Anais de Resumos - 16º Seminário de Iniciação Científica De 17/10/2011 à 21/10/2011

Encontramos um tema cuja importância no mundo digital é hoje indiscutível, sendo utilizada em áreas tão diversas como as memórias digitais; os circuitos discretos; ou os microprocessadores, a Álgebra de Boole. Ao estudá-la, principalmente nos cursos das áreas tecnológicas, muitos acadêmicos têm dificuldade em visualizar as suas aplicações. O objetivo geral deste projeto foi elaborar uma sequência didática para o ensino-aprendizagem do conteúdo de Álgebra de Boole a partir da construção de um simulador de circuitos lógicos. Os objetivos específicos principais são: Conhecer e aprofundar os fundamentos do conteúdo de Álgebra de Boole, produzir um material didático para ser utilizado em sala de aula auxiliando o ensino-aprendizagem, e elaborar um artigo científico. A metodologia foi dividida em algumas etapas, tais como: Aprofundamento do referencial teórico, pesquisa para saber quais as disciplinas que poderão aproveitar um simulador de circuitos lógicos no seu ensino-aprendizagem, elaboração um simulador de circuitos lógicos, e construir uma sequência didática. Também fazem parte destas etapas a análise do material construído, a elaboração de um artigo científico e a apresentação dos resultados. O aprofundamento do referencial teórico está sendo feito com base no conteúdo abordado: Álgebra de Boole, bem como o surgimento e o desenvolvimento da mesma, através do matemático George Boole. As disciplinas que poderão utilizar a sequência didática juntamente com o simulador de circuitos lógicos são: Matemática Discreta, Introdução a lógica, Lógica, Sistemas lógicos. O simulador de circuitos lógicos está sendo construído com pecas, registros, canos e madeira. Após a conclusão desta etapa, será elaborada a sequência didática aproveitando as pesquisas que já foram realizadas.

Uma das área de aplicação do gênero Pleurotus é a ambiental. Pleurotus spp. são bons candidatos para aplicações em biorremediação do solo, degradação de corantes industriais, de compostos fenólicos e de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HPAs). Já foram relatadas algumas pesquisas sobre a sua capacidade de degradação de polímeros como o poli-(tereftalato) de etileno (PET), polipropileno (PP) e poliuretanos (PU). A presença de embalagens plásticas pós-consumo no meio ambiente tem representado uma preocupação crescente da sociedade em função de seu grande volume, conseqüente descarte e lenta degradação. Apesar de representarem apenas 4 a 7% em massa do lixo urbano, os polímeros ocupam de 15 a 20% do seu volume. Assim, este trabalho objetivou avaliar os polímeros PET, PP e PU por degradação acelerada após degradação prévia por Pleurotus djamor. Amostras de polímeros previamente degradados por P. djamor e amostras controle, polímeros sem degradação prévia, foram submetidas à câmara de envelhecimento acelerado por 28 dias e a perda de massa foi avaliada. Os resultados mostraram que após degradação prévia por Pleurotus djamor, o PP não apresentou perda de massa após 28 dias em câmara de envelhecimento acelerado. PET e PU, apesar de apresentarem perda de massa, esta não teve diferença significativa com as amostras controle, que não sofreram degradação prévia por P. djamor.

