Anais de Resumos - 6º Seminário Integrado de Ensino, Pesquisa e Extensão De 17/05/2010 à 21/05/2010

Partindo de três ações de gerenciamento ambiental pré-determinadas, propôs-se avaliar a aplicação dessas ações sobre o processo de produção de papel reciclado artesanal. A gestão ambiental e o método PDCA foram os fundamentos empregados. A primeira ação referia-se à necessidade de capacitação dos responsáveis pelo descarte e sistema de segregação dos resíduos de papel. O plano de ação deu-se por meio de palestra aos responsáveis pelo descarte, que abordou os problemas causados pela má destinação dos resíduos; treinamento aos alunos responsáveis pela segregação; coletas semanais durante o primeiro semestre de 2009; tabulação dos dados. Quanto aos resultados, observou-se que houve uma redução de 34% das aparas brancas utilizadas de um lado, dobrou o número de aparas utilizadas frente e verso e diminui em 63% os resíduos diversos coletados junto aos papéis. Já a segunda ação de gerenciamento referia-se à implantação da refinadora denominada “Pia Holandesa” no processo. Assim o plano de ação ocorreu pela análise da influência dos tipos de processos: mecânico a frio (em liquidificador e na pia) ou termomecânico (polpação a 45^oC na pia) sobre o tempo de polpação, uso de água e rendimento em polpa. Com os resultados identificou-se que foi possível reduzir 50% da quantidade de água e do tempo de polpação no processo a 45^oC, quanto ao rendimento em polpa verificou-se que o total obtido nos processos foram similar. Na terceira ação de gerenciamento considerou-se a possibilidade de criação de um sistema de tratamento simples e apropriado para as características do efluente obtido no processo. Nesse contexto, no plano de ação deu-se por análises dos efeitos da filtração sob vácuo nas propriedades do efluente gerado durante a etapa de produção de polpa a frio (RF) e a 45^oC (RQ). Coletou-se uma amostra do efluente de cada processo e paralelamente realizou-se a polpação em liquidificador (L) como controle. Os parâmetros determinados foram: pH, cor aparente em (530 nm), OD e alcalinidade para amostras em estado bruto (B) e filtrada (F). Os valores obtidos para pH permaneceram próximos a 9 independente da filtração e processo de refinamento. A filtragem mostrou-se um método simples e eficiente para recuperar as propriedades do efluente: cor aparente, alcalinidade e OD. Por fim, com o intuito de validar os resultados obtidos, na segunda e terceira ação, ainda serão realizadas análises de qualidade dos papeis gerados neste estudo.

A política nacional de estimulo a adição de biodiesel nos combustíveis fósseis tem levado a um aumento do seu subproduto no mercado. O volume de glicerol em 2013 excederá 250 mil ton, sendo que o mercado brasileiro consome 40 mil ton/ano. Várias são as aplicações do glicerol, dentre elas seu uso como fonte de carbono no cultivo de microrganismos. O poli(3-hidroxibutirato) P(3HB), poliéster natural e biodegradável, é produzido por fermentação bacteriana podendo ser acumulado intracelularmente como fonte de carbono mediante condições controladas. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi utilizar o glicerol, tanto o bruto (glicerato) como o purificado, como fonte de carbono adicional na produção de P(3HB). Cultivou-se Cupriavidus necator em erlenmeyer de 500 mL contendo 150 mL de meio mineral utilizando glicerato ou glicerol (3 g/L) como fonte de carbono e meio mineral e açúcar invertido como fonte de carbono (30 g/L), acrescidos de glicerato ou glicerol (3 g/L) como co-substrato, a 30ºC e 150 min^-1 por 24 horas. As amostras foram avaliadas quanto ao crescimento celular, produção de P(3HB) e consumo de glicerol/glicerato e açúcar invertido. Os resultados revelaram que nos meios onde glicerato e glicerol foram utilizados como fonte de carbono não houve crescimento celular significativo e consequentemente também não houve produção de P(3HB). Nos experimentos onde glicerato e glicerol foram utilizados como co-substrato houve crescimento celular de 5,9 e 6,2 g/L, e acúmulo de P(3HB) de 44,9 e 57,1 % de P(3HB), respectivamente, resultados semelhantes ao meio controle, indicando que tanto o glicerol bruto quanto o purificado podem ser utilizados como co-substrato, pois não possuem inibidores do crescimento celular.

