Ilha Solteira - FEIS - Faculdade de Engenharia

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Análise do amortecimento de Rayleigh aplicado ao modelo de uma viga com PZT Acoplado
(ABCM, 2024-08-02) Dias, Lorena Lopes ; Bueno, Douglas Domingues ; Ayala Castillo, Pedro Christian ; Gonsalez-Bueno, Camila Gianini ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
A caracterização das fontes de dissipação de energia em estruturas de engenharia, também conhecidas como amortecimento, tem constituído um tópico de investigação e debate ao longo de diversos anos. Embora seja crucial para descrever o comportamento de sistemas mecânicos, a compreensão e especificação desse fenômeno permanece desafiadora, em especial para estruturas mais complexas. Em tais situações, o amortecimento é regularmente introduzido diretamente na equação de movimento dinâmico, como é o caso do amortecimento de Rayleigh. Este é determinado por meio de uma combinação linear das matrizes de massa e de rigidez do sistema dinâmico em estudo. Embora seja amplamente empregado devido à sua relativa simplicidade e conveniente processamento matemático, este modelo de amortecimento apresenta um desafio na sua aplicação, vinculado à necessidade de uma escolha cuidadosa dos seus coeficientes. A determinação destes é essencial para reproduzir de maneira satisfatória o amortecimento real da estrutura; no entanto, esse processo torna-se mais complexo para estruturas com múltiplos graus de liberdade. Neste contexto, o presente trabalho realiza a análise das curvas de impedância eletromecânica obtidas da modelagem de uma viga de Euler-Bernoulli com um transdutor piezoelétrico acoplado. Para tanto, é necessário primeiramente definir o amortecimento desse sistema, o qual foi representado pelo modelo de amortecimento de Rayleigh. Logo, uma vez que a técnica de impedância eletromecânica é comumente empregada em frequências elevadas, apresenta-se, adicionalmente, a complicação associada a esse fator ao lidar com este amortecimento. Portanto, a complexidade inerente a uma estrutura com múltiplos graus de liberdade, aliada à aplicação da técnica de impedância eletromecânica em altas frequências, torna a obtenção dos coeficientes adequados uma tarefa complexa e de difícil execução. Em vista disso, o presente artigo adotou uma abordagem simples e eficaz para essa determinação, fundamentada na comparação entre as curvas de impedância eletromecânica teóricas e experimentais. Adicionalmente, uma análise foi conduzida sobre os efeitos individuais dos coeficientes nas referidas curvas, assim como as implicações decorrentes da utilização de valores constantes para estes fatores em amplas faixas de frequência. Mediante essas análises, foi possível constatar que um dos coeficientes exerce uma influência mais significativa nas curvas teóricas de impedância eletromecânica, além de contribuir para a formação de conhecimento e maior entendimento acerca do amortecimento de Rayleigh.
Efeito do preaquecimento do metal base na microestrutura, propriedades mecânicas e resistência a corrosão no processo GTAW do aço inoxidável Super Duplex UNS S 32750
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-07-30) Lemos, Gabriela Pereira ; Cruz Junior, Eli Jorge da ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Os aços inoxidáveis são caracterizados por sua resistência a corrosão. Dentre as famílias dos aços inox destacam-se aços inoxidáveis super duplex (AISD), os quais possuem uma microestrutura bifásica com proporções iguais de austenita e ferrita, o que lhes confere excelente resistência mecânica e resistência à corrosão em relação aos aços inoxidáveis austeníticos. Entretanto, nos processos de soldagem, dependendo de como são selecionados os parâmetros, o AISD sofre alteração em sua microestrutura, resultando em um desbalanceamento dessas fases, comprometendo sua resistência mecânica e a corrosão. O presente trabalho estudou efeito do preaquecimento do metal base na soldagem de arco tungstênio à gás (GTAW) de aço inoxidável super duplex UNS S 32750 e como o tratamento pode ser utilizado como alternativa para correção da microestrutura resultante. Quatro situações foram avaliadas (sem preaquecimento e com aquecimento a 100ºC, 200ºC e 300ºC). Foram fixados os parâmetros de soldagem com base em pré-testes para termos um referencial entre as duas condições, com e sem preaquecimento, a fim de se concentrar na influência do preaquecimento na microestrutura. O preaquecimento do material base alterou a microestrutura, aumentando as frações volumétricas da austenita de 15,8% na condição sem preaquecimento para 42,4% na condição com preaquecimento à 300ºC. Houve também um acréscimo à resistência a corrosão. Os valores de austenita obtidos permitem uma aplicação industrial do GTAW no grau AISD estudado.