Com o aumento da população, há também crescimento na geração de resíduos. Os resíduos sólidos podem ser classificados quanto a sua origem, características físicas, composição química e riscos potenciais ao meio ambiente. Os resíduos sólidos domiciliares gerados na BHRC são coletados e dispostos no aterro sanitário do município de Joinville pela empresa concessionada. Este estudo objetiva diagnosticar a situação de coleta, disposição, quantificação e caracterização dos resíduos sólidos domiciliares gerados na BHRC. Para a realização da pesquisa, foi levantado informações sobre a área de estudo e sobre resíduos sólidos na literatura disponível. Foram obtidos os dados de quantificação de resíduos gerados na Bacia por meio do software ArcGis 9.3 através de mapas contendo informações da quantidade de resíduos domiciliares coletados (em kg) assim como também da quantidade de resíduos coletados e dispostos para coleta seletiva e de habitantes da BHRC, dados estes obtidos por meio do CCD-UNIVILLE, referentes ao ano de 2010. Foi realizada a verificação da situação de disposição de resíduos sólidos gerados na área de estudo através de registro fotográfico e a caracterização dos resíduos domiciliares na Bacia por gravimetria de resíduos gerados em cinco residências num total de três dias, sendo separados os resíduos em metal, plástico, papel, vidro e outros. O estudo identificou que foi coletada uma quantidade de 54.637.076,12 kg de resíduos e 3.855.660,819 kg de resíduos coletados para reciclagem no ano de 2010. O percentual de resíduos dispostos para a coleta seletiva foi de 8,77%, a fração per capita de resíduos foi de 0,67 kg/habitante/dia e a fração per capita de resíduos coletados para a coleta seletiva foi de aproximadamente 0,044 kg/habitante/dia. A partir dos registros fotográficos foi possível verificar que nem todo resíduo gerado na BHRC é coletados e destinado de forma adequada, o que pode gerar sérios problemas ambientais. De acordo com a caracterização dos resíduos, chegou-se a uma taxa de 0,5299 kg/habitante/dia de resíduos gerados nas residências estudadas. Tal valor é menor do que o calculado pelo software, pois foram levados em conta somente os resíduos coletados em residências, e não em outros estabelecimentos. Este estudo então mostra sua importância para um melhor gerenciamento de resíduos sólidos gerados na BHRC, mostrando que deve ser realizado um melhor sistema de coleta de resíduos domiciliares, bem como uma maior preocupação quanto à situação ambiental da Bacia Hidrográfica do Rio Cachoeira.

Diversas espécies do gênero Pleurotus demonstraram uma série de atividades terapêuticas, tais como anti-tumoral, imunomoduladora, antioxidante, anti-inflamatória, hipocolesterolêmica, anti-hipertensiva, anti-agregante plaquetária, antidiabética, anti-viral e antimicrobiana. Dentre as espécies destaca-se aqui o P. djamor 001 e em virtude de seu caráter exclusivo, a caracterização se torna fundamental para que haja a possibilidade de avançar os estudos sobre a aplicação de um sistema de imobilização dessa fração. Assim, a caracterização se torna a primeira etapa, sendo a composição, o peso molecular e as propriedades físicas. Neste contexto, este trabalho teve como propósito identificar a composição básica de uma fração polissacarídica proveniente do P. djamor 001. As metodologias já realizadas para a caracterização da fração foram: pH conforme Silva (1981); umidade, por meio da metodologia A.O.A.C. (1984) e cinzas totais realizada de acordo com a metodologia A.O.A.C. (1984). Realizadas em triplicata, exceto pH. A caracterização do comportamento térmico por TGA e DSC também foram realizadas e servirão como referência para a segunda etapa do projeto ENCAP. A caracterização completa se dará com os resultados de outras análises que estão em desenvolvimento como: teor de nitrogênio, teor de proteinas brutas, teor de açúcares totais ¹³C RMN e ¹H RMN. O carater ácido da fração ficou evidenciado pelo valor registrado para o pH 3,95. A umidade da fração fúngica foi de 12,56 (± 0,18)%. Enquanto se obteve 2,33 (± 0,58)% de cinzas totais. A TGA permitiu verificar que a amostra apresentou leve perda de massa em temperatura inferior a 100 ºC, com perda de massa inferior a 2% e um evento característico em aproximadamente 262 ºC com correspondente perda de massa de 38%. Praticamente 35% da amostra não sofreu decomposição até alcançar 550 ºC. O termograma permitiu visualizar dois eventos, um endotérmico entre 60 e 100°C e um exotérmico em torno de 270°C, o primeiro atribuído à evaporação da água e o segundo referente à degradação do material. Os resultados registrados no termograma concordam com os registrados por TGA.

