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A fotocatálise é considerada uma tecnologia promissora para redução da poluição ambiental através da mineralização foto-oxidativa de compostos orgânicos. Dentre os fotocatalisadores empregados atualmente, o dióxido de titânio (TiO2 ou titânia) é o mais utilizado devido à sua natureza não-tóxica, insolubilidade em água, expressivas estabilidades térmica e química, baixo custo e alta fotoatividade. A eficiência catalítica do TiO2 é influenciada por fatores como sua estrutura cristalina e área superficial específica. Neste trabalho foi investigado o efeito do tratamento hidrotermal e da adição de sílica sobre a estrutura e o desempenho fotocatalítico de catalisadores à base de TiO2. Estes materiais foram preparados combinando o processo sol-gel e o tratamento hidrotermal, sem a utilização de estruturadores de poros ou surfactantes. As condições ideais de síntese foram investigadas com base na variação dos parâmetros de síntese. Apesar da obtenção de cristais de anatásio sem tratamento hidrotermal, este processo pareceu necessário para melhorar a cristalinidade da titânia e assim obter a fase anatásio com boa qualidade estrutural e alta fotoatividade. A etapa de tratamento térmico mostrouse responsável pela geração de efeitos tanto positivos quanto negativos em relação às propriedades estruturais do TiO2 e sua atividade fotocatalítica. Contudo, de modo geral, mostrou-se vantajosa desde que a estrutura de poros, a fase anatásio e uma alta área superficial específica fossem mantidas. A adição de sílica foi então justificada, visando estabilizar a estrutura cristalina do TiO2 no tratamento térmico. Os melhores resultados foram obtidos com razão molar Si/(Si+Ti) de 0,2. Um aumento na temperatura do tratamento hidrotermal mostrou estabilizar ainda mais a estrutura, o que correspondeu a uma performance catalítica superior aos demais materiais quando utilizadas altas temperaturas de tratamento térmico (i.e. 700 oC). A alta eficiência fotocatalítica dos nanocompósitos sintetizados se deve ao efeito combinado da fotoatividade do TiO2 e da capacidade de adsorção do SiO2. Quando comparado a uma amostra comercial de TiO2 (Evonik Degussa P25), o melhor desempenho do nanocompósito é notado principalmente quando utilizado em maiores quantidades.

Elementos estruturais constituídos por tubos de aço preenchidos com concreto apresentam uma série de vantagens quando comparados a elementos de concreto armado ou de aço isolados. Este trabalho, que envolve análises experimental e numérica, tem por objetivo a investigação do comportamento estrutural à flexão pura de vigas mistas constituídas de um perfil de aço tubular retangular preenchido com concreto autoadensável, associado ou não a uma laje de concreto maciça ligada à mesa superior do perfil de aço. Na análise experimental foram utilizados protótipos em escala real e empregados perfis de aço tubulares retangulares com dimensões nominais de 250×150×6,4 mm e resistência nominal ao escoamento de 300 MPa e concreto autoadensável com espalhamento nominal de 660-750 mm e resistência característica à compressão de 30 MPa. Inicialmente, foram realizados testes de concretagem em dois protótipos de 12 m de comprimento para se investigar a viabilidade executiva do preenchimento com concreto de tubos de aço retangulares, em escala real, posicionados horizontalmente, visando à sua aplicação no canteiro de obras. Na sequência, doze protótipos de 6 m de comprimento foram submetidos ao ensaio de flexão de 4 pontos, incluindo dez vigas mistas e duas vigas puramente de aço para comparação. Os parâmetros investigados foram a condição da interface entre o tubo de aço e o núcleo de concreto, a taxa de armadura passiva do núcleo de concreto e a presença de uma laje maciça de concreto sobreposta ao perfil de aço tubular retangular. Um modelo numérico tridimensional baseado no Método dos Elementos Finitos foi desenvolvido utilizando o software ABAQUS para simular o comportamento das vigas mistas. O modelo foi calibrado e verificado com base nos resultados obtidos experimentalmente. Na sequência, o modelo foi empregado em um estudo paramétrico para se avaliar a influência de parâmetros específicos no comportamento das vigas mistas. Os resultados experimentais e numéricos obtidos para o momento fletor resistente e para a rigidez à flexão foram comparados entre si e com valores teóricos determinados com base em procedimentos normativos nacionais e internacionais vigentes.

Este estudo teve por finalidade analisar a influência de um conjunto de aditivos, usando como referência a argamassa mista de cal, para estabelecer uma proporção adequada de aditivos que forneça propriedades satisfatórias assim como a argamassa mista. Para atingir o objetivo, foi dosado um traço de argamassa mista utilizando areia natural, cimento CP II-F 32 e cal CHI, conforme a metodologia de SANTOS (2014). A seguir, tomando como base o traço misto, foi dosado o traço aditivado retirando a cal e adicionando diferentes proporções dos aditivos: retentor de água (R), incorporador de ar (I) e plastificante (P), conforme estabelecido pela metodologia SIMPLEX. Com os traços estabelecidos, foram realizados testes de consistência, densidade no estado fresco e endurecido, retenção de água, módulo de elasticidade, resistência à tração na flexão, à compressão, e de aderência à tração, absorção de água por imersão e por capilaridade, porosidade, ensaio de envelhecimento adaptado e análise da microestrutura através de microscópio digital. Ao fim deste estudo, ficou evidenciado que: o ar incorporado teórico e a porosidade total foram diretamente influenciados pelo aumento do I; a densidade no estado fresco e endurecido, e a porosidade aberta foram inversamente influenciadas por I, e diretamente por P; a resistência de aderência da argamassa aditivada (50%P + 50%R) apresentou resultado equiparado ao da argamassa mista, ressalta-se que apenas o uso do incorporador de ar ou do plastificante apresentou resultado insatisfatório; as resistências mecânicas foram diretamente influenciadas pelo uso do P; e o aumento do custo dos materiais das argamassas aditivadas ficou diretamente relacionado com o maior teor de R, mesmo assim foi mais barato que o custo de materiais da argamassa mista com cal. Constatou-se, por fim, a possibilidade (técnica e econômica) de substituir a argamassa mista por um traço de argamassa aditivado (50%P + 50%R) tão eficiente quanto a argamassa mista estudada.

