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Confecção, caracterização e aplicação de eletrodos permeáveis à fluidos a base de óxidos metálicos mistos nos processos oxidativo avançados eletroquímicos
(UFVJM, 2018) Faria, Emanuel Roberto; Silva, Leonardo Morais da; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Silva, Leonardo Morais da; Ferreira, Lucas Franco; Cestarolli, Dane Tadeu; Franco, Débora Vilela; Mourão, Henrique Aparecido de Jesus Loures
Os processos oxidativos avançados eletroquímicos têm demonstrado uma grande eficiência na degradação/oxidação de poluentes emergentes e vêm se tornando uma alternativa tecnológica viável para solucionar um dos maiores problemas enfrentada pela sociedade moderna que é a poluição/contaminação das águas. Sendo assim, o presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento e a aplicação de eletrodos permeáveis a fluidos, a base de óxidos metálicos compostos por níquel e cobalto, na oxidação eletroquímica de poluentes, em água livre de eletrólitos. Os eletrodos de malha de óxidos mistos, denominados de EMOM-NixCo(1-x)Oy, com x = 0,9, 0,8 e 0,3, foram concebidos, fabricados e caracterizados "in-situ" e "ex-situ" por diferentes técnicas analíticas. Pelas imagens de MEV e dos parâmetros eletroquímicos (Porosidade Eletroquímica e Fator de Morfologia) foi verificado que a composição x = 0,3 (NiCo2O4) exibiu a camada de óxido mais compacta (ausência de rachaduras/fissuras profundas). Além disso, a reação de captura de radicais livres do tipo (•OH) empregando-se o reagente N,N-dimetil-p-nitrosoanilina (RNO) revelou que os EMOMs apresentam um bom desempenho para a geração de radicais hidroxilas fracamente adsorvidos durante a eletrólise da água conduzida na ausência de um eletrólito líquido convencional, podendo ser considerados eletrodos inativos. Posteriormente, os EMOMs foram testados e avaliados na degradação eletroquímica de um poluente emergente ( diclofenaco de sódio) em água livre de eletrólitos em função da concentração inicial do fármaco (CIF) e da densidade de corrente aparente (j). Segundo os dados obtidos via espectroscopia do UV-Vis , CLAE e DQO, foi constatado, que de maneira geral, a oxidação (conversão/mineralização) de diclofenaco é pouco influenciada pelas composições dos EMOMs, sendo bastante influenciada pelas variáveis operacionais j e CIF. Por sua vez, analisando o desempenho de cada eletrodo ficou evidenciado que a composição x = 0,3 obteve o melhor desempenho global, tendo em vista, principalmente, ao menor gasto de energia elétrica por ordem (EEO). Finalmente, o EMOM-NiCo2O4, de melhor desempenho nos estudos anteriores, correspondente a composição x = 0,3 e configuração do tipo espinélio, foi testado no tratamento terciário de um efluente proveniente da estação de tratamento de esgoto da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri. Assim, pode-se concluir que os eletrodos permeáveis a fluidos, a base de óxidos metálicos mistos, compostos por níquel e cobalto apresentam um grande potencial para serem utilizados no tratamento de águas residuais secundárias.
Otimização de equipamento não elétrico para conservação de alimentos: técnica Pot in Pot
(UFVJM, 2021) Silva, Francisco Tiago Carvalho; Prat, Bernat Viñolas; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Prat, Bernat Viñolas; Lima, Thiago Parente; Cambraia, Rosana Passos; Machado, Alex Sander Dias; Faria, Emanuel Roberto
A situação de pobreza e vulnerabilidade social é realidade de inúmeras famílias, o que afeta o acesso aos diversos serviços públicos, dentre eles, o fornecimento de energia elétrica. Convencionalmente os alimentos são conservados em sistemas dependentes de energia elétrica, mantendo-os em condições de temperatura e umidade adequadas. O contexto de exclusão de algumas famílias africanas e o desperdício de alimentos devido à impossibilidade de utilização de equipamentos de refrigeração, levaram o professor nigeriano Mohammed Bah Abba a desenvolver o sistema Pot in Pot. Tal dispositivo é uma geladeira ecológica, com uma característica especial: utilização do sistema de resfriamento evaporativo, que dispensa o uso de energia elétrica. Diante deste contexto, integrante desta dissertação de mestrado, o artigo 1 apresenta como objetivo geral mapear e analisar a produção científica relativa aos estudos que abordam o uso da técnica Pot in Pot para conservação de frutas e legumes. Os resultados indicaram os principais aspectos físicos e o mapeamento de alguns resfriadores evaporativos utilizados para a conservação de alimentos. No mesmo escopo, o artigo 2 apresenta como objetivo geral mapear e analisar a produção científica relativa aos estudos sobre o funcionamento do sistema Pot in Pot. Diferentemente do artigo 1 que focou no uso da técnica para conservação de frutas e legumes, o artigo 2 baseou-se na busca por artigos que tratassem da eficiência de resfriamento deste sistema, que tivessem como pontos chave o seu funcionamento ou que disponibilizassem informações dos tipos existentes. Os resultados indicaram os tipos de equipamentos existentes, os principais aspectos para o funcionamento do sistema e o grau de eficiência dos dispositivos relatados na literatura. Já o artigo 3 tem como objetivo principal avaliar quatro sistemas Pot in Pot a fim de determinar os aspectos-chave para melhoria da eficiência deste dispositivo. A metodologia detalhada no artigo 3 fundamentou-se de forma inédita na realização de testes laboratoriais para avaliação da eficiência dos quatro dispositivos testados. A partir dos dados obtidos foi realizada a análise estatística comparativa. Os resultados indicaram que os dispositivos avaliados apresentaram eficiências semelhantes a outras pesquisas desenvolvidas na temática; o dispositivo 1 apresentou a menor eficiência de arrefecimento em relação aos demais experimentos; o aumento da porosidade da superfície externa do vaso maior, por meio do lixamento, colaborou de forma significativa para o bom funcionamento do dispositivo 3; o dispositivo 4, foi o experimento que obteve melhor eficiência.