Temperature compensation strategies for SHM based on electromechanical impedance: a comparative study
(ABCM, 2022-10-17) Dias, Lorena Lopes ; Gonsalez-Bueno, Camila Gianini ; Lopes, Kayc Wayhs ; Bueno, Douglas Domingues ; UNESP ; FAPESP
Different structures are subjected to operational and external effects which can generate structural damage. The structural performance must be carefully designed to avoid failures due to their consequences typically involve economic, social and environmental impacts. Damage detection is then one of the great concerns of the engineers, who have carried out numerous researches to develop techniques in the field of structural health monitoring (SHM). Among different techniques, Electromechanical Impedance (EMI) approach has attracted attention due to its important and promising aspects. However, the sensitivity of this technique is related to environmental conditions fluctuations, which can lead to false diagnoses, and the temperature is one of the most critical factors for EMI technique. In this point of view, several researchers have developed compensation methods in order to minimize the effects caused by temperature variation in impedance curves. In this context, the present article provides a comparative study involving two different temperature compensation strategies by employing experimental data measured for an aluminum beam on three different conditions: i) without damage, ii) with a damage characterized by an addition of small mass and iii) another one by an introduced mechanical cut on the beam. The results obtained indicate that those two techniques investigated are able to minimize the temperature effect in the studied system, and one of them presents a better performance to reduce false alarms in damage detections using the eletromechanical impedance technique.
Assessing toxicity mechanism of silver nanoparticles by using brine shrimp (Artemia salina) as model
(Elsevier, 2023-11-09) Pinheiro, Sergimar Kennedy de Paiva ; Lima, Ana Kamila Medeiros ; Miguel, Thaiz Batista Azevedo Rangel ; Souza Filho, Antonio Gomes ; Ferreira, Odair Pastor ; Pontes, Montcharles da Silva ; Grillo, Renato ; MIguel, Emilio de Castro ; Federal University of Ceará - UFC, Fortaleza, CE, Brazil ; State University of Londrina - UEL, Londrina, PR, Brazil ; Federal University of Mato Grosso do Sul (UFMS), Campo Grande, MS, Brazil
The acute toxicity of silver nanoparticles (AgNPs) in Artemia salina is primarily attributed to the interaction between silver ions (Ag+) and chitin, which constitutes the main structural component of the organism’s cuticle. To investigate this interaction and gain a deeper understanding of its nature, geometric optimization calculations and symmetry-adapted perturbation theory (SAPT0) analysis were performed. These calculations aimed to determine the most favorable conformation based on the binding energies of silver ions with chitin and to elucidate the underlying mechanisms of their interaction. The results indicate an ionic effect dependent on the ion state, with simulations revealing that Ag3+ ions have the potential to cause significant deformation of the chitin structure. Furthermore, this study evaluated the behavior of AgNPs using nauplii of A. salina instar I, assessing both mortality rates and cell damage. Toxicity of AgNPs was observed in A. salina at concentrations of 50 and 100 ppm within a timeframe of 24–48 h. The toxicity of AgNPs can be attributed to their interaction with the cuticle and subsequent modification of the chitin structure through the binding of ionic silver. Light microscopy (LM) analysis confirmed the presence of AgNPs in the cuticle, while confocal laser scanning microscopy (CLSM) revealed cellular damage. In addition, this research offers new perspectives on the toxicity mechanism of AgNPs by introducing a novel model that explores the interaction of silver ions with the cuticle of A. salina. These insights are derived from a combination of atomistic models and ecotoxicology assays.
Lignocellulosic–biomolecules conjugated systems: green-engineered complexes modified by covalent linkers
(Royal Society of Chemistry, 2024-02-05) Lima, Pedro Henrique Correia ; Ribeiro-Viana, Renato Márcio ; Plath, André Mathias Souza ; Grillo, Renato ; Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, PR, Brazil ; ETH Zurich, Zurich, Switzerland
Lignocellulosic biomass represents an abundant and eco-friendly material widely explored in recent years. The main lignocellulosic fractions include cellulose, hemicellulose, and lignin. Nonetheless, the heterogeneity and complexity of these components pose challenges in achieving the desired properties. Conversely, their attractive functional groups can covalently link with other biomolecules, facilitating the creation and enhancement of material properties. Lignocellulosic molecules can form different linkages with other biomolecules through classic and modern methods. Bioconjugation has emerged as a suitable alternative to create new nuances, empowering the linkage between lignocellulosic materials and biomolecules through linkers. These conjugates (lignocellulosic-linkers biomolecules) attract attention from stakeholders in medicine, chemistry, biology, and agriculture. The plural formations of these biocomplexes highlight the significance of these arrangements. Therefore, this review provides an overview of the progress of lignocellulosic–biomolecule complexes and discusses different types of covalent bioconjugated systems, considering the formation of linkers, applicability, toxicity, and future challenges.
Release and stability of two tebuconazole nanoformulations in different aquatic media
(Royal Society of Chemistry, 2024-02-23) López-Cabeza, Rocío ; Eghbalinejad, Mahleh ; Kah, Melanie ; Grillo, Renato ; Bílková, Zuzana ; Kotouček, Jan ; Hofman, Jakub ; Masaryk University, Kamenice, Brno, Czech Republic ; Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla, Sevilla, Spain ; The University of Auckland, Auckland, New Zealand.