Os materiais ativados alcalinamente que possuem baixos teores de cálcio, comumente chamados de geopolímeros, são ligantes obtidos através da ativação alcalina de materiais ricos em aluminossilicatos, destacando-se o metacaulim, uma argila calcinada com alto teor de sílica e alumina. As propriedades do geopolímero permitem seu uso em refratários, filtros e biotecnologia. Também podem ser utilizados para fins estruturais e pavimentação. Na forma de espumas os geopolímeros podem ser aliados a construção civil, podendo ser utilizados como material de construção leves e/ou isolantes. Neste trabalho as espumas geopoliméricas foram produzidas através da introdução de um agente formador de poros ou bolhas na matriz geopolimérica. A quantidade e teor de surfactante influencia na formação, volume dos poros, na distribuição porosimétrica e na morfologia. O objetivo desse trabalho foi a produção e estudo de um geopolímero poroso. O geopolímero poroso produzido tem como precursor metacaulim, como ativador foram avaliadas as misturas de silicato de potássio com hidróxido de potássio e também a de silicato de sódio com hidróxido de sódio, ambas utilizando solução de hidróxido com molaridade de 8 e 10 mol/L, e como agente formador de poros foi utilizado o peróxido de hidrogênio em diferentes teores. A ocorrência da geopolimerização foi avaliada por difração de raios-X (DRX) e espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). A caracterização da espuma quanto a porosidade e densidade foi realizada pelo método de Arquimedes. Suas propriedades mecânicas foram avaliadas por ensaios de resistência à compressão. Observou-se, através das técnicas de DRX e FTIR, que nas pastas ativadas alcalinamente, tanto com utilização de KOH ou NaOH, ocorreu a geopolimerização. A variação da molaridade dos ativadores alterou a porosidade, densidade e resistência mecânica das pastas. O teor de peróxido de hidrogênio adicionado controla a formação dos poros através da liberação de oxigênio e, consequentemente, a densidade e resistência mecânica do material.

Neste trabalho foi realizada a síntese de policristais de aluminato de lantânio (LaAlO3) puro e dopado com 0,1% (percentual em relação ao peso) de carbono e investigadas suas propriedades termoluminescentes para aplicação em dosimetria de radiação ultravioleta. O material sintetizado possui uma estrutura do tipo perovskita, sua rede cristalina favorece a formação de defeitos aniônicos e possibilitam ainda que uma variedade de elementos possa ser acomodada. As principais etapas do trabalho tratam-se da caracterização da sensibilidade termoluminescente das amostras obtidos por meio de diferentes misturas do óxido de lantânio (La2O3), oxido de alumínio (Al2O3) e carbono. Ensaios de Difratometria de raios X, Espectroscopia Ultravioleta e visível, Espectroscopia Infravermelho por Transformada de Fourier e Microscopia Eletrônica de Varredura foram realizados. O pó foi sintetizado pelo método de reação do estado sólido via sucessivos processos de moagem e tratamento térmico à 1700ºC em atmosfera de hidrogênio. A formação da fase LaAlO3 foi caracterizada por difração de raios X. A presença de La(OH)3 também foi observada e associada ao aumento da sensibilidade termoluminescente das amostras. Constatamos que em todas as misturas analisadas, inclusive o aluminato de lantânio puro, apresentam grande sensibilidade à Radiação Ultravioleta, no entanto o grupo de amostras em que o carbono foi adicionado ao óxido de lantânio apresentaram melhor linearidade e reprodutibilidade nos testes realizados. Parâmetros cinéticos das curvas termoluminescentes (TL) foram obtidos através do método de forma do pico. A eficiência do apagamento óptico para picos termoluminescentes individuais foi avaliada e apresentou bons resultados. Imagens da emissão termoluminescente obtidas por meio de filmes das amostras apresentaram bons resultados quanto a sensibilidade e resolução para a radiação ultravioleta. O filme deve ser capaz de representar informações sobre a distribuição de dose e/ou homogeneidade de um campo da radiação UV oriundo de fontes artificiais, tal qual, as lâmpadas utilizadas em procedimentos de fototerapia.