Os principais polímeros convencionais são de origem petroquímica, uma fonte de recurso não renovável, que apresenta taxa extremamente baixas de degradação, o que acarreta em acúmulo de resíduos nos lixões e aterros sanitários, dificultando a circulação, as trocas gasosas e líquidas e retardando a estabilização da matéria orgânica. Este impacto ambiental pode ser minimizado por meio do uso de polímeros biodegradáveis. O poli(ácido láctico) (PLLA) é um polímero biocompatível e bioabsorv&iacut e;vel, sua síntese a partir de matérias-primas agrícolas renováveis, por processo fermentativo, torna esse material ainda mais atrativo. As propriedades mecânicas do PLLA podem ser aperfeiçoadas por meio da incorporação de fibras ou cargas (compósitos), ou de outros aditivos, tais como: plastificantes, lubrificantes e agentes nucleantes, produzindo materiais com flexibilidade e resistência à tração comparável ao polietileno e ao polipropileno. Neste contexto, este projeto buscou uma opção “ecologicamente correta” para a substituição de polímeros sintéticos convencionais, por meio do estudo dos biocompósitos de PLLA com a incorporação de serragem de madeira e de aditivos, visando desenvolver novos produtos. O PLLA foi fornecido pela Natural Works, na forma de grânulos. A serragem de madeira foi cedida pela empresa Grossl, situada em São Bento do Sul. O lubrificante Struktol® TPW104 foi fornecido pela Parabor (lote 4602PE). O agente de acoplamento isocianato foi doado pela Parabor. O PLLA e a serragem foram previamente secos a 60°C por 24h. O índice de fluidez revelou que a temperatura ideal para o processamento dos biocompósitos foi de 190°C . As misturas de polímero/resíduo de 0 a 40% em massa com e sem a adição do lubrificante e do agente de acoplamento foram extrusados em uma extrusora dupla rosca (MH Equipment, MH-COR-20-32 LAB model). O material extrusado moído em moinho de facas e acondicionado em sacos plásticos tipo zip na forma de grânulos foram processados a 190°C em uma injetora HIMACO LHS 150/80. Houve certa dificuldade na determinação dos parâmetros ideais de processamento dos copros de prova, especialmente para as amisturas sem adição de lubrificante. A presença de struktol e do agente de acoplamento facilitou bastante o processamento dos biocompósitos. Todas as amostras obtidas estão sendo caracterizadas quanto a às propriedades mecânicas (ensaio de tração e impacto), propriedades térmicas (ensaios de TGA e DSC), densidade, teor de vazios e absorção de água.