Novel formulations for pesticides based on nano-sized carriers loaded with active substances (i.e., nanopesticides) have been developed in recent years to enhance the technical, environmental, and toxicological properties of pesticides. However, more is needed to know about the behavior of nanopesticides in media used for ecotoxicological tests. In this work, the release and stability of two tebuconazole (TBZ) nanoformulations (TBZ loaded on poly-ε-caprolactone [PCL] or on nanolipids [NLC]) were evaluated in Milli-Q water (control) and two media used broadly in ecotoxicological tests: reconstituted water (RCW) and Elendt M7 solution. The results suggested that the release of the TBZ depended mainly on the TBZ concentration in the system with faster release at lower concentration levels. TBZ release was also influenced by the type of nanocarrier. For instance, for RCW and concentration of 50 mg/mL, TBZ release from NLC (plateau % = 44.7 ± 2.6) was higher than from PCL (plateau % = 17.8 ± 2.6). Similar trends were also found for other concentrations and the other medium, M7. The colloidal stability of the nanoformulations declined as the concentration of the stabilizing agents decreased. Our results show that it is essential to consider the factors that could influence both the release and stability of the nanopesticides in ecotoxicological media since these phenomena can affect the exposure of organisms to pesticides and, therefore, the results of ecotoxicological tests.
Nano‑enabled pesticides: a comprehensive toxicity assessment of tebuconazole nanoformulations with nematodes at single species and community level
(2024-03-07) Eghbalinejad, Mahleh ; Hofman, Jakub ; Kotouček, Jan ; Grillo, Renato ; Bílková, Zuzana Hochmanová ; Reiff, Nicola ; Höss, Sebastian ; RECETOX, Faculty of Science, Masaryk University, Kamenice 753/5, 625 00, Brno, Czech Republic ; Department of Pharmacology and Toxicology, Veterinary Research Institute, Brno, Czech Republic ; Ecossa, Giselastr. 6, 82319, Starnberg, Germany
There is an increasing imperative to explore safer alternatives for pesticides due to their indiscriminate use and consequential health impacts on the environment and humans. Nanoformulations of pesticides are being developed as potential alternatives due to their beneficial properties, including enhanced solubility, targeted delivery to the site of action, improved stability and efficacy and reduced non-target effects. Nevertheless, a comprehensive assessment is necessary for these emerging nanopesticides compared to existing formulations, aiming to ascertain whether their "nano" characteristics exacerbate toxicity for non-target organisms. This study investigated the toxicity of tebuconazole (TBZ) in different formulations, including nanoformulations (poly-ε-caprolactone [PCL] and nanostructured lipid carrier [NLC] loaded with TBZ), as well as a commercial formulation, on the reproduction of the nematode Caenorhabditis elegans in both aqueous and soil matrices. Additionally, the impact of the correspondent nanocarriers without TBZ on C. elegans was examined. In water, TBZ in the form of nano and commercial formulations exhibited higher toxicity on the nematodes’ reproduction than the TBZ (a.s.) attributable to higher freely dissolved concentrations of TBZ, which resulted in a toxicity order, ranging from the most to the least toxic as follows: NLC-TBZ > PCL-TBZ > commercial formulation > TBZ (a.s.). For NLC-TBZ, the excess toxicity could be clearly explained by combined toxicity of TBZ (a.s.) and nanocarriers, with the effect addition of the separate single compounds matching the observed effects of the nanoformulation. For PCL-TBZ, effects were stronger than expected from the effect addition of TBZ (a.s.) and PCL nanocarriers, potentially due to enhanced bioavailability of encapsulated TBZ in the gut of the nematodes. In soil, NLC with and without loaded TBZ showed higher toxicity than other tested compounds, while PCL nanocarriers without TBZ did not exhibit negative effects on the reproduction of C. elegans. Microcosm experiment, where longterm effects on native soil nematode fauna were tested, confirmed that TBZ-nanoformulations act via combined toxic effects of TBZ and nanocarriers. These findings contribute valuable insights to understanding nanopesticides’ ecotoxicity and underscore the need for harmonized regulatory assessments to evaluate these novel formulations adequately.
Recent advances in nano-enabled plant salt tolerance: Methods of application, risk assessment, opportunities and future perspectives
(Elsevier, 2024-05-24) Khan, Mohammad Nauman ; Li, Yusheng ; Mu, Yixue ; Sultan, Haider ; Baloch, Amanullah ; Din, Ismail ; Fu, Chengcheng ; Li, Jiaqi ; Khan, Zaid ; Kumar, Sunjeet ; Wu, Honghong ; Grillo, Renato ; Nie, Lixiao ; Hainan University, Sanya, China ; Huazhong Agricultural University, Wuhan, China ; South China Agricultural University, Guangzhou, China
Salinity is a big issue threatening global food security. Among the different strategies, nanotechnology has shown tremendous potential for crop production under abiotic stresses, such as salinity. In this review, we discussed the environmental challenges associated with the different methods of nanomaterials application, including seed nanopriming, foliar, and soil/root application. Based on the previous research, nanopriming uses less nanomaterials and has minimum concerns about environmental safety and the food chain. We discussed in detail the preventive measures based on the application methods for the safe and sustainable use of nanomaterials in agriculture. Furthermore, we summarized the role of antioxidant enzyme-triggering nanomaterials and direct reactive oxygen species (ROS) scavenging nanomaterials (nanozymes) in plant salt tolerance. Nanomaterials improve sodium (Na+) and potassium (K+) homeostasis through various anatomical, physiological, and molecular mechanisms while improving plant salt tolerance. The role of nanomaterials in modulating plant photosynthesis and hormonal balance is largely overlooked. We also identified research gaps, providing guidelines for future research work. This review aimed to provide guidelines for the researchers to understand better the proper designing of NPs and different plant-related factors while using NPs for plant stress tolerance. It will help to improve the delivery efficiency of NPs into plants. Furthermore, after gaining sufficient scientific knowledge and better understanding, NPs can be integral to sustainable agriculture, saving costs and reducing biosafety concerns and environmental pollution.