O código STHIRP-1 foi desenvolvido como uma atividade da linha de pesquisa relacionada à área de termo-hidráulica de reatores, do Departamento de Engenharia Nuclear da Universidade Federal de Minas Gerais e é resultado de um esforço no sentido de desenvolver um código que tenha a mesma capacidade analítica daqueles desenvolvidos em instituições e centros de pesquisa qualificados na área nuclear em todo o mundo. A capacidade analítica do programa foi testada com a simulação do sistema representado pelo reator de pesquisa TRIGA IPR-R1 instalado no CDTN/CNEN em Belo Horizonte. Neste contexto resolveu-se avaliar o combustível anelar para testar o modelo de condução térmica implementado no programa. Para tanto simulou-se o combustível com geometria anelar apresentado no relatório de referência publicado pelo MIT Center for Advanced Nuclear Energy Systems em 2006. Nesse relatório discute-se a proposta de um combustível anelar, refrigerado interna e externamente, com o objetivo de permitir o aumento da densidade de potência de um reator PWR sem comprometer as margens de segurança da instalação. As condições termohidráulicas foram calculadas com o auxílio do código de subcanais VIPRE. Os cálculos foram realizados sempre procurando seguir as informações contidas no relatório de referência. Os resultados mostraram que, de uma forma geral, há uma boa correspondência entre aqueles previstos por STHIRP-1 e os apresentados no relatório. No modelo de uma vareta o bom acordo na comparação do fluxo de calor, do DNBR ( Departure From Nucleate Boiling) e queda de pressão do VIPRE e STHIRP confirmam a capacidade nativa de simulação do combustível anelar com o código STHIRP. Do modelo de 1/8 do núcleo, representando o núcleo por simetria com potência de 150% em relação ao uso do combustível sólido, foi obtido bom acordo do DNBR. Além disso, foram obtidas as distribuições de temperatura radial e axial da vareta combustível e a temperatura da água. A perda de carga foi o parâmetro, que apresentou maior diferença no trabalho. O canal interno apresentou a menor queda de pressão, pois não tem grade espaçadora. Enfim, este estudo mostra que o programa STHIRP é uma ferramenta valiosa que está à disposição do Departamento de Engenharia Nuclear sem custos e gera perspectivas de trabalhos futuros. O combustível anelar se mostra muito promissor, mas ainda é necessário mais estudos e investimento nesse combustível.

O Sistema Híbrido Fusão-Fissão baseado no Tokamak vem sendo estudado com o propósito de transmutação de transurânicos, os quais possuem uma longa meia-vida e alta radiotoxicidade. O sistema constitui-se de um reator de fusão nuclear acoplado a um cobertor de fissão subcrítico denominado camada transmutadora. Estudos preliminares indicaram o melhor posicionamento para a camada transmutadora considerando espectro endurecido e alto fluxo de nêutrons. Nos estudos anteriores, o refrigerante utilizado para a camada transmutadora foi a liga de lítio-chumbo enriquecida em lítio-6 a 20%, que além de refrigerar é responsável pela geração de trítio, necessário para suprir as reações de fusão nuclear. Neste trabalho, partindo do modelo preliminarmente desenvolvido, e com o objetivo de aumentar a eficiência na transmutação de transurânicos através de reações de fissão nuclear, diferentes refrigerantes foram considerados para a camada transmutadora. Foram analisados metais líquidos usados como refrigerantes para reatores rápidos, tais como chumbo, sódio, e ligas de sódio-potássio, chumbo-bismuto, magnésio-chumbo e logicamente a liga de lítio-chumbo com o viés de comparação. Avaliando os parâmetros neutrônicos, tais como o fator de multiplicação efetivo e o fluxo de nêutrons, e a capacidade de transmutação de transurânicos, a liga eutética de chumbo-bismuto apresentou o melhor comportamento considerando a transmutação de transurânicos. Entretanto, o uso do refrigerante chumbo-bismuto diminui as taxas de reação para a produção de trítio devido à falta de lítio no sistema, prejudicando o fornecimento de trítio necessário para as reações de fusão. Portanto, foi avaliada a inserção de uma camada produtora de trítio para diferentes materiais produtores em distintos posicionamentos no sistema com o novo refrigerante escolhido tendo como finalidade uma maior produção de trítio. A avaliação consiste em encontrar o melhor posicionamento e o melhor material a ser usado na camada produtora de trítio sem afetar de maneira significativa a transmutação de transurânicos. Foram analisadas as probabilidades de produção e o fluxo de nêutrons na camada produtora e a capacidade de transmutação para cada posicionamento da camada e produtor utilizado. Baseado nos resultados obtidos, a camada produtora de trítio foi posicionada antes da camada transmutadora, sendo composta por lítio enriquecido em lítio-6 a 20%. iv Todas as análises foram realizadas utilizando o código MONTEBURNS que executa de forma conectada os códigos MCNP e ORIGEN. Os dados neutrônicos foram obtidos pelo código MCNP e os dados de queima e variação da composição do combustível foram obtidos pelo ORIGEN.