Os plásticos desenvolvem um papel importante na sociedade moderna, sendo utilizado de múltiplas formas. Parte deste material é rapidamente descartado, principalmente na forma de embalagens. No entanto, a degradação dos plásticos é lenta, representando um sério problema ambiental. Para se ter uma idéia da magnitude deste problema, estima-se que 100 milhões de toneladas de plásticos por ano sejam produzidos no mundo. Apenas na cidade de São Paulo, 12 mil toneladas de lixo são produzidas por dia, dos quais 1.300 toneladas são materiais plásticos, os quais levam cerca de 500 anos para serem degradados. Na cidade de Joinville recolhem-se diariamente 600 toneladas de lixo, sendo que essa produção cresce 5 a 6 % ao ano. A quantidade de lixo plástico é estimada em cerca de 25 a 30% deste valor. A solução para este problema está na produção de plásticos biodegradáveis, material com propriedades plásticas acrescidas da capacidade de serem degradados pela ação de microrganismos quando descartados no ambiente, o que os torna essenciais para sociedade moderna. O P(3HB) é um poliéster natural, semi-cristalino, termoplástico e biodegradável pertencente a classe dos PHAs. É produzido por fermentação bacteriana podendo ser sintetizado por uma grande variedade de bactérias que acumulam o polímero intracelularmente como fonte de carbono mediante condições adversas de cultivo e na presença de excesso de carbono. Cupriavidus necator tem sido amplamente pesquisada para produção de P(3HB) devido a sua capacidade de utilizar fontes de carbono renováveis e por acumular até 80 % de seu peso seco em polímero. Neste contexto, o microrganismo foi cultivado em diferentes temperaturas (30ºC e 37ºC) tendo ácido oléico (AO) e/ou canola como fonte de carbono. Após o cultivo, foram preparados filmes de P(3HB) e caracterizados por DRX, MEV, DSC, TGA e FTIR. Para avaliar a biodegradação, os filmes foram submetidos a biodegradação em solo e ao teste de Sturm. Os resultados revelaram até o momento que com adição de AO o fluxo de carbono foi canalizado para produção do polímero. A biodegradação em solo mostrou que o aumento da concentração de ácido oléico acelerou o processo de degradação. Com 3,0 g/L de AO no meio de cultivo, a amostra já estava completamente degradada em 7 dias, A mesma estratégia de cultivo será utilizada na produção de polihidroxibutirato-co-valerato (PHBV). Os ensaios para produção de PHBV ainda estão sendo conduzidos.

O objetivo geral deste projeto é a aplicação de aprendizagens específicas em ambientes que propiciem a prática profissional. Por meio de um nivelamento aos estudantes no curso de Engenharia de Produção Mecânica, o acompanhamento no curso terá um maior aproveitamento no processo de ensino-aprendizagem, principalmente nas disciplinas que precisam de análise, controle, tratamento e simulação de dados para a gestão da produção. Portanto, o estudante terá habilidades técnicas na construção de planilhas requeridas nas diversas disciplinas do curso, com reflexos na qualidade do ensino e aprendizagem.
Por se tratar de uma ferramenta de tecnologia de informação que é utilizada para análise, controle e simulação de dados e informações o curso tem total articulação com o projeto pedagógico do curso, pois desenvolve no estudante o raciocínio lógico e matemático, além de servir de instrumento para estudos de problemas típicos em Engenharia de Produção Mecânica.
O perfil do público-alvo são estudantes de engenharia de produção mecânica e engenharia mecânica; faixa etária de 18 a 25 anos; trabalham e realizam estágio em empresas do ramo eletro-metal-mecânico, têxtil e indústria de plásticos. As aulas eram ministradas aos sábados, em turno matutino e vespertino, perfazendo 04 horas semanais. As ações de metodologia foram desenvolvidas, de acordo com o objetivo desse projeto de ensino, em três módulos: básico, intermediário e avançado. No módulo básico desenvolveram-se atividades básicas na construção de planilhas, tais como formatação de tabelas, fórmulas, principais funções financeiras, de texto, matemáticas, trigonométricas, estatísticas e gráficos de barras e em formato pizza. No módulo intermediário os estudantes utilizaram recursos e funções que criem diferenciais na solução e apresentação de análise e simulação de dados, bem como de tabelas e gráficos dinâmicos. Por fim no módulo avançado foram desenvolvidas atividades para automação de tarefas, customização de menus, manuseio de banco de dados e programação inicial em VBA (Visual Basic).
Foram atendidos 187 alunos com esse projeto, ou seja, 97,39% da meta proposta de 192 alunos.
Com isso os estudantes atendidos têm maiores possibilidades de oportunidades profissionais, onde o conhecimento de planilhas Excel é uma pré-condição para a contratação de estagiários ou de vagas efetivas, ou mesmo, de ascensão profissional. Outro benefício alcançado com o projeto foi o desenvolvimento das habilidades acadêmicas, permitindo aos estudantes que realizaram o curso um aproveitamento mais adequado nas diversas tarefas propostas dentro das atividades de ensino-aprendizagem, em especial, aquelas relacionadas com o perfil de atuação profissional pretendido e em formação.