Effects of three tebuconazole nanopesticides on the survival of Daphnia magna
(Royal Society of Chemistry, 2024-01-03) Eghbalinejad, Mahleh ; López-Cabeza, Rocío ; Kotouček, Jan ; Grillo, Renato ; Koutný, Marek ; Bílková, Zuzana ; Hofman, Jakub ; Masaryk University, Kamenice, Brno, Czech Republic ; Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla, Sevilla, Spain ; Veterinary Research Institute, Brno, Czech Republic ; Tomas Bata University, Vavrečkova, Zlín, Czech Republic
The growing pressure to reduce excessive pesticide use has led to exploring novel formulation methods, including nanoparticle carriers for active substances. However, these emerging nanopesticides need a thorough evaluation compared to current formulations to determine whether their “nano” properties intensify toxicity for non-target organisms. This study assessed the lethal toxicity of three nanopesticides on Daphnia magna. The nanopesticides tested were tebuconazole loaded onto poly-ε-caprolactone, nanostructured lipid carriers, and poly(3-hydroxybutyrate) nanoparticles. Additionally, the study evaluated the toxicity of nanocarriers without loaded tebuconazole, a commercial tebuconazole formulation, and tebuconazole (pure). Effects were studied across a series of dilutions to examine the impacts on tebuconazole chemistry (total and free concentrations) and particle physics (size, heterogeneity, and density). D. magna exhibited varied responses to polymeric and lipid nanoformulations of tebuconazole and unloaded nanocarriers. The observed toxicity levels, from highest to lowest, were as follows: pure tebuconazole > tebuconazole-loaded on nanostructured lipid carriers > commercial tebuconazole > tebuconazole-loaded on poly(3-hydroxybutyrate) nanoparticles > tebuconazole-loaded on poly-ε- caprolactone. The mechanisms underlying the observed toxicity can generally be attributed to chemical factors (tebuconazole's free concentration and particle composition) and physical aspects (particle size and concentration). The study also revealed that dilution series can influence particle size and homogeneity, affecting the loaded substance's chemistry. This implies that the toxicity testing of nanopesticides is complex and not as straightforward as traditional dose–response modeling. Research like this is crucial to understanding the ecological impacts of nanopesticides, ensuring that new nanoformulations are beneficial rather than detrimental for plant protection.
Efficient production of cellooligosaccharides and xylooligosaccharides by combined biological pretreatment and enzymatic hydrolysis process
(Springer, 2024-05-21) Felipuci, Jefferson Poles ; De Freitas, Caroline ; Sanches, Alex Otávio ; Grillo, Renato ; Attili-Angelis, Derlene ; Brienzo, Michel
Xylooligosaccharide and cellooligosaccharide production has been improved over the years using different kinds of methods. Chemical and physical methods are the most used due to their facility in reducing the biomass recalcitrance; however, such methods require a great deal of energy and generate undesirable compounds. On the other hand, biological pretreatment is an option to overcome the high energy demand and pollution issues and optimize production. In this work, sugarcane bagasse was biologically pretreated with Coniophora puteana (CBMAI 0870), Gloeophyllum trabeum (CBMAI 0872), and Pleurotus ostreatus (CCIBt 2338) for 5 months. After the biological pretreatment, part of the material was milled in a knife mill (20-mesh) and another part was milled in a ball mill (powder aspect). The material was enzymatic hydrolyzed with cellulase (20, 50, and 100 IU/g) and xylanase (50 IU/g) combined with the milling techniques to produce cellooligosaccharides and xylooligosaccharides. Xylooligosaccharides and cellooligosaccharides were characterized by ATR-FTIR analysis, scanning electron microscopy images and X-ray to evaluate the modifications in the lignocellulosic structure. The enzymatic hydrolysis using cellulase (50 IU/g) combined with knife milling resulted in 26.23% of cellooligosaccharide conversion after 5 months of cultivation with C. puteana, while cellulase with the same enzymatic charge combined with ball milling resulted in 36.65% of cellooligosaccharide conversion using the same fungus and the same time of cultivation. Xylooligosaccharide conversion also reached better results when compared to untreated material: the best result was 78.12% of xylooligosaccharide conversion after the biological pretreatment with G. trabeum. Finally, scanning electron microscope images made it possible to observe gaps formed by the fungi growth in the biomass in comparison to untreated material; and x-ray analysis showed evidence of the effect of ball milling pretreatment in the biomass, reducing its crystallinity.
