Projetos de Graduação

Modelagem termodinâmica do equilíbrio envolvendo fases fluidas para sistemas com fortes desvios da idealidade

Modelagem termodinâmica aplicada à modelagem do equilíbrio líquido – vapor e gás - líquido para processos de purificação de biogás empregando modelos com contribuição de grupos e dados de coeficiente de atividade previstos a partir da abordagem COSMO. 

Professor responsável: Rogério Navarro | LSNANO & LPMAT

Síntese de nanomateriais avançados empregando-se matérias de base biológica como suportes reativos para aplicações ligadas ao setor de energia 

Síntese de óxidos nanoestruturados do sistema Fe – Ni – Co – O e nanohíbridos dos mesmos e fases carbonáceas empregando-se a nanocelulose ou nanoquitosana como suporte reativo com aplicação catalítica voltada à quebra eletroquímica da água. 

Professor responsável: Rogério Navarro | LSNANO & LPMAT

Síntese de eletrocatalisador de carbono–óxidos de ferro para aplicação na produção de hidrogênio verde

Os materiais carbonáceos derivados de biopolímeros ganham destaque pela versatilidade química e potencial em estratégias sustentáveis para produção de hidrogênio. Propõe-se sintetizar nanocompósitos híbridos carbono–óxidos de ferro a partir de nanofibras de celulose oxidadas por TEMPO, após adsorção controlada de íons Fe(III) e posterior tratamento térmico em atmosfera inerte. A ativação química com KOH será empregada para ampliar a área superficial das amostras. Esses nanocompósitos serão avaliados como eletrocatalisadores promissores para a geração de hidrogênio com baixa emissão de carbono. 

Professora responsável: Anupama Ghosh |  LSNANO & LPMAT

Sistemas Energéticos, Máquinas Térmicas e Transferência de Calor

As linhas de pesquisa propostas para os próximos anos concentram-se em Sistemas Energéticos, Máquinas Térmicas e Transferência de Calor, organizadas em três áreas principais: a recuperação de energia de subprodutos da cana-de-açúcar para ampliar a produção de eletricidade e biocombustíveis; a captura, armazenamento e utilização de CO₂ (CCSU), integrando tecnologias de conversão de resíduos em energia (Waste-to-Energy) e biomassa para descarbonização e economia circular; e a gestão e tratamento de resíduos, com análises de rotas tecnológicas como incineração e pirólise para o aproveitamento energético de resíduos sólidos urbanos e lodo de esgoto. 

Pesquisador responsável: Leandro Furtado |  Grupo de Aplicações Avançadas em Processos (GAAP)

Desenvolvimento de Novos Fotossensibilizadores para Células Solares do Tipo DSSC

Células solares sensibilizadas por corantes (DSSCs) representam uma tecnologia fotovoltaica emergente que ainda necessita de avanços significativos para alcançar viabilidade comercial. Um dos principais componentes dessas células são os fotossensibilizadores — compostos orgânicos ou complexos de coordenação — responsáveis pela captação da radiação solar. Neste projeto, serão sintetizados e desenvolvidos novos fotossensibilizadores orgânicos, com foco em moléculas capazes de apresentar forte absorção da radiação solar e eficiente injeção de elétrons no dispositivo fotovoltaico. Espera-se que o aluno de iniciação científica atue em todas as etapas do estudo, incluindo síntese, caracterização fotofísica, montagem dos dispositivos e avaliação da eficiência das DSSCs. 

Professor responsável: Jones Limberger | Laboratório de Síntese Orgânica e Qu[imica Fina (LaSOQF)

Caracterização coloidal para tratamento de água produzida pela indústria de petróleo

A água produzida é um resíduo da produção de petróleo e a reinjeção ou descarte adequados são desafios enfrentados pela indústria devido à presença de sistemas coloidais. O aluno de IC atuará na caracterização de amostras reais por técnicas como difração de laser e microscopia óptica e no preparo de amostras. O objetivo será compreender os sistemas coloidais e relacionar os resultados físico-químicos com os desafios da indústria do petróleo, para garantir uma produção mais sustentável e segura. 

Professora responsável: Ana Percebom | Laboratório de Macromoléculas & Nanopartículas

Estudo da funcionalização de biopolímeros utilizando métodos espectroscópicos e microscópicos 

A celulose é o biopolímero natural mais abundante, não tóxico e biocompatível, passível de conversão em nanofibras com alta capacidade de adsorção pela elevada área/volume e grupos funcionais expostos.

A conversão será mediada pelo catalisador TEMPO (2,2,6,6-tetrametil-piperidinil-N-oxila). Estudaremos a oxidação e a desfibrilação otimizando razão celulose/catalisador, tempo, temperatura e pH. A caracterização será realizada por espectroscopia e microscopia, com quantificação via análise estatística. A abordagem pode ser estendida a outros catalisadores e a biopolímeros como a quitosana. 

Professora responsável: Anupama Ghosh |  LSNANO & LPMAT

Microcápsulas para liberação controlada de químicos em ambientes severos 

O projeto visa desenvolver microcápsulas poliméricas capazes de liberar agentes ativos sob condições desafiadoras. O aluno atuará diretamente na síntese e caracterização, com foco na validação da estabilidade estrutural das cápsulas. Além disso, serão realizados testes de liberação controlada em ambientes representativos. Entre os resultados esperados estão maior segurança e eficiência em operações críticas. Esse projeto combina inovação em materiais com aplicações industriais de alto impacto. 