As atividades antrópicas vêm provocando alterações e impactos no ambiente há muito tempo, existindo uma crescente necessidade de se apresentar soluções e estratégias que minimizem e revertam os efeitos da degradação ambiental e do esgotamento dos recursos naturais que se observam cada vez com mais freqüência. Cheias são catástrofes naturais que ocorrem quando há precipitações muito intensas num curto período de tempo fazendo com que o caudal do rio suba excessivamente e aumente saindo do seu nível normal e conseqüentemente inundando as suas margens. São águas em movimento a grandes velocidades com enorme capacidade destruidora. O desenvolvimento urbano brasileiro tem produzido um aumento caótico na freqüência das inundações, na produção de sedimentos e na deterioração da qualidade da água superficial e subterrânea. A medida que a cidade se urbaniza, ocorre o aumento das vazões máximas (em até 7 vezes) devido a impermeabilização e canalização. A produção de sedimentos também aumenta de forma significativa, associada aos resíduos sólidos e a qualidade da água chega a ter 80% da carga de um esgoto doméstico. A Bacia Hidrográfica do Rio Cubatão do norte cobre uma área total de 492 km². Suas nascentes estão situadas na Serra Queimada, a altitudes próximas a 1.500 m, e sua foz fica na baía da Babitonga. Os sistemas de previsão de cheias, são demarcados em áreas específicas de um rio, não tem a pretensão de resolver os problemas causados pelas inundações, mas evitar alguns problemas sociais e econômicos das regiões a serem atingidas pela enchente. A inteligência artificial é a capacidade que um conjunto de técnicas reúne para desempenhar tarefas ligadas à inteligência humana, dentre elas o raciocínio, o aprendizado e o auto-aperfeiçoamento. Assim, este projeto objetivou desenvolver um Sistema Inteligente utilizando redes neurais artificiais para previsão de cheias na Bacia do Rio Cubatão.Dentro da Inteligência Artificial foi utilizado a técnica de RNAs. Foi escolhido o modelo de rede feedfoward multicamadas, com o algoritmo de treinamento backpropagation, para ser implementada no desenvolvimento deste sistema para previsão de cheias. A rede neural artificial foi desenvolvida através de dados de precipitação diárias desde 2005 até setembro de 2011 recolhidas nas estações pluviométricas da bacia hidrográfica do Rio Cubatão, através do CCJ, as redes neurais são calculadas e utilizando conceitos de Inteligência Artificial, usando redes conexionistas, as redes neurais artificiais. O resultado, após cálculos, foi a saída do nível de cota do rio Cubatão.

A produção de biocombustíveis tem crescido nos últimos anos motivada pela possibilidade do emprego de milho, trigo, cana-de-açúcar, óleos vegetais e amido. Visando produção sustentável e baixo custo, o uso de resíduos lignocelulósicos na produção de etanol, como o bagaço da cana e rejeitos do cultivo da banana, vem sendo bastante explorado. Embora o processo produtivo possa variar, normalmente é realizado contemplando etapas de pré-tratamento da matéria-prima, hidrólise, fermentação e recuperação do álcool. Esta última, normalmente é realizada em processos de destilação e consiste em um desafio, principalmente no que diz respeito à questão energética. além disso, as condições operacionais estabelecidas são modificadas de acordo com os constituintes do caaldo e por consequência do substrato utilizado. Assim, é necessário avaliar a recuperação do bioetanol a partir de resíduos de bananicultura uma vez que os estudos atualmente apresentados na literatura concentram-se nas etapas anteriores a esta. Dentro do objetivo geral deste projeto, foi realizada uma análise preliminar da destilação do caldo in natura, comparando-se com o mesmo sendo previamente centrifugado e também filtrado. Com isto, pretendeu-se avaliar o efeito do pré-tratamentos no material a ser destilado. Para tanto, foi utilizado um sistema em bancada onde 300 mL de caldo foram destilados em uma coluna fracionada com refluxo zero, mantendo-se a temperatura do vapor em 78°C por meio do ajuste do calor fornecido ao sistema. A concentração inicial de etanol foi aproximadamente 1% (v/v). Amostras foram retiradas durante o processo e analisadas por meio de cromtografia gasosa. Os resultados obtidos no processo de destilação com o caldo filtrado demosntraram melhor recuperação de etanol, apresentando uma composição de aproximadamente 72% (v/v) no destilado. Este valor é superior ao experimento com centrifugação (~69%) bem como do caldo in natura (~39%). Assim como apresentado por diversos autores, observou-se baixa recuperação do referido álcool devido à presença de outros componentes voláteis que são destilados junto com o etanol (uma mistura sintética de etanol e água foi analisada como padrão e obteve-se cerca de 88% de etanol). Por esse motivo, muitas vezes utilizase mais de uma coluna de destilação no processo. Nesse sentido, o emprego da filtração do caldo pode ser uma alterntiva interessante visto que apresentou uma elevada pureza com apenas uma coluna. As próximas etapas do trabalho consistem na análise em uma coluna de destilação recheada variando-se o refluxo para determinar condições operacionais adequadas, bem como realizar uma análise econômica simplificada.