An enhanced approach for damage detection using the electromechanical impedance with temperature effects compensation
(Springer, 2023-03-31) Dias, Lorena Lopes ; Lopes, Kayc Wayhs ; Bueno, Douglas Domingues ; Gonsalez‑Bueno, Camila Gianini
Damage detection is one of the great challenges of the maintenance tasks and it has involved numerous researches to develop techniques in the field of structural health monitoring (SHM). Among different techniques, electromechanical impedance (EMI) technique has attracted attention due to its important and promising results. However, the sensitivity of this technique to variations in environmental conditions can lead to false diagnoses, and the temperature is one of the most critical factors for EMI technique. In view of this point, different researchers have developed compensation techniques to minimize the effects caused by temperature variation in electromechanical impedance measurements. Another important issue related to electromechanical Impedance curves is about the frequency range chosen to be analyzed. Then, the present article introduces an improved approach for damage detection by adding a new step for the temperature compensation technique proposed in a well-established approach in the literature. The proposal comprises a strategy to select the frequency range to compute damage detection indexes, and the technique is demonstrated for an aluminum beam in three different structural conditions: corresponding to the healthy and two types of damaged structure. The results are investigated for four different frequency ranges. The findings demonstrate the effectiveness of the proposed approach to reduce false alarms in damage detection using the EMI technique.
Nanopartículas como aditivos para revestimentos: uma potencial alternativa para prevenção da fixação do mexilhão dourado em usinas hidrelétricas
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-03-18) Taveira, Guilherme Moreno ; Grillo, Renato ; Oliveira, Jefferson Nascimento de
Existem muitas espécies de moluscos não-marinhos e não-nativos no Brasil, sendo a maioria deles trazidos fortuitamente da Ásia e da Europa. Um dos casos mais notórios é o do mexilhão dourado (Limnoperna fortunei). A grande capacidade desses organismos em aderirem às superfícies rígidas de qualquer natureza e desenvolverem superpopulações em um curto espaço de tempo, faz deste molusco um problema ambiental e econômico. Ao longo das últimas três décadas, distintas estratégias foram adotadas por diferentes pesquisadores no intuito de mitigar o avanço do mexilhão dourado por bacias hidrográficas e reservatórios de água, bem como combater e controlar o problema causado pela inserção da espécie em ambientes aquáticos diferentes ao seu originário. Especificamente para o setor elétrico, estimam-se perdas financeiras de US$120 milhões associadas às paralisações na geração de energia elétrica causadas pela proliferação destes organismos sistemas de resfriamento de unidades geradoras de usinas hidrelétricas. Neste contexto, a proposta deste trabalho consiste na síntese de nanomateriais, capazes de serem aplicados em revestimentos específicos, com a finalidade de reduzir a fixação do molusco em usinas hidrelétricas. Assim, diferentes nanomateriais inteligentes foram sintetizados, caracterizados e incorporados em revestimentos comumente utilizados em sistemas de geração de energia por fontes hidráulicas para monitoramento de sua ação repulsora ao organismo. Ademais, estudos referentes à interação com diferentes superfícies foram padronizados, bem como testes de aderência dos mexilhões dourados em superfícies metálicas, além do desenvolvimento de um indicador de impacto financeiro para a concessionária. Os resultados mostraram que os revestimentos dopados de nanopartículas foram estáveis, tiveram boa aderência nas superfícies de aço carbono e uma redução da oxidação do material em água em função do tempo. Além disso, não foram encontradas larvas ou indivíduos de mexilhão dourado nos corpos de prova no período de estudo e os custos anuais de manutenção para inspeção e limpeza dos equipamentos que compõem os sistemas de resfriamento da usina são estimados em R$ 446 mil. Assim, este trabalho inovador, se insere nos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) 6, 7 e 9, permeando, respectivamente, a garantia da água potável e do saneamento, a segurança da produção de energia acessível e limpa e a promoção da indústria, da inovação e da infraestrutura, através do desenvolvimento de materiais mais sustentáveis e inteligentes.
