1. Síntese Ótima de Sistema de Torre de Resfriamento com Múltiplas Células: Sistemas de água de resfriamento não são normalmente o foco de projetos de processos da indústria química, o que pode resultar em superdimensionamento das capacidades deste sistemas. Além disso, as variações nas condições atmosféricas e nas demandas de resfriamento do processo resultam em possíveis dificuldades para a operação do sistema se o turndown do sistema não for amplo o suficiente. Células de torres de resfriamento e bombas de água de resfriamento superdimensionadas acarretam consumos altos de energia elétrica. Mesmo quando a capacidade do sistema de água de resfriamento for estimada baseada em dados imprecisos, o detalhamento de um projeto deve prever um turndown adequado às variações esperadas. A representação de um sistema de água de resfriamento por um modelo matemático permite a realização da síntese ótima deste sistema. O modelo matemático deve simular o funcionamento tanto das células da torre de resfriamento como das bombas de água de resfriamento, prevendo a temperatura e a pressão de suprimento da água de resfriamento, bem como as potências consumidas pelos motores dos ventiladores das células e das bombas em função de diferentes condições atmosféricas e demandas de resfriamento do processo. A função objetivo do modelo deve minimizar os custos totais do sistema para diferentes cenários de um ano de operação deste sistema, sendo que em cada cenário previsto há um valor de turndown diferente. A otimização deste modelo definirá as quantidades e capacidadas das células e das bombas, e também definirá quantos dos motores destes equipamentos devem operar com dispositivos variadores de frequência (VFDs).

1. Otimização de redes neurais artificiais para modelagem de processos de umedecimento e secagem em leito fluidizado: O processo de secagem é de grande importância na área farmacêutica e alimentícia. Para garantir a qualidade do produto é necessário o monitoramento e controle de diversas variáveis, especialmente, o conteúdo de umidade do sólido. No entanto, essa variável é de difícil previsão, seja pelo alto valor de custo do sensor necessário ou o tempo gasto em medições off-line. Por esse motivo, o uso de sensores virtuais é uma abordagem interessante. O principal objetivo deste projeto é desenvolver um sensor virtual, baseado em Redes Neurais Artificiais (RNAs), para monitorar o conteúdo de umidade em processos de umedecimento/secagem em leito fluidizado, a partir de variáveis de fácil medição, tais como: condições do processo e propriedades psicrométricas. Para isso, pretende-se aprimorar um modelo neural e torná-lo aplicável industrialmente. O projeto comtemplará algumas etapas importantes e necessárias para a construção de um modelo neural: testar diferentes arquiteturas de RNAs, algoritmos de otimização, e funções de ativação, a fim de se obter um modelo mais eficiente e realista. A simulação das redes será realizada para alcançar a situação mais realística do sistema de fluidização em tempo real. Por fim, visa-se contribuir para o estudo nessa linha de pesquisa no âmbito nacional e internacional, pois o conteúdo de umidade é um parâmetro critico de controle em diversas operações como secagem, recobrimento e aglomeração de partículas, sendo fundamental seu monitoramento em tempo real.

2. Desenvolvimento de adsorventes mesoporosos para remoção de antibióticos por adsorção em coluna: Atualmente pesquisas apontam que aproximadamente dois terços dos rios do mundo inteiro estão contaminados por antibióticos. Estes são os fármacos mais utilizados em seres humanos e animais no tratamento ou prevenção de doenças infecciosas ocasionadas pela presença ou persistência de bactérias no organismo do individuo. O atual tratamento da água de abastecimento não trata da eliminação de antibióticos e demais fármacos, os quais ainda não são abordados nos limites padrões de potabilidade. Nesse sentido, uma parte dos medicamentos, após tratamento, retorna à fonte mantenedora da água de abastecimento da população gerando microrganismos resistentes aos tratamentos e colocando sérios obstáculos à saúde pública. Vários são os processos possíveis de se aplicar para a remoção de antibióticos, tais como a biodegradação, fotocatálise, ozonação, processo Fenton e o processo de adsorção. Todas essas tecnologias apresentam vantagens e desvantagens, no entanto o processo de adsorção se apresenta como um método eficiente, prático e de menor custo quando comparado com os demais para a remoção de baixas concentrações de poluentes, como no caso de antibióticos. Uma nova classe de materiais, as sílicas mesoporosas MCM-41 e SBA-15 apresentam um forte potencial de aplicação para adsorção de antibióticos devido à possibilidade de difusão de moléculas de diâmetro cinético grande nos mesoporos. Nesse contexto, este trabalho tem como objetivo estudar o mecanismo de adsorção de antibióticos em sílicas mesoporosas, MCM-41, Al-MCM-41 e SBA-15, para potencial uso na remoção de antibióticos de águas residuais em colunas de adsorção. A adsorção dos antibióticos será realizada primeiramente em batelada para o estudo do efeito do tempo de contato que permitirá a construção das isotermas, a determinação dos parâmetros termodinâmicos e cinéticos e da capacidade de dessorção. As curvas de ruptura obtidas na adsorção em coluna serão modeladas empregando Redes Neurais Artificiais.