Efluentes gerados em grande volume pela indústria têxtil promovem preocupação ambiental, pois contêm corantes de difícil degradação. Fungos do gênero Pleurotus possuem um complexo enzimático lignocelulolítico capaz de descolorir e degradar diversos corantes. Este trabalho teve como objetivo avaliar a capacidade de descoloração de três corantes têxteis, Remazol Brilliant Blue R, Violeta de Metila e Congo Red, por Pleurotus ostreatus cultivado em meio líquido na presença de resíduos agro-industriais da região (cascas de banana e folhas de bananeira). Foram avaliados três meios de cultivo: L1 (água de imersão de palha de folhas de bananeira e 150µM de CuSO₄^­­); L2 (água de imersão de palha de folhas de bananeira + cascas de banana, na proporção 2:1, m/m, e 150µM de CuSO₄); e KIRK (KH₂PO₄ 2g/L, MgSO₄.7H₂O 0,5g/L, CaCl₂ 0,1g/L, tartarato de amônio dibásico 0,5g/L, extrato de levedura 0,2g/L e glucose 10g/L). A concentração de corante utilizado em cada meio de cultivo foi de 50mg/L. O inóculo consistiu de dois discos de ágar de 12mm de diâmetro, contendo micélio fúngico, para cada 100mL de meio. Os cultivos foram realizados durante um período de 13 dias e amostras foram retiradas no 3º, 6º, 9º e 13º dia. Os sólidos foram separados por filtração e o filtrado foi utilizado na análise de absorbância e nos ensaios de quantificação da atividade enzimática da lacase. O meio L2 proporcionou maior percentual de descoloração (80% para o Remazol Blue e 64% para o Congo Red, ambos no 13° dia). O corante Violeta de Metila não apresentou percentual estatisticamente significativo de descoloração. A maior atividade de lacase obtida no meio L1 foi de 491±0 U/L para o corante Remazol Blue (6° dia) e 154±10 U/L para o corante Congo Red, no 9° dia. No meio L2 foi obtida a maior atividade no 9° dia (553±81 U/L) para o corante Remazol Blue e para o corante Congo Red no 6° dia, 221±13 U/L. No meio KIRK a máxima atividade enzimática, para os corantes Remazol Blue e Congo Red, ocorreu no 6° dia (1,84±0,59 U/L e 3,44±0,28 U/L, respectivamente), sendo esses valores muito inferiores aos obtidos com os dois cultivos anteriores. Não foi detectada atividade de lacase na presença do corante Violeta de Metila para todos os cultivos.

A gestão de qualidade vem para auxiliar os trabalhos laboratoriais e tem na ISO/IEC 17025 normas regulatórias que estabelecem um ambiente de pesquisa onde se institui critérios de segurança e regulamentos sobre operação laboratorial, desta forma obtendo resultados com maior exatidão e qualidade. Estes critérios são reconhecidos por instituições nacionais e internacionais, dando assim maior credibilidade à pesquisa que vem a ser desenvolvida in loco. Por isso é necessário utilizar procedimentos padronizados para minimizar a variabilidade dos resultados e melhorar a precisão e a reprodutibilidade dos testes. Esta pesquisa tem por objetivo aplicar ferramentas de gestão de qualidade em laboratório de toxicologia ambiental. As práticas de gestão foram aplicadas ao laboratório de Toxicologia Ambiental da Univille, na unidade de São Francisco do Sul, que mantêm cultivo de crustáceo marinho, para testes toxicológicos. A primeira ação foi definir quais elementos de gestão existiam no laboratório, procedimentos necessários e os que não estavam sendo aplicados de forma eficaz. Em seguida realizou-se a padronização do método de controle de natalidade e mortalidade do cultivo e diferenciação das etiquetas do teste por coloração, que foram digitalizadas em planilhas padronizadas, paralelamente os equipamentos analíticos passaram por calibração. As comunicações dos dados aferidos foram registrados em relatórios diários, contendo informações dos parâmetros físico-químicos, condições de alimentação e observações em geral. Todos os documentos criados foram registrados e podem ser rastreados, segundo a ISO 17025. A eficiência laboratorial está sendo construída a partir das ações anteriormente descritas. Espera-se após a conclusão desta pesquisa a maior confiabilidade dos resultados, aumento da eficiência laboratorial e melhoria da comunicação. A adequação ás normas da ISO 17025, credenciará o laboratório, trazendo credibilidade, otimizando tempo e diminuindo custos.