Diagnóstico e avaliação de um sistema abastecimento de água em município de médio porte: um estudo sobre perdas
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024) Cambrais, Marcelo Roncolato ; Maciel, Geraldo de Freitas ; Ferreira, Fabiana de Oliveira ; Universidade Estadual Paulista - Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira
Este trabalho tem como objetivo diagnosticar o serviço de abastecimento de água do município de Votuporanga – SP, visando avaliar e propor ações alinhadas com as metas estabelecidas na Lei Federal nº 14.026/2020 que estabeleceu, entre outras referências, a redução progressiva e controle da perda de água, também proposta pela ONU, por meio do Objetivo de Desenvolvimento Sustentável (ODS) 6 – Água potável e saneamento. O estudo propõe avaliar a possibilidade de aplicação do método do balanço hídrico como ferramenta diagnóstica da distribuição das perdas reais e aparentes, para definição das ações mais assertivas que permitam controlar e reduzir as perdas de água no sistema de abastecimento analisado. A metodologia utilizada foi o levantamento de dados comerciais e dos principais indicadores de ordens de serviço, arquivos do cadastro técnico e consultas com as equipes de operação e manutenção da autarquia, o que possibilitou um melhor diagnóstico do abastecimento de água no município de Votuporanga. Para isso, foram abordados os aspectos relacionados às perdas físicas e não-físicas na área de estudo, com análises geoespaciais detalhadas que revelaram pontos críticos de vazamentos em redes e adutoras, assim como em ramais e cavaletes, mapeamento da idade dos hidrômetros, subsidiando recomendações para substituições e manutenções. De acordo com os resultados obtidos, verificou-se um alto índice de perdas totais de água no município (32,98%), com um índice de redes de distribuição de água constituídas em cimento amianto obsoletas, na ordem de 9,92% do total das redes, tendo sido praticado um baixo índice de substituição de redes (0,3%.ano). As ações recomendadas têm o potencial de aprimorar a qualidade do serviço prestado, a sustentabilidade dos recursos hídricos e contribuir para a gestão eficaz do sistema analisado.
Desenvolvimento de manual técnico operacional para ações de saneamento em áreas de vulnerabilidade socioambiental
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-12-15) Santos, Tathiana Lima dos ; Oliveira, Jefferson Nascimento de
O crescimento da população ocorre de forma desigual, sem planejamento adequado nos municípios. Esses não conseguem prover estrutura e infraestrutura suficientes para atender as demandas como, por exemplo, ingresso escolar, saúde e saneamento, surgindo então um número grande de pessoas em situação de vulnerabilidade. Nesse cenário, a elaboração de um Manual Técnico Operacional para ações de saneamento básico, com foco em áreas de vulnerabilidade socioambiental torna-se uma ferramenta importante, especialmente, por desempenhar a função de apoio à instalação e manutenção de serviços públicos nas áreas destacadas. O Manual visa o estabelecimento de uma série de ações capazes de proporcionar parcerias eficazes entre sociedade civil e o setor de saneamento, com a participação efetiva da população para promoção de um estilo de vida sustentável, com maior qualidade de vida, com valores sociais, educação, incentivo a economia circular e a geração de renda para a população envolvida. O Manual atende vários indicadores de sustentabilidades apontados na Agenda 2030, principalmente quanto a destinação de resíduos, a poluição da água e do solo, qualidade de vida e equidade social. Além das ações estrategicamente elencadas, este material contém modelos de ferramentas de trabalho e projetos de ações de educação ambiental, que podem ser direcionados para cada público, de forma inclusiva, considerando as boas práticas encontradas na literatura e estimulando o consumo sustentável.
Conversor CC-CC unidirecional isolado para o carregamento rápido de veículos elétricos
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-03-09) Benites Quispe, Jhon Brajhan Benites ; Ribeiro, Jean Marcos de Souza
Neste trabalho, apresenta-se o estudo de um conversor CC-CC unidirecional, isolado em alta frequência destinado para aplicação como carregador rápido de veículos elétricos, sendo possível sua operação com diferentes níveis de tensão e corrente de saída. Este conversor corresponde a um sistema de conversão modular do tipo entrada-paralela saída-paralela com dois módulos de potência. A estrutura de potência proposta para um módulo consiste em dois conversores, utilizando uma única ponte de MOSFET SiC na confiuração em ponte completa, e conectando os enrolamentos primários dos transformadores em paralelo. Adicionalmente, circuitos simples de grampeamento com derivação central no enrolamento secundário do transformador são adicionados aos retifiadores de saída. Da mesma forma, um circuito de reconfiuração de saída baseado em relé é implementado. A transferência de potência da entrada para a saída é realizada usando a estratégia de modulação por deslocamento de fase. Os princípios de operação são apresentados e analisados, derivando-se os principais parâmetros elétricos, esforços elétricos, procedimentos de projeto e um modelo dinâmico em pequenos sinais. Além disso, um esquema de controle multi-malhas para o processo de recarga de veículos elétricos é proposto. Finalmente, um protótipo comercial de um módulo de potência de 10 kW é projetado e construído, sendo realizados os ensaios experimentais com tensão de entrada de 900 V, tensão de saída de 0 V a 800 V, e frequência de chaveamento de 100 kHz, obtendo-se um rendimento máximo de 96,69 % e uma densidade de potência de 0,485 W/cm3.