3. Modelagem de ciclos sucessivos de adsorção-dessorção da mistura Ni2+-Zn2+-Cr3+ em coluna de leito fixo via redes neurais artificiais: Diversas indústrias utilizam metais pesados para a realização de seus processos e existe uma preocupação mundial para o tratamento dos efluentes líquidos gerados de modo a serem descartados corretamente. Uma das soluções é a biossorção, que utiliza matéria orgânica para adsorver os metais e tratar os efluentes contaminados. Porém, a formulação do modelo cinético desse processo pode ser complexa e isso se agrava quando se trata de resíduos com mais de uma substância a ser removida. As Redes Neurais Artificiais (RNAs) surgem como uma alternativa à modelagem fenomenológica por serem de fácil adaptação e generalização. Neste projeto, pretende-se obter uma RNA que descreva as curvas de sete ciclos sucessivos de adsorção-dessorção da mistura Ni2+-Zn2+-Cr3+, em coluna de leito fixo. A alga Sargassum filipendula foi utilizada como adsorvente e a dessorção ocorreu com recirculação de eluente (H2SO4). Todos os dados estão disponíveis na literatura. Será realizado um estudo sistemático, avaliando-se o número de camadas intermediárias e de neurônios, e diferentes métodos de otimização, a fim de determinar a estrutura de rede que descreve de modo efetivo tais curvas. Ademais, visa-se contribuir para o estudo do tratamento de efluentes contendo metais pesados em âmbito nacional e internacional.

4. Adsorção de Imunoglobulina G humana em ligantes de interação hidrofóbica: avaliação dos dados de equilíbrio por redes neurais artificiais: A imunoglobulina G (IgG) humana é um anticorpo utilizado em diversas indicações terapêuticas, onde várias delas necessitam do anticorpo livre de agregados, para assim, reduzir o seu efeito colateral. Como altas concentrações e pureza são requeridas, técnicas baseadas em interação hidrofóbica são recomendadas como uma etapa de polimento no processo de recuperação e purificação de anticorpos. Desta forma, este trabalho de iniciação científica tem como objetivo avaliar a adsorção de IgG humana em adsorventes de interação hidrofóbica (Phenyl Sepharose 6 Fast Flow High Sub e Phenyl Sepharose 6 Fast Flow Low Sub). A adsorção será avaliada em diferentes condições experimentais, variando a concentração de sulfato de amônio entre 0,5 e 1,0 mol/L e a temperatura entre 4º e 37º C. A modelagem dos dados de adsorção será feita utilizando redes neurais artificiais e comparada com métodos não lineares clássicos aplicados nos modelos de Langmuir, Langmuir-Freundlich e Temkin. Desta forma, será possível a obtenção dos dados necessários para a definição da condição ótima do processo de adsorção visando o aperfeiçoamento da técnica para ser aplicada posteriormente na recuperação e purificação de IgG humana em grau ultra puro e livre de agregados.

5. Avaliação da associação da emissão de gases de efeito estufa com indicadores econômicos e de saúde no estado de são paulo: Os impactos climáticos sobre a saúde humana representam sérios desafios para os avanços globais dos sistemas econômicos e de saúde e, provavelmente, se tornarão cada vez mais ameaçadores nos próximos anos. Este cenário de âmbito global é impulsionado pelo desenvolvimento tecnológico, pelos crescimentos econômico e populacional e por desiguais e insustentáveis padrões de consumo de recursos naturais. Alterações climáticas podem agravar pressões urbanas já existentes, principalmente em cidades de países em desenvolvimento, nas quais grande parte da população ainda é desprovida de serviços básicos de saúde. São Paulo, que é o estado mais populoso do Brasil e o maior em termos econômicos e industriais, possui elevados índices de consumo energético e de emissão de gases de efeito estufa. Por outro lado, seus municípios ainda enfrentam fragilidades, tais como a falta de acesso aos serviços públicos de saneamento e saúde e o crescimento acelerado da população em situação de vulnerabilidade social. Assim, os grandes centros urbanos sofrem as consequências causadas pelas mudanças climáticas e poluição atmosférica, com efeitos que afetam diretamente a saúde da população, em termos de mortalidade e morbidade por doenças respiratórias e cardiovasculares. Diante disso, este trabalho tem como objetivo investigar relações entre as emissões de gases de efeito estufa, indicadores de saúde, crescimento econômico e consumo energético do estado de São Paulo.