Praticamente qualquer material contendo açúcares, em especial a sacarose, glicose e frutose, pode ser convertido em etanol via processo fermentativo. No Brasil a matéria-prima mais utilizada como substrato da fermentação alcoólica tem sido o caldo de cana, nos Estados Unidos, o milho e na Europa, a beterraba, todas fontes primárias de açúcar. Nos últimos anos, a busca por fontes alternativas de biomassa tem sido um grande desafio. Os resíduos vegetais e agroindustriais despontam como os de maior potencialidade, principalmente por serem abundantes e de baixo custo de aquisição. Entretanto, fatores como baixo rendimento em açúcares fermentáveis (2 a 3%) e alto volume de resíduos gerados na destilação do fermentado tem dificultado o seu emprego, principalmente daquelas biomassas que necessitam de tratamento prévio à fermentação, como por exemplo a hidrólise de substratos lignocelulósicos. Os objetivos deste trabalho foram avaliar o rendimento e produtividade em etanol empregando a polpa de banana como fonte primária de açúcar e estabelecer as condições operacionais necessárias para o uso do pseudocaule da bananeira nanina como substrato de fermentação. O processo fermentativo foi realizado em fermentador de bancada com volume de trabalho de 2L e conduzido a 30 °C e pH 4,5. Como inóculo (20% v/v) foi empregado cultura pura de Saccharomyces cerevisae. Para a despolimerização do pseudocaule foram avaliados os processos de hidrólise ácida (H₂SO₄ 0, 1 e 2% m/m; T=90, 100 e 120 °C; t=15 e 30 min) e de hidrólise enzimática (45 °C; pH 5,5; t=0,5 a 48 h). Os valores máximos de rendimento (0,468 g/g) e de produtividade (3,75 g/ L h) em etanol foram obtidos com o uso de (em massa úmida, MU) 250 gMU/L e 500 gMU/L de polpa de banana, respectivamente. As condições operacionais de hidrólise ácida correspondetes a 120°C/30min com H₂SO₄ 1% m/m foi a que proporcionou maior formação de açúcares totais fermentáveis (AT) no caldo hidrolisado (10,60 gAT/L) e maiores rendimentos (4,24 % em base úmida e 90,59 % em base seca de substrato). O uso da hidrólise enzimática, quando empregada sobre os substratos previamente hidrolisados com H₂SO₄ não proporcionou aumento no rendimento do processo. Para o caso do uso dos resíduos in natura (sem hidrólise ácida) a hidrólise enzimática, realizada com as dosagens de enzimas recomendadas pela fornecedora NovoZymes, conduziu ao rendimento máximo em AT (em base seca) de 38,67 %, após 24h de reação.