O objetivo deste estudo foi caracterizar e desenvolver ações e processos que contribuam para a gestão sustentável dos recursos hídricos da Bacia Hidrográfica do Rio Cachoeira, localizada em Joinville, e de fundamental importância para o desenvolvimento da cidade (aproximadamente 50% da população residem na bacia). A metodologia utilizada compreendeu coleta e análise mensal de água em 3 pontos do Rio Cachoeira e planejamento de atividades de Educação Ambiental para a comunidade. Com os dados de água foi calculado o Índice de Qualidade de Água - IQA do Rio Cachoeira. Foram instaladas estações meteorológicas automatizadas dentro do perímetro da bacia, para futuros estudos climatológicos da região e manutenção da série histórica de dados meteorológicos da Estação Meteorológica UNIVILLE. Foram realizadas atividades de Educação Ambiental atendendo aproximadamente 300 pessoas desde o início de 2011; foram elaborados mapas, como uso e ocupação do solo, densidade demográfica das bacias hidrográficas do Município. Atividades como palestras em empresas e na própria Universidade, bem como realização de visitas monitoradas a Estação Meteorológica para escolas e comunidade em geral também fizeram parte das atividades. Estes trabalhos puderam contribuir, até o momento, para uma melhor estruturação de estudos relacionados à temática do Rio Cachoeira, possibilitando uma visão mais ampla sobre a atuação da população e de alguns aspectos físicos sobre esta porção do Município.

B-galactosidase, conhecida também como lactase, é uma enzima intracelular responsável por catalisar a lactose, dissacarídeo caraterístico do leite e de baixo poder adoçante, e resultar em seus monossacarídeos constituintes, glicose e galactose. A sua importância industrial está na aplicação em laticínios para a produção de alimentos com baixos teores de lactose, ideal para consumidores intolerantes à lactose pela melhora na digestibilidade do leite e derivados. Com uso de processos fermentativos para a obtenção de produtos específicos, incluindo proteínas, enzimas ou fármacos, tem surgido um intenso estudo por sistemas eficientes para a recuperação de materiais intracelulares obtidos por micro-organismos. Dentre as técnicas para a permeação da membrana celular, pode-se citar o ultrassom, que utiliza ondas sônicas para o rompimento; a eletroporação, que consiste na aplicação de um campo elétrico promovendo a formação de poros na membrana celular, de forma a favorecer o fluxo do material intracelular para o exterior da célula; o bead mill, processo que provoca o cisalhamento da membrana celular ; assim como outros processos mecânicos e químicos. A eletroporação mostra-se como um procedimento limpo, simples, de baixo custo e sem geração de resíduos. Desta forma, no presente estudo foi proposto a eletroporação como técnica de extração do material intracelular, tendo como modelo o micro-organismo Kluyveromyces marxianus CBS 6556 como produtor de lactase. Para isso, células de K. marxianus foram cultivadas overnight em frascos de Erlenmeyer, à temperatura de 30^oC e em incubadora rotatória a 150 min^-1 em meio composto por peptona (2%), extrato de levedura (1%), tendo lactose (2%) como fonte de carbono. Após, as células foram lavadas 3x, e concentradas de modo a obter, em média, uma concentração celular de 17 g.L^-1 e aplicados pulsos contínuos com campos variando entre 100 e 400 kV/m, com a duração do estímulo variando entre 2 e 10 ms. Os resultados obtidos mostraram que com a aplicação de um campo de 100 kV/m por 6 ms a atividade obtida foi de 0,13 UI/mL; com 200 kV/m 0,35 UI/mL; com 300 kV/m 0,85 UI/mL e com 400 kV/m 1,10 UI/mL, o que proporcionou um aumento de cerca de 10x na atividade enzimática. No entanto, dentro do intervalo testado (tempo de estímulo e intensidade do campo), não foi encontrada atividade enzimática no sobrenadante. A partir da aplicação de pulsos elétricos curtos e de alta voltagem com intensidades crescentes, foi possível permear a membrana celular e expor a B-galactosidase da levedura através dos poros formados.