6. Investigação de aspectos fisiopatológicos e novas abordagens terapêuticas em doenças tromboembólicas: As doenças trombo-embólicas são a principal causa de morbimortalidade no Brasil e no mundo. O Hemocentro da Unicamp tem um grupo de pesquisa cientificamente reconhecido, pioneiro na condução de vários estudos nessa área, com mais de 100 publicações altamente citadas. Evidenciamos na trombose venosa profunda (TVP) e na síndrome pós-trombótica o papel do FVIII, do FvW e da ADAMTS13; a associação entre hipercoagulabilidade, inflamação, e neutrófilos; células endoteliais circulantes nos processos de reparação; expressão de proteínas no trombo venoso na presença de fatores de risco arteriais; e proteínas plaquetárias diferencialmente expressas com estudos em andamento em animais e in vitro. A análise do trombo residual pelo grayscale median (GSM) sugerem uma aplicabilidade clínica para retrombose. Demonstramos a fração de plaquetas imaturas e a geração de trombina em processos inflamatórios agudos como a sepse e a SIRS. Investigamos a terapia gênica com VEGF em obstrução arterial periférica em ratos, e está em análise o uso de células estromais de gordura ou o plasma rico em plaquetas (PRP) em camundongos. Todos esses estudos mostraram que muitas questões ainda estão em aberto, e que poderemos contribuir com a continuidade de nossas investigações. O Hemocentro da Unicamp conta com um biotério com modelos de trombose venosa e arterial, e métodos de imagem pelo laser doppler perfusion imager e o ultrassom com doppler, além de modelos transgênicos no CEMIB da Unicamp. Nosso ambulatório tem mais de 500 pacientes cadastrados com seguimento há 5 anos, e todos os novos pacientes do HC da Unicamp são também encaminhados. Todos os pacientes com Síndrome do Antifosfolípide (SAF) e manifestações trombóticas cadastrados constituem uma coorte rica para investigações. Nesse projeto temático, o foco será mantido nos mecanismos fisiopatológicos da TVP, e investigação de novas terapias para prevenção da aterosclerose e tratamento da doença arterial periférica. A colaboração com professores de renomados grupos de pesquisa (Paolo Simmioni, University of Padua, Italy; Leonardo Brandão, Hospital Sick Children, Toronto, Canadá; Ricardo Forastieiro, Favaloro University, Buenos Aires, Argentina; Jose Diaz, University of Michigan, Ann Arbor, EUA) também é relevante para o desenvolvimento de investigações de vanguarda. Nossa estratégia será dividida entre cinco vertentes principais: 1) TEV - Avaliar marcadores inflamatórios, de hipercoagulabilidade e redes extracelulares de neutrófilos (NETs), correlacionando-os com SPT e recorrência. Analisar prospectivamente o trombo residual pelo GSM, e a retrombose. Determinar a prevalência de TEV em um registro de pacientes pediátricos. Modelar matematicamente a recorrência de trombose utilizando redes neurais artificiais e lógica fuzzy. Investigar o papel do endotélio em modelos animais de TVP. 2) Câncer - Explorar NETs em pacientes com Policitemia Vera e Trombocitemia Essencial. Avaliar mecanismos relacionados aos eventos cardiovasculares em pacientes com Leucemia Mielóide Crônica tratados com inibidores de Tirosinoquinase. Investigar em um estudo brasileiro multicêntrico os fatores de risco para TEV em pacientes com câncer. 3) Síndrome antifosfolípide - Avaliar a fisiopatologia dos eventos trombóticos, fatores de risco e novas abordagens terapêuticas. 4) Inflamação e trombose - explorar as relações entre inflamação e ativação da hemostasia, com foco nas interfaces entre o sistema imune inato e a hipercoagulabilidade em doenças inflamatórias agudas e crônicas. 5) Novas abordagens terapêuticas - Avaliar o papel do PRP na angiogênese de pacientes com doença arterial obstrutiva periférica (DAOP). PRP e células mesenquimais (MSc), no processo de cicatrização de úlceras em animais. Baixas doses de rivaroxabana e dabigatrana e o desenvolvimento da aterosclerose em camundongos deficientes em LDL ou apoE.