A utilização de subprodutos do cultivo da banana, juntamente com os resíduos de papéis de escritório, como matéria-prima em um processo de desenvolvimento de produto é uma proposta que se aplica à prática do desenvolvimento sustentável ao contribuir para a valorização dos meios social, ambiental, cultural e econômico da região. Nesse contexto encaixam-se os princípios de Química Verde e Ecodesign, pois ambos visam o planejamento dos processos e produtos de forma a torná-los ecoeficientes. O processo de produção artesanal de papel com fibras vegetais é estudado desde 2005, na UNIVILLE. O olhar sobre essa técnica ocorreu tanto como pesquisa acadêmica quanto na extensão universitária e esta proposta desmembrou-se em projetos interdisciplinares em sua essência, como o ECOQSS, ECOSGA (ambos vinculados a dissertação de Mestrado no Programa MSMA), PAPESC, PAPEL2, PAPEL3 e Mulher com Fibra, todos já apresentados neste seminário em anos anteriores. Este trabalho teve como objetivo aperfeiçoar o processo de fabricação de papel reciclado artesanal reforçado com fibra vegetal permitindo maior sustentabilidade e qualidade do processo e dos produtos e melhorar as condições de segurança no trabalho para as mulheres utilizando ferramentas de gestão. Para isso aplicou-se as ferramentas de PDCA para analisar os aspectos ambientais e ergodesign para verificar as questões ergonômicas envolvendo as mulheres na oficina de produção. Dentre os principais resultados pode-se citar: a) uma alteração no fluxograma do processo de produção de polpas e folhas que permitiu um melhor aproveitamento das matérias-primas e dos insumos utilizados e melhor custo x benefício de produção das folhas, obtendo reduções de 42 % na geração de efluentes, 32 % no consumo de água por unidade de folha produzida e R$ 0,62 no custo de produção de uma folha, b) a substituição de pequenos equipamentos, c) a projeção e colocação em teste de equipamentos novos, d) a criação de novo layout para a oficina, d) a transformação do projeto de extensão em empreendimento que em 2009 recebeu o selo “original de Joinville” concedido pelo SEBRAE, e) a criação da marca Recriando com Fibras para as empreendedoras. Além disso, houve a formação de recursos humanos por meio de duas dissertações de mestrado, 9 trabalhos de iniciação científica, 1 trabalho de conclusão de curso, 3 trabalhos de extensão, divulgação dos resultados em 10 congressos nacionais, 13 resumos em seminários e submissão de 2 artigos em revista científica de circulação nacional.

A educação tem como objetivo a promoção do homem e varia de acordo com as mudanças históricas, ou seja, com as exigências de cada época. Desta maneira a educação também é um campo fértil para o uso da tecnologia. Pode-se citar exemplos como a utilização da simulação em experiências de Física, Química, das Ciências em geral. A tualmente a robótica educacional é a aplicação da tecnologia na área pedagógica, sendo mais um instrumento que oferece aos alunos e professores a oportunidade de vivenciar experiências semelhantes às que terão na vida real, dando a estes a chance de solucionar problemas mais do que observar formas de solução. Assim, este projeto teve como objetivo utilizar a Robótica Educacional como meio para o desenvolvimento psicomotor, cognitivo e afetivo dos participantes bem como estimular os alunos para o aprendizado na área de tecnologia. Os participantes deste projeto foram alunos dos colégios da Univille e do Plácido Olimpio,que ao fim do projeto consideraram o ensino de robótica muio interessante pois aplicava os conhecimentos de física e matemática em atividades envolvendo a robótica.

A água é de vital importância para a sobrevivência do ser humano. Um dos principais desafios mundiais na atualidade é o atendimento à demanda por água de boa qualidade. A desinfecção da água tem por finalidade a destruição de microrganismos patogênicos. A radiação ultravioleta é uma alternativa à desinfecção de água pelo método de cloração que pode induzir à formação de derivados mutagênicos potencialmente prejudiciais à saúde humana. Uma alternativa viável para a crescente escassez de água é o uso das águas de chuva, cujo volume de precipitação é expressivo, particularmente, em países tropicais como o Brasil. A cidade de Joinville, na região Sul do Brasil, tem precipitações com volume significativo de chuvas disponível para utilização. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência da radiação ultravioleta na desinfecção de água de chuva coletada de forma direta e de telhado em duas regiões de Joinville (SC). Para tanto, utilizou-se um reator operando em processo batelada e em contínuo de modo que cada partícula permanecesse sob radiação por 60s. As amostras de água foram avaliadas em termos de coliformes totais, Escherichia coli e bactérias heterotróficas antes do tratamento por UV, após o tratamento e após tratadas e armazenadas por 24, 48 e 72h. Verificou-se a eficiência da desinfecção de água de chuva direta e de telhado por radiação UV com a inativação de 100% dos coliformes totais e de E. coli e o não recrescimento destes microrganismos em amostras tratadas e estocados por até 72h.