Faculdade de Engenharia, Ilha Solteira

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  • ItemDissertação de mestrado
    Microplásticos: revisão dos métodos de remoção para a produção de água potável
    (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024) Barreto, Priscila Roberta ; Forti, Juliane Cristina
    A produção de plástico em larga escala apresentou um aumento expressivo a partir da década de 1950. No início, não existiam restrições quanto à liberação do plástico no ambiente e, em decorrência disso, toneladas de plásticos foram depositados em aterros sanitários e no meio ambiente desde então. Além de toda problemática direta causada pelos plásticos no meio ambiente, pesquisas recentes apontam um outro problema ambiental associado a eles, os microplásticos. Os microplásticos são considerados poluentes emergentes no ambiente aquático e a sua expansão nos rios, lagos e reservatórios é crescente. Como consequência, muitos estudos identificaram a presença dos microplásticos em diversas matrizes, inclusive na água potável e engarrafada. Nesse sentido, a presente pesquisa aborda a seguinte problematização por meio de revisão bibliográfica: Quais mecanismos apresentam uma eficiência superior a 80% na remoção de microplásticos no processo de tratamento de água potável? No levantamento dos artigos publicados realizado nas plataformas Scopus, Science Direct e Web of Science, foram identificados 97 artigos. A busca foi realizada no período de 2003 a 2023, com as palavras-chave "microplastics", "removal" e "drinking water treatment". Após a pré-análise, foram considerados 08 (oito) artigos, os quais foram submetidos às etapas de exploração do material, categorização e tratamento dos resultados. Com base nos oito artigos avaliados, considerando as diferentes etapas do processo de tratamento de água de cada artigo, de forma geral foi verificado que a coagulação e sedimentação apresentaram eficiência de remoção de 40,5 – 54,5%, a floculação 4,3%, a ozonização apresentou resultados negativos, a clarificação 60 – 67%, a variação da filtração de areia foi de 29 a 85% e a filtração com carvão ativado granular variou de 56,8 a 98% e por fim, a combinação da pré-ozonização com a sedimentação atingiu 76,3% de remoção dos microplásticos. Os estudos que alcançaram uma eficiência de remoção de 90% ou mais foram aqueles que realizaram a avaliação considerando microplásticos com tamanho superior a 20 μm. Nestas pesquisas, a concentração de MPs identificada na água bruta foi inferior a 40 partículas por litro. Sendo assim, as diferentes metodologias de coleta e análise dificultaram a comparação entre os trabalhos, pois a verificação da eficiência de remoção foi conduzida com tamanhos e formas distintas dos microplásticos.
  • ItemDissertação de mestrado
    Mudanças microestruturais, qualidade física e preferências do consumidor da carne ovina submetida a tratamentos térmicos
    (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-02-19) Brassaloti, Camila Borges Pereira ; Pinheiro, Rafael Silvio Bonilha
    O presente estudo teve como objetivo principal avaliar as alterações microestruturais, qualidade física e preferências dos consumidores da carne de cordeiro submetida a diferentes métodos de cocção para consumo humano. Selecionou-se o músculo Longissimus dorsi de 64 cordeiros, os quais foram submetidos aos tratamentos térmicos de grelha elétrica (GE), forno a gás (FG), fritura em óleo (FO), sous-vide (SV), churrasqueira com carvão vegetal (CV), forno micro-ondas (FM) e fritadeira elétrica (FE). A temperatura interna do centro da amostra da carne foi padronizada em 72,0°C para todos os tratamentos, permitindo comparações precisas entre os métodos de cocção. As análises incluíram encolhimento longitudinal (EL), encolhimento vertical (EV), altura, perda de peso por cocção (PPC), capacidade de retenção de água (CRA), área e diâmetro da massa miofibrilar, espaço extra miofibrilar (EMA) e densidade das fibras. Todos os dados foram testados quanto à normalidade utilizando o teste de Shapiro-Wilk, e as associações entre as variáveis de qualidade física e morfometria da carne foram estudadas por meio de correlações. Adicionalmente, para investigar as preferências dos consumidores, aplicou-se um questionário a 120 entrevistados. Os resultados demonstraram variações significativas nas condições de processamento térmico, com efeitos significativos observados (P<0,05). Alguns métodos de cocção não apresentaram diferenças significativas em certas variáveis, como o encolhimento longitudinal (EL) nos métodos CV, FG e SV. Entretanto, houve diferenças significativas em outras variáveis, como o encolhimento vertical (EV) entre os métodos FG/CV. A análise das correlações revelou associações fortes entre o diâmetro e a área das massas miofibrilares, e associações moderadas entre área e EL/altura/diâmetro, indicando a complexidade das interações microestruturais na carne de cordeiro durante o processo de cocção. Observou-se que as preferências dos consumidores variam de acordo com o contexto e a ocasião. Enquanto métodos como churrasco são populares para fins de celebração e fins de semana, opções mais práticas, como a fritadeira elétrica, são preferidas para o dia a dia.
  • ItemDissertação de mestrado
    Propriedas espectrais de férmions de Majorana na presença da interação de Ising
    (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-02-28) Lustosa, Luana Teodoro ; Seridonio, Antonio Carlos Ferreira
    Investigamos as propriedades espectrais de uma impureza quântica (QI - quantum impurity) de forma teórica e encontramos, o que propomos chamar de excitação de quasipartícula do tipo Majorana-Ising (MIQ - Majorana-Ising quasiparticule). Essa, surge do acoplamento entre um supercondutor topológico (TSC - topological superconductor) finito baseado em uma cadeia supercondutora de átomos magnéticos e um spin S inteiro que flanqueia a QI. Esse spin S acopla-se a impureza pela interação de troca do tipo Ising. Como os modos zero de Majorana (MZMs - Majorana zero-modes) estão superpostos nas bordas da cadeia supercondutora, contra intuitivamente, encontramos um regime em que o termo de Ising modula a localização da ressonância do MZM fracionalizado no sítio da impureza. A natureza termiônica desse estado ´e revelada como puramente eletrônica e com uma condutância de Andreev completamente nula em sua origem. Portanto, descobrimos um estado de borda ressonante como um modo zero no sistema.