As varreduras de tomografia computadorizada (TC) geralmente promovem uma exposição à radiação maior que um exame de radiografia convencional. Logo, contribuem para o aumento da dose do paciente e da dose coletiva da população, sendo uma preocupação para a saúde pública. Os protocolos de varredura de TC de cabeça e pescoço estão entre aqueles que mais depositam dose em pacientes e aumentam o risco de desenvolvimento de cânceres, principalmente em bebês, crianças e adolescentes. Neste trabalho são avaliados valores de dose absorvida nos órgãos em varreduras de TC de cabeça e pescoço, utilizando objetos simuladores antropomórficos. Visando reduzir as doses de tireoide em varreduras de pescoço e de cristalinos em varreduras de cabeça, foram utilizadas blindagens de bismuto específicas para esses órgãos e foram avaliados os valores de dose absorvida nos órgãos. Para as varreduras de cabeça foi proposta uma técnica de posicionamento do paciente com a cabeça inclinada. Os registros das doses absorvidas foram realizados com tiras de filmes radiocrômicos e foram avaliados os órgãos radiossensíveis, tais como: o cristalino e a tireoide e estruturas próximas ao campo de irradiação, como: a nasofaringe, as glândulas salivares, as glândulas parótidas, a hipófise, a medula espinhal e as mamas. As varreduras de TC foram realizadas em três equipamentos de centros de imagens distintos. Neste estudo é descrito detalhadamente a metodologia aplicada para a avaliação da redução na dose no cristalino e tireoide sem e com a utilização de protetor de bismuto, assim como o uso da técnica de inclinação da cabeça do paciente. Os dados obtidos permitiram observar a variação da dose nos órgãos estudados. Nas varreduras de crânio o uso da blindagem de bismuto para os olhos reduziu em até 46% a dose absorvida nos cristalinos e a proposição de posicionamento do paciente com a cabeça inclinadada obteve redução de dose absorvida nos cristalinos de mais de 80%. A varredura de coluna cervical com o uso da blindagem de bismuto para tireoide reduziu em mais de 50% a dose absorvida neste órgão. Os resultados apresentaram a eficácia na utilização do protetor de bismuto e no posicionamento do paciente com a cabeça inclinada, sem que haja comprometimento da qualidade da imagem do exame

O crescimento da demanda de energia, sobretudo no setor elétrico, as políticas internacionais para mitigação dos efeitos das mudanças climáticas e a tendência mundial de descarbonização da economia colocam a energia nuclear como uma importante opção para o mix energético dos países. Sua importância como energia de base, trazendo segurança e confiabilidade ao setor energético fazem necessários estudos que avaliem projeções de crescimento e seus impactos. A energia nuclear foi responsável por 2,5% da oferta de eletricidade no país, em 2017. O Brasil, com uma das maiores reservas mundiais de urânio, também possui domínio do ciclo do combustível nuclear, apesar de não ter capacidade instalada para suprir toda a demanda das usinas. No âmbito nacional, discute-se a busca pela independência do setor de energia nuclear. Assim, este trabalho tem como objetivo avaliar cenários com projeções da expansão nacional da energia nuclear. Nesse contexto, revisamse algumas externalidades na energia nuclear e avalia por meio da ferramenta de modelagem MESSAGE, o histórico de geração e outros cinco cenários operando em ciclo aberto e ciclo fechado do combustível nuclear. Ambos os ciclos do combustível são comparados e os resultados mensuram as emissões de gases de efeito estufa, a utilização dos recursos das reservas nacionais, as capacidades necessárias durante as etapas do ciclo do combustível para a independência do setor, os rejeitos gerados a serem gerenciados e os aspectos econômicos, como despesas do ciclo do combustível e custos de operação e manutenção das usinas. Conclui-se, principalmente, que nos cenários de menor expansão da geração nuclear, a pequena participação na matriz elétrica requer definições estratégicas que garantam a confiabilidade e segurança do sistema. Além disso, os cenários operando em ciclo fechado possuem menores requisitos durante o ciclo do combustível, bem como menores emissões de GEE e menos rejeitos a serem gerenciados apesar do pequeno incremento do custo da eletricidade.

A crescente rigidez das legislações ambientais, associada aos impactos provenientes do despejo inadequado de rejeitos, têm desafiado diversas indústrias a buscarem formas mais eficientes para tratar seus rejeitos. A indústria de fabricação de couros está em constante crescimento trazendo consigo uma grande carga de resíduos. Um dos resíduos sólidos mais gerados nesse tipo de indústria é o chamado pó de rebaixadeira. Este resíduo é gerado na etapa de acabamento do couro, onde o mesmo é raspado até atingir a espessura desejada pelo consumidor. Estas aparas são geradas em grandes quantidades por dia, possuem grande concentração de metais pesados em sua composição (principalmente cromo, possuem baixo peso específico, são de difícil compactação e geralmente são destinadas a aterros industriais. Surgindo como uma forma eficiente e de fácil operação quando comparada a outras técnicas de tratamento de efluentes industriais, a adsorção de contaminantes utilizando argila organofílica como adsorvente tem ganhado espaço como uma tecnologia nova e potencialmente viável, devido principalmente à simplicidade de operação e ganhos na remoção do contaminante. Neste trabalho foi realizada a caracterização da argila bentonita sódica e posteriormente a sua organofilização para que possa ser aplicada numa solução de dicromato de potássio, visando à remoção de Cr (VI), principal contaminante presente nos resíduos de curtumes. Os resultados das análises realizadas mostraram evidências de que a organofilização da argila ocorreu, seja pelo aumento da distância basal, seja pelos resultados obtidos na análise química. Os resultados indicaram ainda boa eficiência na remoção de cromo, especialmente para um pH igual a 2, onde a remoção foi a máxima obtida.

