of subjects focused on didactics and teaching methodology in graduate programs, especially in technical and scientific areas.
(es)
El Programa Nacional de Posgrado de Brasil, creado en 1974, tenía cinco objetivos. Esta investigación discute el primero de ellos, que es la formación de profesores universitarios y el desarrollo de la investigación en todas las áreas del conocimiento. Sin embargo, corresponde a cada Programa de Postgrado decidir cómo motivar y desarrollar las competencias docentes de sus graduados. Las prácticas docentes y las asignaturas específicas orientadas a la formación pedagógica son estrategias fundamentales para preparar a los futuros profesores, proporcionándoles una base teórica y una formación práctica. Se pretende analizar la contribución de la disciplina Formación del Profesorado en Ingeniería y de las prácticas docentes en relación con la preparación pedagógica de los estudiantes de postgrado. La investigación tiene un abordaje cualitativo a través de muestreo intencional (no probabilístico). Se utilizó un instrumento de encuesta a 41 alumnos egresados de la disciplina Formación Docente en Ingeniería, impartida en el Programa de Postgrado en Ingeniería Civil de la Universidad Federal de Paraná. Los datos sugieren que la integración de las prácticas docentes y la formación pedagógica puede ser una estrategia eficaz para mejorar la cualificación de los futuros profesores de Ingeniería Civil. Esto refuerza la relevancia de las asignaturas centradas en la didáctica y la metodología de la enseñanza en los programas de posgrado, especialmente en las áreas técnicas y científicas.
(pt-BR)
Esta investigação traz em debate a primeira meta do Programa Nacional de Pós-Graduação Brasileiro criado em 1974, que é a formação de docentes universitários e o desenvolvimento de pesquisa em todas as áreas do conhecimento. Apresenta a análise e contribuição da disciplina Formação Docente em Engenharia e do estágio de docência em relação a preparação pedagógica de pós-graduandos. Possui abordagem qualitativa por amostragem intencional (não probabilística). Utiliza um instrumento de pesquisa em 16 estudantes que cursaram a disciplina de Formação Docente em Engenharia, ministrada no Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil da Universidade Federal do Paraná. Os dados sugerem que a integração entre estágio docente e formação pedagógica pode ser uma estratégia eficaz para aprimorar a qualificação de futuros docentes na área de Engenharia Civil. Fato que reforça a relevância de disciplinas voltadas à didática e metodologia de ensino em programas de pós-graduação, especialmente em áreas técnica e científica.
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DIAS, ISABELA P.;
LO, SZE M.;
SCHEMCZSSEN-GRAEFF, ZELINDA;
BEIRÃO, BRENO C. B.;
ZANATA, SILVIO M.;
FARIA, LUIZ M. DE L.;
GERHARDT, EDILEUSA M.;
DE SOUZA, EMANUEL MALTEMPI;
Marcelo Muller dos Santos;
PICHETH, GUILHERME F.;
DA CUNHA, REGIANE STAFIM;
Masaki, Ryu;
TODO BOM, MARITZA A.;
RAMOS, EDNEIA A. S.;
DOS SANTOS, GIOVANNA J. V. P.;
FURMAN, GIOVANNA;
LUCENA, JULIA T.;
JIACOMINI, ISABELLA G.
Palavra-chave:
immobilization;
Ligands;
microparticles;
Peptides and proteins;
Toxicity
Áreas do conhecimento:
Engenharias; Engenharia Biomédica; Engenharia Médica; Biomateriais e Materiais Biocompatíveis
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PATULSKI, ANA CAROLINE DE PAULA;
José Gustavo Venâncio da Silva Ramos;
Charles Carneiro;
Cláudio Leite de Souza;
Gustavo R. C. Possetti;
Miguel Mansur Aisse
Palavra-chave:
biogas;
Esgoto Sanitário;
Metano Dissolvido;
Reator tipo UASB
Áreas do conhecimento:
Engenharias; Engenharia Sanitária; Tratamento de Águas de Abastecimento e Residuárias; Processos Simplificados de Tratamento de Águas
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(en)
Anaerobic technology is widely used in Brazil for the treatment of domestic sewage, due to favorable conditions such as a hot climate and lower operational costs. In this process, by-products such as biogas are formed, which can be recovered and converted into energy. Accordingly, the present study aimed to report the correlations between biogas production—both in gaseous and dissolved forms—and domestic sewage parameters, using full-scale modified UASB-type reactors installed in Curitiba, Paraná. Measurements were performed in real time over five months. The monitored influent and effluent parameters included pH, temperature, alkalinity, acidity, TSS, VSS, FSS, COD, sulfate, dissolved methane, and flow rate. Biogas parameters included flow rate and the concentrations of methane, carbon dioxide, and hydrogen sulfide. To assess the relationships between variables in the gaseous and liquid phases, Spearman’s correlation tests were applied. Operational results showed low removal efficiencies for BOD, COD, and TSS, attributed to the open design of the three-phase separator in this type of reactor. Most of the correlations between influent and effluent sewage parameters and biogas flow were moderate and positive, indicating that as biogas flow increased or decreased, these parameters tended to follow the same trend. However, correlations between sewage parameters and dissolved methane concentrations were weak or statistically non-significant, suggesting the need for further studies to better understand the influencing factors behind this relevant but often overlooked methane fraction.
(pt)
A tecnologia anaeróbia é¬ amplamente utilizada no Brasil para o tratamento de esgoto doméstico, devido a condições favoráveis, como clima quente e menores custos operacionais. Nesse processo, subprodutos como o biogás são formados, os quais podem ser recuperados e convertidos em energia. Nesse contexto, o presente estudo teve como objetivo relatar as correlações entre a produção de biogás — nas formas gasosa e dissolvida — e os parâmetros do esgoto doméstico, utilizando reatores anaeróbios do tipo UASB modificado em escala real, instalados em Curitiba – Paraná. As medições foram realizadas em tempo real, ao longo de cinco meses. Os parâmetros monitorados no afluente e no efluente incluíram pH, temperatura, alcalinidade, acidez, SST, SSV, SSF, DQO, sulfato, metano dissolvido e vazão. Os parâmetros do biogás incluíram vazão e concentrações de metano, dióxido de carbono e sulfeto de hidrogênio. Para avaliar as relações entre as variáveis nas fases gasosa e líquida, foram aplicados testes de correlação de Spearman. Os resultados operacionais demonstraram baixas eficiências de remoção de DBO, DQO e SST, atribuídas ao desenho aberto do separador trifásico desse tipo de reator. A maioria das correlações entre os parâmetros do esgoto (afluente e efluente) e a vazão de biogás foram moderadas e positivas, indicando que, à medida que a vazão de biogás aumentava ou diminuía, esses parâmetros seguiam a mesma tendência. No entanto, as correlações entre os parâmetros do esgoto e as concentrações de metano dissolvido foram fracas ou estatisticamente não significativas, sugerindo a necessidade de novos estudos para melhor compreender os fatores que influenciam essa fração relevante, porém frequentemente negligenciada, do metano.
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