Aplicação web como subsídio para o conhecimento do plano de recursos hídricos das bacias hidrográficas dos rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-12-15) Gotardi Piccin, Kátia Rossi ; Leite, Maurício Augusto
O desenvolvimento de ações ou ferramentas que promovam a sensibilização e a conscientização da sociedade sobre problemas e soluções relacionados ao gerenciamento, à conservação e à proteção dos recursos hídricos sempre foi considerado um grande desafio. Publicações, como os planos de recursos hídricos de bacias hidrográficas, contém informações e dados extremamente técnicos, os quais são de difícil compreensão para aqueles que não vivenciam o dia a dia da gestão dos recursos hídricos. Diante desta dificuldade e da necessidade de um maior engajamento por parte de diferentes segmentos da sociedade junto à gestão dos recursos hídricos nas Bacias PCJ, foram organizados, com o auxílio das ferramentas Prezi, Clipchamp, Removebg, Cloudconvert; Pixbay, Freepik e Storyset conteúdos norteadores para a construção de aplicações web, com transposição didática visando o entendimento pelos diferentes segmentos da sociedade, sobre os assuntos pautados no Plano de Recurso Hídrico da Bacia Piracicaba Capivari e Jundiaí (Plano das Bacias PCJ). O conteúdo norteador, será utilizado como base para o desenvolvimento da aplicação web pela Agência das Bacias PCJ, o qual auxiliará com a implementação das ações de educação ambiental, em 2024 e 2025, visando envolver os (i) poderes legislativo, judiciário e executivo, bem como líderes comunitários, (ii) proprietários rurais, (iii) gestores e técnicos operadores de estações de tratamentos de água e esgoto e (iv) educadores da rede pública de ensino com o objetivo de trabalhar na apresentação e divulgação do Plano das Bacias PCJ destacando a situação dos recursos hídricos, a realidade socioambiental e a importância do “Uso e conservação do Solo” para o apoio à sustentabilidade hídrica, nas Bacias PCJ. Pretende-se com este produto a difusão das informações e o estímulo quanto a participação da sociedade na gestão dos recursos hídricos das Bacias PCJ, bem como, em outros Comitês de Bacia Hidrográficas do Brasil.
Emissões de CO2 provenientes de incêndios e de diferentes usos e ocupação do solo no pantanal brasileiro
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-02-16) Pelissari, Tatiane Deoti ; Teodoro, Paulo Eduardo ; Silva Junior, Carlos Antonio da
Dada à magnitude da influência das zonas úmidas tropicais no ciclo global de carbono (C), a avaliação e o monitoramento das emissões de dióxido de carbono (CO2) nestas áreas, podem ajudar na compreensão e na gestão do C diante da crise climática. Todavia, a carência de informações do fluxo de CO2 referente a influência dos incêndios e do uso e cobertura do solo (LULC) na emissão de CO2 em zonas úmidas limita a compreensão da dinâmica global do CO2. A fim de responder estas questões, este estudo tem como finalidade verificar o efeito dos incêndios e de diferentes Usos e Ocupção do Solo (UOS) nas emissões de CO2 no bioma Pantanal brasileiro. No primeiro capítulo os objetivos foram: (i) avaliar a relação entre focos de incêndio e absorção de carbono (GPP), precipitação e fluxo de CO2; (ii) analisar a recuperação da vegetação usando a razão de queima normalizada diferenciada (ΔNBR) no bioma Pantanal brasileiro entre 2001 e 2022; e (iii) identificar áreas prioritárias, onde ocorreram as maiores intensidades de focos de incêndio, a fim de orientar políticas públicas no Brasil para manter a conservação local. O capítulo II teve como objetivos: i) estimar o modelo de fluxo de CO2, temperatura (T) e umidade do solo (UN); em dois anos seguidos (2022 e 2023); ii) analisar a relação entre essas variáveis em diferentes classes de uso e cobertura do solo (LULC) e iii) detectar os UOS que possuem os maiores fluxo de CO2 e, consequentemente estabelecer ações de mitigação de emissões de CO2 no bioma Pantanal brasileiro. No primeiro capítulo , foram detectados focos de incêndio a partir dos dados do algoritmo MODIS MOD14/MYD14, precipitação anual com CHIRPS (Climate Hazards Group InfraRed Precipitation with Station data), e fluxo de CO2 via o produto MODIS/MODO9A1, e Produção Primária Bruta (GPP) via o produto MODIS/MOD17A2. A intensidade da área queimada também foi avaliada pelo índice ΔNBR e as áreas de risco foram determinadas pelas médias dessas imagens. Durante a série histórica, foram detectados um total de 300.127 focos de incêndio em todo o Pantanal, onde em 2020 obteve o maior número de focos e a menor precipitação acumulada. Os anos com maior precipitação foram 2014 e 2018. O ano de 2018 foi também o segundo ano com maior valor de GPP. O teste Pettit mostrou mudanças para 2008 e 2011 em relação às variáveis fluxo de CO2 e GPP respectivamente. A análise de componentes principais (PCA) agrupou focos de incêndio e precipitação em lados opostos, bem como GPP e fluxo de CO2. Houve uma alta correlação negativa entre os focos de incêndio × precipitação e GPP × fluxo de CO2. Os anos com maiores áreas das classes de Gravidade Alta (AG), Gravidade Moderada-Alta (GMA) e Gravidade Moderada-Baixa (GMB) foram em 2020 e 2019, respectivamente. As áreas mais vulneráveis aos incêndios graves foram nos municípios de Cáceres/MT, Poconé/MT e Corumbá/MS. A grande catástrofe de incêndio em 2020 está correlacionada com a baixa precipitação em 2019, a elevada precipitação em 2018 e o aumento do GPP, bem como com políticas governamentais desfavoráveis ao ambiente. No capítulo 2, foram feitas medições de CO2 do solo in situ em quatros diferntes UOS; soja, eucalipto, pastagem e vegetação nativa, todos localizados no município Aquidauana no Mato Grosso do Sul (MS). Foram aplicadas PCA para verificar a relação entre os anos e as classes de uso de solo e, posteriormente, avaliar a relação entre as variáveis analisadas via correlação de Pearson. As maiores emissões foram detectadas nos UOS soja e pastagem, com aumento significativo das emissões em 2023 para todos os UOS, possivelmente provocadas pelo excesso de umidade do solo. Valores inferiores de FCO2 foram observados para o cultivo de eucalipto e vegetação nativa, no qual indica que esses UOS, atuam como sumidouros de CO2. Esta descoberta constata que a preservação de áreas nativas é fundamental para o objetivo de neutralização do C, e o cultivo de eucalipto também pode contribuir com o C neutro e a adoção de práticas de manejo do solo sustentáveis reduzem a liberação de CO2 para atemosfera.