  • ItemDissertação de mestrado
    Articulação entre gestão hídrica e ambiental: estudo de caso com o comitê de bacia do Alto Tietê
    (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-03-01) Sousa, Mirella ; Pizella, Denise Gallo ; Rocha, Paulo César
    Em 1997, foi instituída no Brasil a Política Nacional de Recursos Hídricos (PNRH), popularmente conhecida como a Lei das Águas. Essa legislação estabelece diretrizes e princípios para a gestão dos recursos hídricos no país, incluindo a criação dos Comitês de Bacia Hidrográfica. A Bacia Hidrográfica, como Unidade de Gerenciamento, permite uma análise detalhada da variação dos diversos processos nela ocorrentes. No estado de São Paulo, desde 2009, a Companhia Ambiental do Estado de São Paulo, a CETESB, é responsável pelo licenciamento ambiental. Para empreendimentos que conduzem estudos ambientais mais complexos, como o EIA/RIMA, o licenciamento ambiental requer três tipos de licenças: Prévia (LP), de Instalação (LI) e de Operação (LO). Assim, os Comitês de Bacia necessitam ser consultados durante a fase de licenciamento prévio de empreendimentos sujeitos ao EIA/RIMA no estado de São Paulo. Dado seu papel direto na gestão hídrica, esses comitês são considerados órgãos intervenientes na gestão ambiental. A Bacia Hidrográfica do Alto Tietê é o recorte geográfico desta pesquisa, considerando suas características sociais, industriais, e a presença de diversos empreendimentos. Na análise deste estudo, identificou-se e avaliou-se o grau de incorporação de sugestões no licenciamento ambiental, bem como as medidas mitigadoras e condicionantes mais frequentes no licenciamento ambiental com EIA apresentado pelo Comitê. O órgão licenciador (CETESB) consulta o Comitê de Bacia do Alto Tietê antes de conceder a Licença Prévia ou de Instalação para empreendimentos sujeitos ao EIA, acatando a maioria das considerações por ele realizadas. Apesar de possuir um Comitê de Bacia constituído, as consultas ocorrem tardiamente, o que impede a proposição de medidas preventivas contra os impactos nos recursos hídricos. Assim, considera-se importante uma modificação na resolução SMA nº 054/2008 para que a consulta aos Comitês ocorra no início do processo de licenciamento ambiental, preferencialmente no escopo do EIA/RIMA, resultando no Termo de Referência.
  • ItemDissertação de mestrado
    Avaliação de estabilidade por método acelerado em alimento específico semiúmido para cães com inclusão de antioxidantes sintéticos e natural
    (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-04-16) Santos, Francielly Oliveira ; Laurentiz, Antônio Carlos ; Vasconcellos, Ricardo Souza
    O mercado Pet brasileiro movimentou em 2022 41,96 bilhões de reais no ano de 2022, sendo 80% representado pela linha de Pet Food, responsável pela alimentação de 149,6 milhões de animais de estimação, dos quais, 58,1 milhões (38,9%) representam cães. Na linha de alimentos para cães são fabricados alimentos semiúmidos, cuja composição apresenta teor de umidade entre 20 a 35% e elevados teores de proteína e lipídios. Para aumentar a estabilidade oxidativa e estender o tempo de prateleira (shelf life) a fabricação dos alimentos semiúmidos requer a utilização de antioxidantes. No presente estudo foi avaliado o efeito da utilização de diferentes níveis de antioxidantes sintéticos e natural, sobre tempo de prateleira, utilizando método de aceleração como simulador das condições. O estudo foi realizado em parceria com a Kelco Industrial, empresa de produção de alimentos para o seguimento da nutrição de cães e gatos, analisando as mudanças das características físico-químicas, bromatológicas e microbiológicas em amostras com diferentes dosagens de antioxidante (BHA com BHT e Tocoferol), distribuídas em um delineamento inteiramente casualizado (DIC) em um esquema fatorial (2X3+1), sendo uma fonte de antioxidante sintético e outra de antioxidante natural com três níveis de inclusão, e mais um tratamento controle sem antioxidante, totalizando 7 tratamentos, as amostras laboratoriais foram consideradas as repetições do tempo de processo de fabricação das amostras, sendo três repetições por tratamento. As análises foram realizadas mensalmente no período de seis meses. As amostras que receberam as dosagens de antioxidantes apresentaram os melhores resultados e performance em comparação a amostra controle, principalmente em relação a estabilidade oxidativa através dos resultados dos ativos para os antioxidantes, sendo o antioxidante sintético o que apresentou melhor performance, comprovando o efeito dos antioxidantes que têm como o objetivo principal retardar a reação de oxidação.