O CANadian Deuterium Uranium ou CANDU (mais precisamente CANDU 6), é um reator desenvolvido pela Atomic Energy Canada Limited AECL que emprega água pesada como moderador e refrigerante e urânio natural como combustível. O Korea Atomic Energy Research Institute KAERI em parceira com AECL e U.S. Department, estudam ciclos avançados do combustível nuclear que visam a utilização do combustível irradiado proveniente de um reator de água leve (LWR) no CANDU, conceito denominado de Direct Use of spent PWR fuel In CANDU (DUPIC) ou ciclo DUPIC. O combustível irradiado de um Reator de Água Pressurizada (PWR) apresenta cerca de 1,5% de material físsil dependendo da queima no PWR e, decorrem disso, possibilidades do uso desse material no CANDU. Nesse contexto, dentro dos possíveis métodos de reprocessamento, destaca-se o Oxidation and REduction of OXide Fuel (OREOX), processo redox de via seca onde não há senão remoção de produtos de fissão gasosos, por se tratar de uma técnica que favorece redução de custos e processos. Nesse trabalho avalia-se o ciclo DUPIC para um típico reator CANDU 6 onde o combustível proveniente de um PWR foi reprocessado pelo método OREOX. A inserção de combustível reprocessado provoca um aumento na reatividade do núcleo; desse modo se faz necessário o do uso de um material absorvedor de nêutrons que favoreça o decréscimo da criticalidade. Para tanto, propôs-se o uso de urânio empobrecido como material absorvedor com o objetivo de se compensar o acréscimo de reatividade e, portanto, obter uma configuração de núcleo que apresente características neutrônicas equivalentes ao CANDU 6 sem modificações (referência).O estudo foi dividido em duas fases, na primeira avaliou-se a criticalidade inicial em estado estacionário para diferentes configurações de núcleo e na fase final verificou-se a criticalidade e evolução da composição do sistema ao longo da queima. A condição ótima obtida das análises levou a uma configuração inicial constituída de 81,5% de urânio natural, 6,9% de urânio empobrecido e 11,3% de combustível reprocessado e um teor aproximado de 7kg de material físsil por tonelada de metal pesado, superior ao CANDU 6 de referência ao final da queima. Foi utilizado o SCALE 6.0 (Standadized Computer Analyses for Licensing Evaluation modular code) para as análises das criticalidades iniciais e queima em diferentes combinações de uso do urânio natural, urânio empobrecido e combustível reprocessado.

A produção de energia através da cana-de-açúcar ocorre de duas maneiras, sendo pela produção de sacarose contida no caldo extraído do colmo da cana e pela produção de celulose concentrada nas folhas, palhas e no bagaço que sobra após a moagem da haste ou colmos. A sacarose pode ser transformada em açúcar e etanol, dependendo da via escolhida para processamento do caldo extraído da planta após a colheita. Durante o processo de produção de etanol, é gerado um importante resíduo após sua destilação, denominado vinhaça. A vinhaça pode ser biodigestada, gerando um biogás com alto teor de metano (CH4) e que, posteriormente, pode ser utilizado para a geração de bioeletricidade, além de outras finalidades. O Estado de Minas Gerais é um dos principais produtores de cana-de-açúcar no Brasil, ocupando o terceiro lugar na produção de cana e de etanol e o segundo lugar na produção de açúcar (SIAMIG, 2018). Dessa forma, o objetivo deste estudo se concentrou em avaliar e calcular o potencial teórico da geração de energia elétrica através do biogás proveniente da biodigestão de vinhaça residual da destilação de etanol no setor sucroenergético das usinas licenciadas pelo estado de Minas Gerais. Dentre os principais resultados obtidos pode-se concluir que o Estado possui um importante potencial para produção de energia elétrica a partir do biogás da vinhaça. O montante de energia elétrica adicional que poderia ser gerado a partir do biogás de vinhaça, tomando-se como base para a simulação o volume de etanol produzido no Estado na safra 2015/16, representaria um incremento entre 17% a 24% de geração de bioeletricidade no setor.

Este estudo apresenta um projeto de engenharia de uma célula transmutadora isotópica com a finalidade de geração de tecnécio-99m. O ponto de partida da pesquisa teve como base estudos prévios do Grupo NRI (Núcleo de Radiação Ionizante da UFMG - NRI/UFMG). O sistema pesquisado é composto principalmente por uma antena de micro-ondas, cavidade ressonante e alvo, que formam o núcleo do gerador de nêutrons. Para análise da capacidade desse dispositivo foi desenvolvido um modelo para a simulação eletromagnética e de plasma. A capacidade de uma célula transmutadora isotópica depende da eficiência do gerador de nêutrons, medida pelo fluxo neutrônico, que é dependente da energia e do fluxo de íons que atingem o alvo. Dentre os métodos de modelagem e simulação disponíveis, foram utilizados softwares de código aberto e o COMSOL Multiphysics para simular a capacidade de geração dos íons e as propriedades físicas complementares. Além disso, foram avaliados os campos eletromagnéticos gerados em função da geometria da cavidade ressonante e da frequência da antena. O alvo de titânio foi projetado com base em estudos anteriores do Grupo NRI. Foi proposto a geração de plasma de deutério com densidade 1016 partículas/m³, com frequência 0,898 GHz, por uma antena de micro-ondas operando a 2,45 GHz. Para a fonte iônica foi utilizado o gás de deutério. Foram simuladas as diversas interações dos campos elétricos, magnéticos e dos íons gerados no plasma. Foram simulados a antena, a cavidade ressonante com seus modos vibracionais, a distribuição do campo elétrico e magnético, a densidade de íons na cavidade para uma potência especifica, a extração dos íons da cavidade Obteve-se uma taxa de geração de íons em um período de 1s tempo de 3,12 1011 íons/s acelerados a 200 keV. Conclui-se que as características eletromagnéticas e de plasma investigadas da célula transmutadora mostraram que esse gerador tem um potencial notável que pode suportar a geração de radioisótopos aplicados ao diagnóstico médico.