Nutrição, fisiologia e produção de cultivares de gergelim inoculados com microrganimos promotores de crescimento de plantas
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-10-31) Lima, Bruno Horschut de ; Teixeira Filho, Marcelo Carvalho Minhoto ; Ciampitti, Ignacio Antonio
Alguns microrganismos, como os fungos micorrízicos e bactérias promotoras do crescimento de plantas (BPCPs), podem desempenhar papel relevante e estratégico para incrementar produtividade a baixo custo e com menor dependência de importação de insumos, principalmente em culturas como o gergelim, que apresentam bom valor comercial no mercado internacional. Sendo assim, objetivou-se avaliar os efeitos da inoculação via semente com Azospirillum brasilense, Bacillus subtilis, Pseudomonas fluorescens, Trichoderma harzianum de forma isolada, na nutrição, fisiologia e produção de dois cultivares de gergelim. O experimento foi desenvolvido no delineamento em blocos casualizados, com cinco repetições, em esquema fatorial 5x2, o primeiro fator foi as inoculações dos microrganismos sendo o controle não inoculado e a inoculação de Azospirillum brasilense, Bacillus subtilis, Pseudomonas fluorescens e Trichoderma harzianum; o segundo fator foi constituído por dois cultivares de gergelim (Trebol e BRS Anahí), em sistema de cultivo protegido. O cultivar de gergelim Anahí se destacou em relação as análises fisiológicas, com isso levando a uma melhor condição fitossanitária, com maiores acúmulos de macronutrientes nos grãos e maior produção de grãos por planta. As inoculações com microrganismos propiciaram as maiores concentrações e acúmulos de N na parte aérea das plantas em relação ao controle; e incrementos de forma variada na concentração e acúmulo de micronutrientes na parte aérea, fotossíntese líquida, condutância estomática, comprimento de vagens e massa de 100 grãos dos cultivares de gergelim, ao quais foram afetados por estresse causado pelo frio. Plantas inoculadas com Azospirillum brasilense e Trichoderma harzianum foram mais eficientes nas análises fisiológicas, porém variando conforme os cultivares de gergelim e época de avaliação. Apesar de não ter sido observada diferença significativa entre inoculações com microrganismos, a inoculação com Azospirillum brasilense foi a mais interessante, pois incrementou em 14% a produção de grãos por planta em relação ao controle. Adicionalmente esta bactéria proporcionou maiores acúmulos de P, B, Fe e Zn nos grãos de gergelim.
Níveis de esteroides sexuais em fêmeas, machos primários e secundários em Brycon orbignyanus (Teleostei: Bryconidae)
(2024-01-04) Quirino, Patricia Postingel
Optimization of a H-Darrieus turbine through parametric geometry based on Joukowsky transformation for low-TSR operational ranges
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-01-24) Baca Bernabe, Giusep Alexander ; Salviano, Leandro Oliveira
The depletion of traditional fossil fuel resources due to increased energy usage has led to efforts to promote renewable energy sources such as wind energy. This study aims to identify the optimal profile for an operational range (TSR = 2.33, 2.64, and 3.09) in terms of performance through the numerical integration of the Cp-TSR curve by combining Computational Fluid Dynamics (CFD) with the Metamodel of Optimal Prognosis (MOP) response surface approach. Three parameters (a/b ratio, m, and pitch angle) are analyzed using the Joukowsky transformation parametrization methodology for symmetrical airfoils. The optimized turbine, performed using Gradient-based approaches, achieved a higher average Cp at each TSR compared to the traditional NACA 0021. Furthermore, a comparative analysis of non-dimensional velocity and pressure contour between the optimal and the original profile was conducted. The study demonstrated that the approach used in coupling CFD modeling and optimization tools is reliable, cost-effective, and appropriate for fluid flow phenomena for high-dimensional and computationally expensive CFD models at different TSR.

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