  • ItemTese de doutorado
    Impressão 3D de scaffolds de alginato/hiodroxiapatita para aplicação em regeneração óssea
    (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-02-16) Alves, Bruno Crepaldi ; Tokimatsu, Ruís Camargo ; Aouada, Fauze Ahmad
    A busca por longevidade aliada à qualidade de vida tem gerado cada vez mais a necessidade de alternativas para reparação de tecidos vivos, vítimas de traumas ou patogenias. Os biomateriais voltados para regeneração óssea sempre aparecem como destaque devido à alta demanda. Com crescente interesse surgem os hidrogéis, sendo estes definidos como polímeros altamente hidrofílicos que, quando obtidos por fontes naturais, possuem características necessárias para essa área, principalmente quando combinados com reforços de materiais poliméricos ou de outras classes. Isto resulta na produção de compósitos que são promissores para o uso na engenharia de tecidos. Este trabalho buscou a fabricação de scaffolds a partir de um hidrogel composto por uma matriz de alginato de sódio com reforços de hidroxiapatita e reticulados com cloreto de cálcio, visando aplicação em regeneração de tecidos ósseos. Para a fabricação dos scaffolds foi utilizada bioimpressão 3D através de uma impressora de filamentos modificada, método eficiente e acessível. Inicialmente, foram otimizados todos os parâmetros de impressão, assim como a concentração de alginato de sódio. A solução de alginato foi preparada dissolvendo alginato de sódio a uma concentração de 10 % (m/v) em água destilada a temperatura ambiente. A esta solução foi então adicionada hidroxiapatita nas concentrações de 2,5, 5,0 % e 10,0 % (m/v). Após a homogeneização, os scaffolds foram fabricados utilizando uma bioimpressora 3D. Os modelos foram projetados em formato cilíndrico, com diâmetro de 20 mm, altura de camada de 0,2 mm, preenchimento interno de 20 % e com padrão de preenchimento “hexagonal”. Após as impressões, as amostras foram inseridas, por 24 horas a temperatura ambiente, em um recipiente contendo solução de 1,0% (m/v) de cloreto de cálcio. Os scaffolds foram então caracterizados de acordo com as concentrações de hidroxiapatita e características morfológicas, propriedades hidrofílicas, espectroscópicas, térmicas e em relação à citotoxicidade e viabilidade celular. Os scaffolds apresentaram boa reprodutibilidade em suas características morfológicas, propriedades hidrofílica e térmica compatíveis com materiais bioimpressos em 3D. As análises espectroscópicas confirmam a formação de hidrogéis e a incorporação de hidroxiapatita na matriz de alginato e resultados preliminares mostraram que os scaffolds não apresentam citotoxicidade para células de linhagem canina E20 com viabilidade celular acima de 50%, o que indica que esses biomateriais não são citotóxicos e os scaffolds auxiliam na proliferação celular.
  • ItemDissertação de mestrado
    Bioindicadores do solo e sua correlação com a produtividade vegetal em função do residual da adubação fosfatada e da inoculação com Azospirillum brasilense
    (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-02-22) Ribeiro, Naiane Antunes Alves ; Andreotti, Marcelo
    A pressão sobre os agroecossistemas se intensifica com o aumento da demanda por produtos advindos da agropecuária, com isso a agricultura brasileira vem passando por profundas modificações em busca de sistemas de produção cada vez mais sustentáveis, levando em consideração a saúde e a conservação do solo. Objetivou-se com este estudo determinar a produtividade das culturas em rotação ante ao efeito residual da adubação fosfatada aplicada em 2013 e reaplicada em 2020, com a ausência ou presença da bactéria Azospirillum brasilense nas gramíneas produtoras de grãos antecessoras da rotação de culturas desde 2013, em um LATOSSOLO VERMELHO Distrófico na região de Cerrado de baixa altitude que está sob manejo de sistema plantio direto há 20 anos. Conjuntamente foram avaliados os atributos químicos, biológicos e atividade enzimática do solo, das frações do fósforo e sua dinâmica no solo após três anos da reaplicação do fósforo. O delineamento experimental adotado na pesquisa foi o em blocos casualizados (DBC), em esquema fatorial 5x2, sendo 5 (cinco) doses de fósforo 0; 30; 60; 120 e 240 kg ha-1 de P2O5 fornecidos via Fosfato Monoamônico (MAP), junto com a inoculação ou não das gramíneas produtoras de grãos da rotação de culturas com a bactéria A. brasilense, com quatro repetições por tratamento. Após 20 anos sob sistema conservacionista de produção, adotando práticas que levam em consideração a saúde e qualidade do solo, pelo equilíbrio químico e biológico, houve efeito apenas da inoculação com A. brasilense, que devido a maior exportação de matéria seca (MS) e nutrientes, as áreas inoculadas tiveram piora da fertilidade, e menor produção total de MS, mas com ganho na saúde do solo. Para as demais culturas não houve efeito da inoculação, assim como para a adubação fosfatada residual na produtividade das culturas da rotação.
  • ItemDissertação de mestrado
    Depressão por endogamia para caracteres de frutos e sementes em matrizes de Eucalyptus urophylla, Eucalyptus grandis e Eucalyptus urograndis
    (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-02-08) Almeida, Patrícia de ; Pavan, Bruno Ettore
    A dissertação tem por objetivo verificar a obtenção de famílias de autopolinização em matrizes de eucalipto das espécies Eucalyptus urophylla, E. grandis e híbrido E. urophylla x E. grandis e suas implicações na variabilidade genética e na depressão por endogamia em caracteres de frutos e sementes. Em quatorze matrizes, divididas em cinco para Eucalyptus urophylla e híbrido E. urophylla x E. grandis e quatro para E. grandis; foram avaliados caracteres de frutos e sementes em duas formas de polinização, autopolinização e polinização cruzada, avaliando diâmetro do fruto, comprimento do fruto, número de sementes por fruto, massa média dos frutos, porcentagem de emergência de plântulas, índice de velocidade de emergência de plântulas e número de sementes por 0.01 gramas. Foi empregado o delineamento inteiramente casualizado com quatro repetições em esquema fatorial simples com restrição de matrizes dentro de espécie. Efetuou-se o desdobramento das médias da interação matriz x polinização e calculou-se os parâmetros para os índices de depressão por endogamia. Observou-se que a matriz TCA94, não apresenta depressão por endogamia para nenhum caractere avaliado, enquanto as matrizes URO180 e GRD144, apresentam depressão para quase todos os caracteres, exceto número de sementes por 0.01 gramas para ambos.