O procedimento de controle de qualidade em tratamentos de radioterapia favorece a estimativa da dose absorvida em órgãos que recebem radiação ionizante como tratamento. Este método aprimora os procedimentos existentes de qualidade do protocolo de tratamento, bem como reduz o risco de acidentes. Os simuladores físicos permitem a avaliação e a otimização da dose absorvida em um tratamento radioterápico. O objetivo principal deste trabalho foi estimar a dose absorvida nos órgãos alvo e de risco de um tratamento de câncer de próstata, com o uso de dois tipos diferentes de detectores de radiação. A partir das curvas de calibração e do valor da incerteza estimada no relatório de calibração do acelerador linear de 6 MV, foi possível aferir os valores de dose absorvida nos detectores. Os resultados obtidos foram comparados com dois software de planejamento e simulação de tratamento. A dose média na próstata atingiu o esperado, 95% e 99% da dose total aplicada ao alvo com os dois tipos de detectores. Estes valores se encontram dentro do limite do intervalo de - 5% a +7% na distribuição uniforme da dose no alvo preconizado pelo relatório de número 50 da ICRU. A análise dos resultados foi feita de duas maneiras distintas, por posição tendo se consolidado por órgãos e extremidades. Em relação às posições de análise, um dos detectores apresentou dose média maior em relação ao outro em quase todos os pontos, alcançando até 30% a mais da dose máxima aplicada. Em geral, ao analisar os valores de dose absorvida encontrados nos detectores bem como nos dois software de planejamento, houve boa correlação, mostrando que há diferenças nos valores de dose absorvida nos dois tipos de detectores que devem ser levadas em consideração quando utilizados. A técnica possibilitou estimar a distribuição de dose na irradiação da pelve masculina do simulador Alderson em um tratamento de Radioterapia Conformacional 3D.

Em algumas aplicações de estimação de estados, o sistema dinâmico pode ser representado por um modelo híbrido que é determinado pela interação entre estados analógicos e digitais (modos de operação). O problema de filtragem estocástica híbrida consiste em fornecer estimativas para ambos estados analógicos e digitais a partir de uma sequência de medições amostradas ruidosas e um modelo híbrido. Para esses sistemas, o filtro deve rastrear um número exponencialmente crescente de trajetórias possíveis, o que configura um desafio prático para resolver esse problema. Portanto, soluções aproximadas são comumente buscadas, procurando um compromisso entre precisão e tempo de processamento do filtro. Neste trabalho, investigam-se duas questões relacionadas à estimatição de estados de sistemas híbridos. Primeiro, apresenta-se uma versão modificada do algoritmo de múltiplos modelos e múltiplas hipóteses (M3H) para resolver de forma sub-ótima o problema de estimação de estado para sistemas não lineares com saltos Markovianos. Empregam-se métodos de redução de misturas Gaussianas como uma alternativa para a fusão de hipóteses do M3H clássico. Portanto, informações de ambos os estados analógicos e digitais são empregadas para fundir as hipóteses, enquanto que apenas a informação do estado digital é empregada no método original. Como contribuição, a abordagem proposta fornece um mecanismo eficaz para que os usuários explorem o compromisso entre precisão e tempo de processamento do filtro. Os usuários estabelecem suas preferências definindo o número máximo de componentes da mistura. A sintonia desse parâmetro na abordagem proposta é mais eficiente do que escolher a vii profundidade de fusão no M3H quando melhoria de precisão é requerida. Em segundo lugar, considera-se o problema de estimação de estados para sistemas híbridos com restrições de igualdade nos estados. Investigam-se casos especiais desse problema para ambos sistemas lineares e não-lineares. Categoriza-se tal problema em três grupos de acordo com a restrição de igualdade linear ou não linear, bem como com a dependência da restrição no modo de operação. Para o caso de restrições de igualdade independentes do modo, apresentam-se as condições necessárias na inicialização e dinâmica para o clássico algoritmo de múltiplos modelos interativos (IMM) para produzir estimativas de estado satisfazendo uma restrição de igualdade linear para sistemas lineares. No entanto, para sistemas lineares e não-lineares, as restrições de igualdade dependentes do modo devem ser reforçadas ao longo do tempo. Apresentase uma versão modificada do filtro IMM para impor a restrição de igualdade nas estimativas de estado.

No Brasil existem arcabouços legais que estabelecem e asseguram às populações indígenas o direito à atenção à saúde diferenciada, através da inclusão dos aspectos culturais de cada povo nas políticas e ações executadas pelo governo em áreas indígenas. Todavia, as populações indígenas integram um dos segmentos menos favorecidos da população brasileira no que diz respeito às condições adequadas de saneamento e moradia. Para compreender a atual situação de invisibilidade e vulnerabilidade demográfica e social, na qual os povos indígenas se encontram, necessita-se entender também as políticas indigenistas promovidas pelo governo brasileiro e seus efeitos na reprodução e sobrevivência desses povos. Essa pesquisa tem como objetivo compreender como são desempenhadas as ações das instituições responsáveis pela atenção à saúde indígena, por meio de um estudo de caso, ao investigar as condições sanitárias da aldeia Halataikwa, povo Enawene-Nawe/MT. Para alcançar as premissas desta dissertação foram adotados os pressupostos regidos pelos métodos qualitativos de pesquisa, através da abordagem da Grounded Theory (Teoria Fundamentada nos dados), com vias a compreender as práticas e comportamento sanitários do referido grupo estudado. A pesquisa de campo foi realizada por três pesquisadores, em fevereiro de 2018, tendo uma duração de dezenove dias. Foram realizados, ao todo, 10 entrevistados com funcionários da Equipe Multidisciplinar de Saúde (EMSI), moradores da aldeia, funcionários do Polo Base e do Distrito Sanitário de referência da aldeia. As condições sanitárias encontradas na TI Enawene-Nawe revelam padrões que mesclam os elementos socioculturais deste povo com elementos técnicos e os hábitos das pessoas com as quais eles convivem. As soluções de saneamento existentes não são efetivas e se revelam incapazes de conter as doenças infecciosas e parasitárias que persistem em acometer a população residente na aldeia Halataikwa. Observou-se que as práticas sanitárias desempenhadas na aldeia estão vinculadas às relações sociais, simbólicas e espirituais deste povo. Há uma dificuldade das estruturas sanitárias se adequarem à lógica de mobilidade e deslocamento das populações indígenas, revelando a incapacidade do governo em promover ações que considerem as especificidades étnico culturais, ao reproduzirem nas áreas indígenas projetos padronizados de estruturas normatizadas utilizados em áreas urbanas e rurais nãoindígenas.