Professor responsável: Jorge Avendano | LMMP

Microencapsulação de ácidos fortes para aplicação em estimulação de reservatórios

Este estudo propõe a síntese de microcápsulas contendo ácidos fortes, projetadas para liberação controlada em meios subterrâneos. O aluno se envolverá na formulação, encapsulamento e validação da cinética de liberação desses compostos. Ensaios em micromodelos porosos artificiais serão utilizados para avaliar o desempenho em condições realistas. Entre os resultados esperados estão redução de riscos operacionais e maior seletividade na estimulação. O projeto contribui para práticas mais seguras e eficazes na engenharia de reservatórios. 

Professor responsável: Jorge Avendano | LMMP

Nanopartículas e emulsões responsivas para remediação de solos contaminados

O objetivo central é explorar nanopartículas e emulsões que alteram suas propriedades em resposta a estímulos externos (como variações de pH ou temperatura). O aluno estudará a estabilidade coloidal, reologia e transporte em micromodelos contendo contaminantes orgânicos e inorgânicos. A pesquisa visa validar estratégias de mobilização e remoção mais eficientes. Espera-se propor protocolos sustentáveis e escaláveis para a remediação ambiental. O projeto integra ciência de materiais com soluções para recuperação ambiental. 

Professor responsável: Jorge Avendano | LMMP

Tratamento sustentável de águas e efluentes na indústria de petróleo e gás 

O projeto propõe caracterizar águas e efluentes da indústria do petróleo, como águas produzidas, de lavagem e de manutenção. Serão avaliadas a remoção de contaminantes críticos (metais, sólidos suspensos e matéria orgânica – TOC/COD) e o impacto ecotoxicológico após o tratamento. Amostras simuladas e reais serão analisadas com tecnologias como micro/ultrafiltração. As avaliações usarão ICP-OES/ICP-MS, TOC, espectrofotometria, turbidimetria e cromatografia iônica. Pretende-se propor parâmetros operacionais e estimar a viabilidade técnica e ambiental do reuso ou descarte seguro. 

Professora responsável: Adriana Gioda | Laboratório de Química Atmosférica  

Avanços Tecnológicos na Detecção de Hidrocarbonetos em Sistemas Aquáticos: Estratégias Inovadoras para o Monitoramento Ambiental na Foz do Amazonas

O projeto tem como foco a inovação e o desenvolvimento de tecnologias e metodologias para superar desafios críticos no monitoramento ambiental marinho de hidrocarbonetos na Bacia da Foz do Rio Amazonas. O aluno estará envolvido no trabalho de desenvolvimento e teste de um protocolo para filtração e extração de amostras de água a bordo visando a determinação de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos. Com isto, será eliminada a necessidade de retorno do navio para o porto para entregar amostras de água, cuja validade pelos métodos tradicionais é de apenas 7 dias. Isto trará grande economia de recursos e agilidade nas atividades voltadas para a sustentabilidade das atividades da indústria petrolífera no oceano.

Professor responsável: Renato Carreira | Laboratório de Estudos Marinhos e Ambientais (LabMAM) 

Estabilidade de espumas de CO2 formadas com misturas de polímeros-surfactantes

Este projeto investiga formulações polímero-surfactante para estabilização de espumas de CO2 em processos de recuperação avançada de petróleo. A pesquisa abordará as interações entre polímeros e surfactantes, propriedades interfaciais e de bulk, além da estabilidade das espumas. O objetivo é propor formulações mais eficientes que aumentem a recuperação de petróleo e reduzam emissões de CO2, contribuindo para soluções energéticas mais limpas e sustentáveis.

Professora responsável: Aurora Pérez-Gramatges | Laboratório de Físico-Química de Surfactantes 

Simulação e Sustentabilidade em Rotas Petroquímicas para Acrilonitrila 

Neste projeto, o aluno estudará uma rota petroquímica clássica: a amoxidação do propeno para produção de acrilonitrila. A pesquisa envolve uso de softwares de simulação, estimativas de custos e aplicação de métricas de sustentabilidade, propondo melhorias para tornar o processo mais eficiente e ambientalmente responsável. 

Professora responsável: Amanda Lemette T. Brandão | Grupo de Aplicações Avançadas em Processos (GAAP)

Microfluídica aplicada a misturas complexas de águas produzidas

O estudo investigará experimentalmente a interação entre sais, óleos e químicos em microcanais, simulando condições de águas produzidas. O aluno conduzirá experimentos sob diferentes condições salinas e térmicas, buscando compreender os fenômenos de estabilidade dessas misturas. Os resultados esperados incluem a definição de rotas inovadoras para tratamento e maior eficiência energética, integrando práticas sustentáveis ao manejo de águas na indústria.

Professor responsável: Jorge Avendano | LMMP

Estudo de incrustações em meios porosos com microfluídica 

Este trabalho investigará a formação e dissolução de incrustações minerais, como carbonatos e sulfatos, em condições de alta salinidade. O aluno aplicará técnicas de microfluídica e microencapsulamento para adaptar diferentes condições químicas e de escoamento. Entre os resultados esperados estão propostas de rotas mais eficazes para mitigação de incrustações. O projeto conecta ciência básica com aplicações práticas nos setores de petróleo e tratamento de água. 

Professor responsável: Jorge Avendano | LMMP