Dentre as aplicações de processos de membranas por pervaporação, a separação de componentes orgânicos torna-se cada vez mais importante. Este interesse é devido à aplicação em áreas como a recuperação do etanol de caldos fermentativos, com o objetivo de reduzir a inibição do álcool. Estudos apresentam vantagens energéticas da pervaporação quando comparados aos tradicionais, como destilação, devido à possibilidade de separação além do ponto de azeotropia de etanol e água. Neste sentido, propôs-se o estudo da pervaporação para separação do etanol obtido a partir de resíduos lignocelulósicos, mais especificamente, rejeitos da bananicultura. A análise da separação de etanol/água neste processo é bastante conhecida, porém poucos relatos são apresentados para a separação de caldos fermentativos, pois comportamento deste é muito diferente de misturas sintéticas. Existe forte influência de um componente no fluxo de permeado dos demais, e portanto, faz-se necessário avaliar a viabilidade do processo para o caso em estudo. O objetivo deste trabalho consistiu na análise preliminar das condições de operação (vazão de alimentação e área da membrana) sobre o fluxo de permeado e a seletividade quando uma mistura de etanol e água foi separada utilizando uma membrana de polidimetilsiloxano, para posterior comparação com dados do caldo fermentativo. Uma bancada experimental foi construída utilizando duas membranas com áreas de = 0,008 e 0,04 m². Foram testadas duas concentrações de etanol na alimentação em temperatura ambiente: ~ 13 e 70% em massa. O permeado foi coletado em um frasco resfriado a -170^oC utilizando nitrogênio líquido com pressão de permeado menor que 5mmHg. Os resultados obtidos estão em concordância com a literatura. Observou-se que o fluxo de permeado aumenta com o aumento da concentração de etanol na alimentação enquanto que a seletividade diminui, devido ao inchamento da membrana. Este fato foi observado nos ensaios independente da área de membrana estudada. Porém, quando utilizada a membrana com maior área, este efeito foi menor. Também se verificou que a concentração mássica de etanol no permeado foi maior nos experimentos com a membrana de maior área. Apesar da seletividade quase não ser alterada, este resultado indica maior recuperação do etanol neste caso. No entanto, os valores de fluxo obtidos ainda estão abaixo dos relatados em estudos com condições similares as empregadas. Assim, faz-se necessário melhorar as condições de operação para então prosseguir a próxima etapa, que consiste nos ensaios empregado o etanol obtido a partir de resíduos do cultivo de banana.

O emprego de microrganismos no tratamento de efluentes e recuperação de áreas degradadas tem se mostrado uma ferramenta eficiente na remoção de poluentes. Desta forma, a pesquisa teve como objetivo avaliar a toxicidade do efluente têxtil de uma empresa de Joinville antes e após o tratamento convencional em ETE tratados pelos fungos Pleurotus ostreatus e Pleurotus sajor caju. Após a biodegradação o efluente foi submetido a testes de ecotoxicidade com o microcustáceo Daphnia similis em diferentes diluições, conforme NBR 12713. Para as análises estatísticas dos resultados utilizou-se o programa Trimmed Spearman-Karber. O efluente bruto sem a degradação apresentou toxicidade para D. similis, sendo que o valor de CL50 foi de 5,07%. O efluente tratado pela ETE, sem a degradação, não apresentou toxicidade para o mesmo organismo. Os testes realizados nas amostras degradas pelo P. sajor caju tanto no efluente bruto como tratado da ETE não apresentaram toxicidade para D. similis. Já os mesmos degradados pelo P. ostreatus apresentaram CL50 38,31% e CL50 44,37, respectivamente. Verifica-se, desta forma, que o tratamento realizado com o fungo P. sajor caju é viável. Os testes realizados com amostras de água da Baía da Babitonga que passaram por degradação por microrganismos isolados do próprio meio estão em andamento.