A autoclavação é uma das técnicas de tratamento dos Resíduos de Serviços de Saúde (RSS) pertencentes ao grupo de risco biológico e perfurocortantes mais aplicadas no Brasil. Contudo, uma das deficiências em relação ao tratamento por autoclavação refere-se aos parâmetros operacionais e frequência adequada para monitoramento do processo, tendo em vista que há poucas evidências científicas sobre os parâmetros ideais. O objetivo do estudo foi avaliar os requisitos técnicos necessários para a execução da atividade de autoclavação de RSS. Para tanto, foi realizado um diagnóstico dos procedimentos atualmente empregados pelos empreendimentos existentes em Minas Gerais, por meio de análises dos processos de licenciamento ambiental e solicitada complementação de informações por meio de um questionário. Para desenvolvimento dos testes, foram firmadas parcerias com quatro empreendimentos privados e uma instituição pública e elaborado um procedimento operacional para realização dos testes em escala real, em três diferentes cenários, utilizando temperaturas de 150°C, 132°C e 125°C, em tempos de exposição de 15 minutos e tempos reduzidos de exposição (4 ou 10 minutos). Foram identificados 13 empreendimentos privados em Minas Gerais que prestam serviços de autoclavação de RSS e, a partir da análise dos processos de licenciamento, foi possível observar que os empreendimentos utilizam certo padrão de parâmetros operacionais. Contudo, não foi observado nenhum padrão para frequência de monitoramento do processo de tratamento. Os resultados dos planos de teste aplicados nos empreendimentos demonstraram que, dentre os quatro empreendimentos, somente em um houve diferença estatisticamente significativa entre os tempos de exposição dos RSS de 15 minutos e 4 minutos, no cenário 2, no qual foi utilizado a temperatura de 132°C. Entretanto, a modificação do tempo de exposição e/ou temperatura de operação requer mais estudos, assim como parecer favorável do órgão ambiental. Os resultados também revelaram a necessidade de se estabelecer uma frequência de monitoramento do processo de no mínimo duas vezes por semana, com uso de indicador biológico, e uso de indicador químico em todo ciclo de tratamento. Considerando algumas questões observadas durante as visitas técnicas, foram apresentadas medidas de melhoria nas plantas de tratamento, com objetivo de minimizar os riscos inerentes à atividade. Quanto ao plano de teste aplicado na instituição pública, os resultados indicaram que a embalagem autoclavável não influenciou na penetração de vapor na massa de resíduos, mas foram observados pontos com má distribuição de vapor na parte frontal do equipamento.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a ocorrência de risco toxicológico ambiental e para a saúde humana de compostos farmaceuticamente ativos (PhACs) nas águas brutas e tratadas de quatro sistemas de abastecimento brasileiros e analisar a capacidade de redução de risco dos processos nanofiltração (NF), osmose inversa (OI) e destilação por membranas (DM). Para tanto, 28 PhACs foram selecionados para avaliação. Os coeficientes de risco (CR) foram calculados pela razão entre as maiores concentrações de PhACs medidas (MEC) e a concentração prevista de não efeito (PNEC). A margem de exposição (MOE) humana foi calculada pela razão entre o nível de exposição seguro, estimado pela ingestão diária tolerável (IDT), e a MEC. Resíduos de PhACs foram detectados em todos os mananciais avaliados, em concentrações na ordem de ng/L. Os fármacos betametasona, prednisona e fluconazol apresentaram as maiores frequências e concentrações, tanto nas águas brutas quanto nas tratadas. A ocorrência de PhACs se mostrou relacionada à sazonalidade e às condições sócio-econômicas da região. Menos de 1% dos PhACs avaliados não foram classificados como tóxicos e aproximadamente 60% foram considerados altamente tóxicos. Tanto a água bruta quanto a tratada dos quatro mananciais estavam sujeitas a risco ambiental em algum nível devido a pelo menos um PhAC. A capacidade de redução de risco toxicológico das ETA convencionais foi apenas parcial, fazendo com que a água potável ainda representasse risco para o ambiente. Além disso, a atorvastatina apresentou MOE abaixo de 100, indicando risco significativo para a saúde pública. Os processos NF, OI e DM foram aplicados para o tratamento da água de um dos mananciais avaliados e os resultados confirmaram a alta capacidade de remoção de fármacos dos processos de separação por membranas (PSM). A remoção de PhACs dos processos NF e OI decresceu com o aumento do grau de recuperação de permeado (RR). Já a DM foi capaz de reduzir a concentração dos PhACs para valores abaixo do limite de quantificação do método até um RR de 70%. Devido à alta eficiência de remoção e, consequentemente, à baixa concentração de PhACs na água tratada pelos PSM, não foi observado risco toxicológico ambiental nem para a saúde humana. Além de propiciar a maior remoção de PhACs, a DM não apresentou tendência à incrustação, que foi, por sua vez, a principal causa de declínio de fluxo nos processos OI e NF. Em contrapartida, a DM apresentou o maior custo operacional, que pode, contudo, ser reduzido através do uso de energias de baixo custo, como energia solar e calor residual.