  • ItemDissertação de mestrado
    Avaliação de aglomerante alternativo à base de óxido de magnésio e cinzas de folha de bambu
    (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-02-20) Chotolli, Denise Luisa ; Sanches, Alex Otávio ; Akasaki, Jorge Luís
    Devido ao elevado consumo energético relacionado à produção dos aglomerantes tradicionais e ao descarte inadequado de resíduos, tem havido um aumento significativo na atenção dada às pesquisas sobre aglomerantes alternativos e reaproveitamento de materiais. Dentre tais aglomerantes destacam-se os algomerantes à base de óxido de magnésio reativo (MgO) devido a sua baixa temperatura de produção (por volta de 700°C) comparado aos aglomerantes tradicionais, bem como ao seu potencial de aumentar a resistência mecânica por meio da captura de CO2 e da adição de fontes de SiO2 amorfo. Esses aglomerantes podem ser utilizados na produção de argamassas e concretos. Neste trabalho, objetivou-se analisar a viabilidade de produção de um aglomerante utilizando MgO em conjunto com uma fonte alternativa de SiO2 amorfo: as cinzas provenientes da queima da folha de bambu (CFB). Foram realizados ensaios de caracterização físico-química e mecânica em pastas de MgO como material de referência, e diferentes proporções de MgO e CFB com fatores água/aglomerante 0,5; 0,6 e 0,7. Os ensaios incluíram resistência à compressão, difração de raios X (DRX), análise termogravimétrica (TG/DTG), microscopia eletrônica de varredura (MEV), medidas de temperatura e determinação da expansão linear. Os resultados demostraram uma razão a/c = 0,5 como ideal para hidratação das pastas. Não foram testados fatores a/c inferiores à 0,5 devido à estequiometria da reação indicar valores acima de 0,45 para que não falte água durante a reação e formação dos produtos hidratados. Razões acima da especificada, promoveram uma redução gradativa dos valores de resistência a compressão originados, possivelmente, pelo aumento de porosidade no sistema decorrente da maior presença de água livre e maior formação de Mg(OH)2 em decorrencia da maior disponibilidade de água. A grande formação de Mg(OH)2 nas pastas contendo somente MgO, resultou em elevadas expansões lineares, ocasionando valores de resistência a compressão reduzidos. A introdução da CFB promoveu a formação do M-S-H pela reação com a brucita, resultando em um desempenho mecânico consideravelmente superior em relação às amostras contendo apenas MgO, assim como uma baixa expansão linear das misturas. A melhor proporção em termos de resistência mecânica foi encontrada para a amostra com 40% de CFB e fator água/aglomerante 0,5, atingindo 16,42 MPa aos 28 dias, um aumento de 536% em relação às pastas sem a presença da fonte de silicato. Os demais fatores água/aglomerante apresentaram resistências inferiores, fato atribuído a combinação de um efeito de diluição e ao aumento de porosidade promovida pela presença de água residual.
  • ItemDissertação de mestrado
    Representação de linhas de transmissão por meio de equações de estado considerando o efeito da frequência e a natureza distribuída dos parâmetros: aplicação em análise de transitórios eletromagnéticos em sistemas de energia elétrica
    (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-03-01) Rister, Leonardo Castelli ; Kurokawa, Sérgio
    Modelos de linhas de transmissão desenvolvidos diretamente no domínio do tempo são de grande valia para o estudo de transitórios eletromagnéticos. Isso porque outros elementos do sistema elétrico de potência também são representados no domínio do tempo, tais como, pararaios, chaves e disjuntores. Contudo, sabe-se que os parâmetros longitudinais e transversais de uma linha de transmissão variam com a frequência. Dessa forma, na literatura científica são desenvolvidas modelagens, por meio de elementos de circuitos, que representam suas características físicas e a dependência da frequência sobre os parâmetros longitudinais, no domínio do tempo. Esses modelos, geralmente, consideram que um pequeno segmento da linha de transmissão pode ser representado por elementos discretos de circuitos. Tais modelos são denominados modelos a parâmetros discretos ou concentrados e podem levar em conta o efeito da frequência nos parâmetros longitudinais da linha. Nesse modelo, as correntes e tensões ao longo da linha de transmissão são representadas por meio de variáveis de estado, cujas soluções podem ser obtidas por meio de métodos numéricos. Uma outra maneira de representar a linha de transmissão por elementos discretos de circuitos levando em conta que os parâmetros da linha são distribuídos ao longo de seu comprimento é representando a mesma por meio de um circuito π equivalente. Esse modelo é desenvolvido diretamente no domínio do tempo, leva em conta o efeito da frequência sobre os parâmetros longitudinais e pode ser facilmente representado em softwares de simulação do tipo EMTP ( Eletromagnetic Transient Programs). No entanto, o modelo baseado no circuito π equivalente, até o presente momento, depende de simuladores de circuitos para realizar os estudos, isso porque, apesar do modelo ter sido validado, não foram obtidas as equações que descrevem o comportamento das correntes e tensões nos terminais de uma linha de transmissão representada por tal modelo. Com o objetivo de expandir as possibilidades de utilização do modelo baseado no circuito π equivalente para representar uma linha de transmissão, este trabalho pretende descrever o circuito por meio de variáveis de estado. Assim, neste trabalho são obtidas as equações diferenciais de primeira ordem que descrevem o comportamento, diretamente no domínio do tempo, das correntes e tensões no circuito π equivalente de uma linha monofásica. A principal contribuição do trabalho, portanto, é permitir a utilização do modelo de linha de transmissão baseado no circuito π equivalente sem, necessariamente, utilizar um software para simulação de circuitos.
  • ItemDissertação de mestrado
    Podem os inibidores de bomba de efluxo reverter o fenótipo de resistência multidrogas em Pyricularia oryzae?
    (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-08-21) Assis Junior, Fabio Gomes ; Ceresini, Paulo Cezar
    A linhagem Triticum de Pyrircularia oryzae (PoTl) é um importante patógeno da cul-tura do trigo, apresentando níveis de resistência a diversos fungicidas registrados para a cultura, como QoIs e DMIs. Pesquisas conduzidas com populações deste ascomiceto amostradas nas regiões Centro-Oeste, Sudeste e Sul do Brasil nos anos de 2012 e 2018 elucidaram características importantes quanto ao mecanismo de resistência em PoTl, como a baixa ou nula participação das substituições sinônimas e nãosinônimas nos genes que expressam os sítiosalvo dos fungicidas e respostas a substratos de transportadores membranares, fortalecendo a hipótese de um mecanismo pré existente e inespecífico de resistência, dentre os quais destacam-se as bombas de efluxo. Desta forma, submetemos 14 isolados de PoTl a testes de reversão do fenótipo de resistência utilizando o inibidor de bombas de efluxo do tipo ATP-Binding Cassette, cloridrato de verapamil (VER), associando-o a dois fungicidas com modos de ação distintos. A maior limitação para o uso do VER como inibidor é a baixa tolerância deste patógeno à concentrações superiores a 1 mg.mL-1, para as quais a atividade metabólica decresce drasticamente. Embora existam indícios da contribuição das bombas de efluxo na resistência a fungicidas em PoTl, a utilização de VER não foi definitivamente capaz de reverter os fenótipos de resistência encontrados. Esta constatação destaca a complexidade dos desafios na reversão da resistência em PoTl e a necessidade de explorar alternativas eficazes para enfrentar essa questão.
  • ItemDissertação de mestrado
    Desenvolvimento de superfícies microporosas para intensificação da transferência de calor em ebulição em piscina
    (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-03-01) Vilaronga, Arthur Gomes da Silva ; Cardoso, Elaine Maria ; Manetti, Leonardo Lachi
    Os avanços na indústria tecnológica têm demandado dispositivos de gerenciamento térmico capazes de dissipar altos fluxos de calor com restrições dimensionais cada vez maiores. Assim, os sistemas de resfriamento têm utilizado a transferência de calor envolvendo mudança de fase (ebulição) para substituir os que operam em regime monofásico. O desempenho da trans-ferência de calor por ebulição em piscina é afetado principalmente pela morfologia da superfí-cie de aquecimento e pelas propriedades do fluido de trabalho. As técnicas de modificação superficial têm recebido grande destaque, tais como micropilares e microcanais; no entanto, em altos fluxos de calor, o aumento do diâmetro das bolhas de vapor compromete a reposição de líquido saturado na base da superfície a ser resfriada. Nesse contexto, as espumas metálicas surgem como uma alternativa promissora para reduzir o superaquecimento da superfície e pos-tergar o fluxo de calor crítico por meio do bombeamento capilar dos poros. No entanto, a pre-sença de bolhas de diâmetros maiores em altos fluxos, juntamente com poros muito pequenos, limita a remoção do vapor da superfície. Portanto, é importante criar caminhos alternativos para a saída do vapor, o que pode melhorar o desempenho desse tipo de superfície, favorecen-do a microconvecção por meio do aumento da frequência de saída de bolhas de vapor que se formam junto à superfície, sem comprometer a reposição do líquido saturado. Este trabalho avalia a influência de microestruturas porosas de cobre no regime de ebulição nucleada da água deionizada, utilizando uma técnica de intensificação que combina os efeitos positivos de micropilares, microcanais e espumas metálicas, e soluciona o problema da secagem da superfí-cie. Para isto, foram testados micropilares quadrados com 1,5 mm de lado, 1 mm de espessura e espaçamentos de 0,5 e 1 mm; e microcanais com aletas porosas com larguras de 1,5 mm, es-paçamentos de 0,5 e 1 mm, e espessuras variando entre 1 e 3 mm. Em geral, microcanais com aletas porosas são alternativas melhores que micropilares por reduzirem a resistência à partida das bolhas sem comprometer o efeito de aumento da área de contato entre o fluido de trabalho e a superfície a ser resfriada. Quanto à influência da espessura das aletas porosas, espessuras menores que o comprimento capilar do fluido de trabalho promovem a partida das bolhas de vapor geradas na superfície de aquecimento, favorecendo assim a transferência de calor. Com isto, verificou-se que microcanais com aletas porosas com espessura de 1 mm podem promover uma intensificação de até 28% no coeficiente de transferência de calor em relação à espuma metálica uniforme.