O crescente número de episódios de contaminação de solo e de água subterrânea por produtos derivados de petróleo e seus constituintes nocivos à saúde humana, os BTEX e os HPA, têm tornado evidente a necessidade de estudos que impliquem no desenvolvimento de técnicas de remediação dessas matrizes. Entre as técnicas aplicadas para a remediação desse tipo de contaminação, destaca-se a Oxidação Química in situ (ISCO). O objetivo deste trabalho foi a avaliar a ISCO para a remediação de água contaminada pela mistura diesel/biodiesel, na proporção de 10% de biodiesel (B10) adicionado ao diesel tipo S10, utilizando o persulfato de sódio (PS) como oxidante. Para que esse objetivo fosse alcançado, o presente trabalho foi dividido em duas etapas. Na primeira etapa avaliou-se a dissolução das substâncias presentes em diferentes misturas de biodiesel com o diesel S10 e S500 em água. Dentre as misturas analisadas, a B100 (100% biodiesel) e a B10 apresentaram maior solubilidade em água. Na fase solúvel dessa mistura, foram encontradas concentrações de BTEX superiores aos valores recomendados pela Portaria 2914/11, evidenciando a necessidade do tratamento da fase solúvel.. A segunda etapa deste trabalho consistiu em avaliar a utilização do persulfato de sódio como oxidante no tratamento de águas contaminadas pela mistura B10 na presença de um latossolo ferrífero. Para isso, a segunda etapa foi dividida em três fases. A primeira fase avaliou a interação entre diferentes concentrações de PS e a matéria orgânica (MO) do solo e mostrando um consumo médio de oxidante de 1,2 g para todas as concentrações. A segunda fase consistiu na avaliação de diferentes concentrações de PS no tratamento de água destilada contaminada pela mistura B10. Os resultados mostraram nos sistemas que continham o latossolo, a remoção de carbono orgânico dissolvido (COD) de 41%, 35% e 29% para as concentrações de 5, 10 e 20 g L-1 , respectivamente, havendo a remoção dos compostos BTEX para todas as concentrações de PS utilizadas. No entanto, houve a formação e o acúmulo de benzeno nos sistemas contendo a concentração de 5 g L-1 . A terceira fase avaliou a utilização da concentração de 5 g L-1 na presença do latossolo e com a adição de FeSO4 no intuito de avaliar a ação do ferro dissolvido como catalizador no tratamento de uma água subterrânea contaminada pela mistura B10. Os resultados mostraram que a adição do sal metálico não promoveu aumento na remoção do COD. É possível que radicais carbonatos tenham se formado devido às propriedades físico-químicas da água subterrânea. Não foram verificadas modificações consideráveis em relação às propriedades químicas e físicas do latossolo após o tratamento.

Nesta pesquisa foram avaliados dados de 45 estações de tratamento de água de cinco tecnologias diferentes, operadas por três concessionárias (de três estados brasileiros). Este grande número de dados, cerca de 7 milhões de observações, permitiu a aplicação de métodos estatísticos diversos, visando a comparação do desempenho das estações. Após a sistematização do banco de dados, foram efetuadas análises estatísticas preliminares dos dados, que incluíram a identificação de outliers, verificação da distribuição de frequência dos dados e cálculo da estatística descritiva. As análises de desempenho consideraram a comparação dos parâmetros da água bruta e tratada das estações de tratamento de água por meio de estatística não paramétrica e multivariada, a avaliação do atendimento a padrões de potabilidade para a água tratada e a análise de confiabilidade das estações. Todas as análises consideraram a tecnologia, o porte e o tipo de manancial de cada ETA. O banco de dados estudado apresentou grandes variações em relação ao número de dados por parâmetro de qualidade da água e por estações, além das frequências de monitoramento. Foram avaliadas 37 estações convencionais, cinco de filtração direta, uma de dupla filtração, uma de ciclo completo com flotação e uma de oxidação seguida de filtração. Com relação ao porte, 25 estações eram de pequeno porte, 13 de médio e 7 de grande porte. Em relação ao manancial, 31 estações eram de manancial lótico, 11 lêntico e apenas três lêntico/lótico. O agrupamento das estações por meio das características similares não permitiu identificar um padrão que pudesse justificar esse desempenho. Além disso, os resultados das análises multivariadas não indicaram um padrão nos agrupamentos formados no dendrograma da água bruta e da água tratada. O percentual de atendimento aos padrões de potabilidade (USEPA e Consolidação nº 5/2017) e diretrizes da OMS dos parâmetros cor aparente, pH, cloro e flúor foi de 100% para a maioria das ETA analisadas. O parâmetro turbidez apresentou um descompasso em relação ao atendimento dos padrões. A análise de confiabilidade mostrou que os valores médios de turbidez observados na água tratada por quase todas as ETA seriam insuficientes para garantir 95% de atendimento aos padrões de 0,1, 0,3 e 0,5 uT. Portanto, pode-se dizer que a operação da estação de tratamento de água, específica para cada ETA, parece influenciar mais no desempenho, do que os demais fatores analisados.