  • ItemDissertação de mestrado
    Desligamento ótimo de linhas de transmissão considerando o modelo ac e restrições de segurança
    (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-02-07) Campos, Eduard Denis Espinoza ; Possagnolo, Leonardo Henrique Faria Macedo
    O aumento exponencial na demanda por energia elétrica impõe desafios significativos aos sis-temas de energia, intensificando a pressão sobre sua eficiência operacional. Nesse contexto, a otimização dos sistemas elétricos torna-se uma tarefa complexa, exigindo o desenvolvimento de técnicas inovadoras para alcançar resultados ideais. A busca por soluções eficientes e confiáveis é imperativa, visando evitar colapsos nos sistemas de energia e garantir um fornecimento está-vel. Este trabalho concentra-se no problema de desligamento ótimo de linhas de transmissão (DOLT) como uma área essencial de pesquisa. A abordagem adotada visa identificar estrategi-camente linhas de transmissão que podem ser desativadas para minimizar os custos de geração e assegurar um fluxo de energia eficiente na rede. Os objetivos fundamentais deste estudo envol-vem a proposição, análise e desenvolvimento de modelos matemáticos para o DOLT. Além dis-so, busca-se demonstrar que o desligamento de linhas não compromete a segurança dos sistemas elétricos. A avaliação e comparação das soluções obtidas em onze sistemas revelaram que o DOLT é uma ferramenta eficaz. Os resultados indicam que, ao desligar linhas de transmissão, os custos de geração são reduzidos até 44,14% nos sistemas de 30 barras, 4,96% nos sistemas de 57 barras e nos sistemas de 118 barras até 41,92%. Além disso, o corte de carga em cenários de contingência diminui até 11,09%, 69,81% e 100% nos sistemas de 30, 57 e 118 barras, respecti-vamente. Esses resultados destacam o papel crucial do DOLT na busca por sistemas elétricos mais eficientes e confiáveis.
  • ItemTese de doutorado
    Variabilidade espacial dos atributos físico de um latossolo vermelho sob plantio direto com rotação de cultura no bioma cerrado
    (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-03-01) Queiroz, Hernandes Andrade ; Montanari, Rafael
    A agricultura de precisão utiliza informações sobre propriedades locais e condições climáticas para otimizar o uso de insumos agrícolas, aumentar a produtividade e reduzir o impacto ambiental na agricultura. Na agricultura de precisão, a GEO (geoestatística) é uma ferramenta importante para estudar a variabilidade espacial das propriedades do solo, incluindo aspectos físicos. Muitas dessas tecnologias agrícolas, utiliza o sistema de plantio direto (SPD) com ferramentas estatisticas, visando recuperar solos degradados utilizando resíduos vegetais com intutito de incoporar a matéria orgânica do solo. A degradação subsuperficial, devido ao pé-de-grade ou pé-de-arado, prejudica o crescimento das raízes e a absorção de nutrientes pelas plantas. A pesquisa foi realizada em uma área com mais de 10 anos de plantio direto na fazenda da UNESP (FEPE) de Ilha Solteira – SP em um LATOSSOLO VERMELHO distrófico. Foram usadas da GEO e análise de componentes principais (CPA). A GEO envolveu a coleta de dados em 60 pontos, avaliando macroporosidade - Ma (m3 m-3), microporosidade - Mi (m3 m-3) , porosidade total – PT (m3 m-3), densidade de particulas – DP kg dm-3, resistência à penetração do solo RP (MPa) e densidade do solo – DS (kg dm-3) em duas profundidades 0,00-0,20m e 0,20-0,40m. Assim analisou atributos físicos do solo na superfície e subsuperfície no SPD. Foram usadas análises estatísticas clássicas, como o teste de Shapiro-Wilk, e a matriz de correlação de Pearsson para identificar relações entre esses atributos. Também aplicou a análise de componententes principais (CPA) para avaliar a influência dos atributos físicos entre si. Os valores médios de umidade do solo melhoraram com 10 anos de implementação do sistema de plantio direto (SPD) na camada superficial. Alguns atributos físicos do solo, como areia, Mi, DS e PT e mostraram forte dependência espacial, tornando poissível a criação de mapas Krigagem. A dependência espacial da areia (ARE) pode ser influenciada por práticas anteriores ao SPD. A porosidade total, influenciada pela quantidade de resíduos vegetais, afeta a condutividade hídrica do solo. O uso prolongado do Sistema Plantio Direto (SPD) provocou compactação natural pelo rearranjamento da particulas na superficie e subsuperficie, e a degradação do solo devido ao pé-de-grade ou pé-de-arado. A densidade do solo (DS) está próxima do limite crítico, indicando recuperação lenta da estrutura do solo motivado pelo acumulo de resíduo vegetal perante o tempo que está implantado o SPD. Os atributos de umidade gravimetrica UG e DS na subsuperfície são semelhantes, demonstrando homogeneização. Compactação anterior a implantação do SPD provocou uma alta correlação entre atributos relacionados à compactação. A variabilidade espacial dos atributos físicos na subsuperfície reflete influência, observado nos mapas de krigagem, principalmente entre UG e Mi. O SPD está gradualmente melhorando a qualidade do solo, mas a DS ainda não atingiu ospadrões ideais. A área experimental como um todo está compactada e homogênea para UG, devido aos efeitos do pé-de-grade e pé-de-arado na subsuperfície.
  • ItemDissertação de mestrado
    Previsão em bacias não monitoradas: reflexos da iniciativa da Associação Internacional de Ciências Hidrológicas (IAHS) na comunidade hidrológica
    (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-01-10) Santos, Reginaldo Braz dos ; Manzione, Rodrigo Lilla
    O conhecimento hidrológico é construído por evidências trazidas por informações geradas a partir de dados. A coleta, armazenamento e disponibilização de dados gerados por diferentes instituições ainda é um desafio que vem se tentando transpor desde a promulgação da Lei 9.433/97 que estabelece o Sistema de Informações de Recursos Hídricos como instrumento da Política Nacional de Recursos Hídricos. Entretanto, a periodicidade na manutenção de equipamentos e escassez de equipes técnicas de campo faz com que sejam necessárias outras formas de realizar predições em locais sem dados disponíveis. Esse problema não é exclusivo do Brasil ou mesmo de países de dimensões continentais. Nesse sentido, a Associação Internacional de Ciências Hidrológicas (IAHS) lançou em 2002 a iniciativa de uma década de estudos em previsões em bacias não monitoradas (PUB – Prediction in Undergauged Basins). Essa iniciativa foi lançada como objetivo de formular e implementar programas científicos apropriados para engajar e estimular a comunidade científica, de forma coordenada, a alcançar grandes avanços na capacidade de fazer previsão em bacias não monitoradas. O programa científico da AIHS se concentrou na estimativa da incerteza preditiva, e sua redução posterior, como seu tema central. O objetivo deste trabalho é mostrar os impactos dessa iniciativa junto à comunidade hidrológica. Para isso realizou-se uma revisão bibliográfica sistemática, cujos resultados obtidos e os são discutidos no sentido de como essas ideias foram assimiladas pela sociedade, principalmente no Brasil. Foram encontrados 648 artigos em periódicos dedicados ao tema, utilizando 5 estratégias de busca e classificação, nas 6 bases de dados mais relevantes ao tema, verificando-se uma maior incidência nos Estados Unidos, China, Canadá. Verificou-se uma maior presença de estudos no Hemisfério Norte. Dessa forma, acredita-se que a iniciativa PUB teve um grande alcance, porém ainda limitado no Hemisfério Sul. A iniciativa PUB também gerou um impacto positivo desencadeando novas iniciativas como as décadas denominadas Panta Rhei e HELPING que foram propostas a seguir e ainda estão em curso, respectivamente.
  • ItemDissertação de mestrado
    Colapso atômico em impurezas no grafeno multicamada
    (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-02-27) Freitas, Antonio Marcos Dias ; Seridonio, Antonio Carlos Ferreira
    Propusemos que o multi-grafeno de empilhamento do tipo ABC produz estados ligados virtuais situados dentro do gap isolante de Coulomb de uma impureza do tipo Anderson. Surpreendentemente, um estado virtual constitui o análogo do fenômeno do colapso atômico proposto na Física Atômica Relativística, enquanto que o segundo emerge decorrente da simetria partícula-buraco, análogo a um estado de pósitron. Assim, introduzimos o efeito do colapso atômico, que ocorre devido a uma banda chata sem dispersão e uma densidade de estados divergente |ε-ε_F |^(2/J-1) na energia de Fermi εF para J ≥ 3, onde Jπ é a fase de Berry. Concluímos esse cenário com base na transformação de Kramers-Kronig do alargamento de quasipartícula, de onde observamos que a citada singularidade de van Hove induz estados ligados virtuais. Contraintuitivamente, perto da singularidade, encontramos esses estados acima e abaixo da energia de Fermi correlacionados com a existência das bordas inferior e superior do gap isolante de Coulomb, respectivamente. À medida que tal comportamento surge sem torção, o sistema é conhecido como não de moiré e o fenômeno emerge também assistido pelas correlações de Coulomb da impureza. Assim, apontamos que o multi-grafeno é um sistema adequado para emular fenômenos relativísticos bem estabelecidos.
  • ItemTese de doutorado
    Transporte quântico fracionário assistido por excitações de quasipartícula do tipo Majorana-Ising
    (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-02-29) Sanches, José Eduardo Cardozo ; Seridonio, Antonio Carlos Ferreira
    Em nosso estudo investigamos teoricamente a emergência das excitações de quasipartículas do tipo Majorana-Ising (do inglês, MIQ: Majorana-Ising-type quasiparticle) por meio das propriedades espectrais de uma impureza quântica (do inglês, QI: quantum impurity). Tais excitações emergem em um sistema composto por uma QI flanqueada por um supercondutor topológico (do inglês, TSC: topological superconductor) finito e uma ponta spin-polarizada, com spin inteiro S. O acoplamento da ponta à QI é dado por uma interação de troca do tipo Ising. Em nosso sistema os modos zero de Majorana (do inglês, MZMs: Majorana zero modes), que emergem nas bordas do TSC unidimensional, estão superpostos e nós encontramos um regime em que o termo oriundo da interação de Ising é capaz de modular a localização de um estado ressonante e fracionalizado de MZM no sítio da QI, o qual nomeamos de MIQ. A análise da condutância diferencial, decomposta nas componentes de tunelamento eletrônico e reflexões de Andreev, nos revelou a natureza fermiônica do estado MIQ como puramente eletrônica, a contribuição advinda dos processos de Andreev entre QI e os terminais metálicos se mostrou nula. Os estados de MIQ que descreveremos neste trabalho podem ser compreendidos como uma forma de manifestação dos chamados poor man’s Majoranas [Nature 614, 445 (2023)].
  • ItemTese de doutorado
    Assinaturas topológicas de estados localizados com elétrons de multi-Weyl e grafeno
    (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-02-26) Silva, Willian Carvalho da ; Seridonio, Antonio Carlos Ferreira
    Determinamos o parâmetro de assimetria Fano (q) ao considerar uma única impureza adsorvida a um semimetal de multi-Weyl. Introduzimos o efeito Fano associado a uma carga topológica, revelando a modulação do perfil Fano pelos arcos de Fermi. O ajuste da carga topológica permite a transição do perfil ressonante (para J=1, semimetal de Weyl) para o perfil antirressonante em semimetais hiper-Weyl (J muito superior a 1). Em casos com proteção topológica (J maior ou igual a 3), o parâmetro de assimetria é determinado pelo grupo de simetria rotacional do semimetal multi-Weyl. Simultaneamente, exploramos estados ligados virtuais na região do gap de Coulomb de um átomo adsorvido em um sistema de grafeno multicamadas com empilhamento ABC. Demonstramos que esses estados virtuais reproduzem um fenômeno semelhante ao colapso atômico da física atômica relativística. Além disso, identificamos um segundo estado virtual com função equivalente a um estado de pósitron, introduzindo assim o conceito de colapso atômico no sistema de grafeno multicamadas ABC.
  • ItemDissertação de mestrado
    Variabilidade espacial e temporal das chuvas e de eventos de secas na bacia hidrográfica do rio Tietê
    (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-02-20) Tercini, Olavo Tozete ; Lima, César Gustavo da Rocha ; Departamento de Engenharia Civil
    A variabilidade espacial e temporal das chuvas pode gerar desequilíbrios hídricos, aumentando ou diminuindo a disponibilidade de água em diferentes partes do globo terrestre, o que pode causar impactos de caráter social e econômico. Por conta disto, o estudo da variabilidade das precipitações é de extrema importância para diversas áreas do conhecimento, principalmente em bacias hidrográficas, como a bacia do rio Tietê, que, ao longo de seu percurso, se destaca por possuir em sua área de drenagem um grande potencial hidroenergético instalado, bem como elevado potencial agrícola, industrial e de abastecimento humano. Um dos fatores que podem influenciar a variabilidade espacial e temporal das chuvas é a ocorrência de eventos El Niño – Oscilação Sul (ENOS), que alteram a temperatura do Oceano Pacífico. Devido ao recente histórico de secas na bacia hidrográfica do rio Tietê (BHRT), o objetivo do presente estudo foi avaliar a variabilidade espacial e temporal das chuvas (entre 1988 e 2017), bem como analisar as características das secas com base no Índice de Porcentagem Normal (IPN) de modo a contribuir com a gestão de água na bacia. A partir dos bancos de dados hidrológicos do Departamento de Águas e Energia Elétrica (DAEE) e do HidroWeb, foram obtidos dados pluviométricos de 560 postos de monitoramento dentro da área de interesse, os quais passaram pela análise descritiva e geoestatística. Posteriormente, foram gerados mapas a partir da técnica de krigagem e, por meio de operações de álgebra de mapas, foi aplicado o IPN, o que possibilitou a geração de mapas de secas. Os resultados obtidos possibilitaram identificar que a bacia em questão tem maiores precipitações na parcela sudeste (próximo do litoral paulista) e menores precipitações na parcela oeste, além do fato das sub-bacias não apresentarem necessariamente comportamento hidrológico análogo. Os mapas de secas tornaram claro que as classificações com maiores porcentagens foram a Normal -, Normal +, Seca Inicial e Umidade Inicial, com 967,9%, 727,4%, 629,5% e 586,3% de área inserida, respectivamente. Os anos que apresentaram mais de 50% da área em IPNs de umidade foram 1991, 1995, 2009 e 2015, enquanto os que apresentaram mais de 50% da área em IPNs de seca foram 1994, 2002 e 2014. Para os 30 anos estudados, a sub-bacia que apresentou a maior porcentagem de área seca acumulada foi a Tietê-Batalha com 746,3%, seguida pela Baixo Tietê (709,1%), Sorocaba/Médio Tietê (668,6%), Tietê-Jacaré (634,9%), Alto Tietê (621,7%) e Piracicaba/Capivari/Jundiaí (620,7%). Em relação a influência dos eventos ENOS com as secas da bacia, os dados não indicam interação entre estes parâmetros, tanto na bacia como um todo quanto nas suas sub-bacias. Por fim, foi proposta uma metodologia para classificação das sub-bacias quanto ao risco de escassez hídrica baseada na distribuição das secas e outros fatores socioeconômicos e ambientais, o qual indicou que a bacia com maior risco é a Baixo Tietê (UGRHI-19), enquanto a com menor risco é a Alto Tietê (UGRHI-06).
  • ItemTese de doutorado
    Resposta hormonal de mutantes de Micro-Tom a seca e interação de selênio e silício
    (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-12-08) Cardoso, Ana Carolina Roque ; Reis, André Rodrigues dos
    Mudanças climáticas como a seca, consistem em um dos fatores abióticos mais limitantes a produtividade das culturas, diante desse cenário a produção de alimento torna-se mais desafiadora. O tomate miniatura Micro-Tom (MT) é um modelo ideal para explorar os possíveis mecanismos bioquímicos para tolerância ao estresse. Este trabalho teve como objetivo compreender como as mutações hormonais dos tomateiros sob déficit hídrico manifestam tolerância a seca, bem como, validar os efeitos do Selênio (Se) e Silício (Si) sob deficiência hídrica: no crescimento, compostos osmoprotetores, sistema antioxidante e produtividade. A pesquisa foi relizada em dois experimentos conduzidos em delineamento inteiramente casualizados com 16 repetições. O experimento I foi disposto em esquema fatorial 4 × 4, sendo quatro mutantes hormonais de tomateiro [Micro-Tom (MT) sem alterações hormonais, Notabilis (Not) deficiente em ácido abscísico (ABA), Never-ripe (Nr) baixa sensibilidade ao etileno, Epinastic (Epi) alta produção de etileno] e quatro condições hídricas (20%, 40%, 60% e 80% da capacidade de campo no solo - CAD). E o experimento II disposto em esquema fatorial 4 × 4, sendo os quatro mutantes de tomateiro (MT, Not, Nr e Epi) e três formas de aplicação de elementos benéficos (Se, Si, Se+Si e controle). Todos os genótipos apresentaram maiores concentrações açúcares totais e sacarose para o tratamento 20% da CAD. A maior produtividade foi para 80% CAD para os genótipos MT, Not e Nr e para 60% da CAD para Epi. A suplementação de Se+Si, foi o melhor tratamento tendo maior influência positiva, principalmente aumentando os pigmentos fotossintéticos, reduzindo o nível de H2O2 para Not, alta atividade para CAT, APX e uma alta produtividade. A deficiência de ABA é mais marcante nas respostas de crescimento e desenvolvimento que a baixa/alta síntese de etileno. O Se e Si tem um alto potencial relacionados à defesa, produção de enzimas antioxidantes e compostos osmoprotetores.