Antonio Carlos Silva Costa Teixeira.

Este projeto visa estabelecer vínculos permanentes de ensino/pesquisa entre universidades brasileiras e francesas, contribuindo para a formação multidisciplinar de recursos humanos em Engenharia Química, com foco na sustentabilidade. As ações envolvem seleção de bolsistas, apoio à mobilidade internacional de estudantes e docentes, acompanhamento de intercâmbios, colaboração científica, inserção profissional através de estágios e validação recíproca de créditos e de acordos de duplo-diploma. Instituições participantes: Brasil (USP, UFRJ e UFRN). França (UPPA- ENSGTI, UL - ENSIC e INP-ENSIACET). Coordenador: Prof. Dr. Antonio Carlos Silva Costa Teixeira (USP). Financiamento: CAPES (Brasil) e CDEFI (França). Projeto CAPES-BRAFITEC 88881.917184/2023-01. Vigência: 2024-2027, em andamento.

Os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) da Assembleia Geral das Nações Unidas buscam alcançar formato mais transversal no que se refere à dimensão ambiental em temas como manejo sustentável dos recursos naturais, oceanos, florestas, água, biodiversidade, urbanização e o desafio da mudança do clima. Melhorar a qualidade da água é um dos principais desafios nas próximas décadas, buscando reduzir a poluição, eliminar despejos e minimizar a liberação de produtos químicos e materiais perigosos, reduzir a proporção de águas residuais não tratadas e aumentar a reciclagem e reutilização segura em âmbito global. Responder a essas demandas requer ampliar o entendimento quanto aos efeitos adversos de contaminantes de preocupação emergente à saúde dos ecossistemas aquáticos e humana, bem como desenvolver tecnologias capazes de mitigar e/ou eliminar sua emissão. Nesse contexto, este projeto de pesquisa visa investigar a persistência e o impacto de contaminantes emergentes, de diferentes classes e estruturas químicas, em águas superficiais, como resultado de fenômenos diversos, incluindo hidrólise, fotólise direta, reações promovidas por diferentes espécies químicas fotoinduzidas (radicais hidroxila, HO#61599;; oxigênio singleto, 1O2; estados excitados tripleto da matéria orgânica dissolvida, 3CDOM*; radicais carbonato, CO3#61599;-), adsorção, volatilização e degradação biológica, empregando métodos experimentais e modelagem matemática; (ii) Desenvolver fotocatalisadores (baseados em RuO2/TiO2, TiO2/rGO e WO3-Ag-AgCl) e processos fotocatalíticos com desempenho melhorado no UV-visível para degradação de contaminantes emergentes; e (iii) Estudar o desempenho de processos biocatalíticos enzimáticos (baseados em peroxidase livre e imobilizada) para degradação de contaminantes emergentes, associados ou não a Processos Oxidativos Avançados. Tais frentes científico-tecnológicas poderão trazer contribuições importantes para a elaboração de políticas públicas no que concerne à segurança hídrica, preservação de ambientes aquáticos e tecnologias voltadas ao tratamento de efluentes na indústria, temas diretamente relacionados à qualidade de vida e minimização da pegada ambiental antropogênica.

Este projeto visa demonstrar a viabilidade do Reúso Potável Direto (RPD) através da operação de uma unidade piloto, pelo período de um ano. Essa unidade, a ser instalada junto a uma Estação de Tratamento de Esgotos, contará com uma sequência de operações e processos unitários, biorreatores com membranas de ultrafiltração, osmose reversa, processo oxidativo avançado, carvão ativado granular e Cloração, arranjo de tecnologias já empregado em diversos países do mundo. Os resultados obtidos com o desenvolvimento da pesquisa em questão poderão subsidiar os órgãos de governo a criar uma regulamentação específica sobre o tema e as companhias de saneamento na implantação de sistemas de RPD. O desenvolvimento deste projeto de pesquisa trará como inovação o estabelecimento das condições necessárias para a produção de água de reúso para abastecimento público, a partir de esgoto sanitário, de acordo com as condições locais, conforme orienta a Organização Mundial da Saúde, assim como consolidará no país os procedimentos para o projeto e o dimensionamento de sistemas e equipamentos necessários para a implantação desses sistemas. Outra área relevante de inovação é a do desenvolvimento de metodologias para a avaliação da qualidade da água para abastecimento público, por meio da utilização de indicadores biológicos, que também poderão ser utilizados para a avaliação do desempenho de sistemas convencionais de tratamento de água, considerando-se o fato de que muitos deles captam água de mananciais que recebem a contribuição direta ou indireta de esgotos domésticos e mesmo industriais. Além disso deve-se considerar que os resultados da pesquisa que será desenvolvida podem alavancar o setor de produtos e serviços, visando a nacionalização de equipamentos e sistemas que permitam a sua utilização em melhores condições de competitividade, podendo fazer com que o país deixe de ser importador de tecnologias para ser provedor. Por fim, cabe destacar os possíveis avanços associados aos processos de monitoramento do desempenho de processos e a qualidade da água para abastecimento, podendo conduzir a uma simplificação do processo, por meio da redução do número de variáveis a serem controladas, utilizando-se indicadores que permitam a avaliação dos efeitos potenciais associados ao consumo da água. Pesquisadores associados: José Carlos Mierzwa (EP-USP/PHA), Elaine Frade Costa (HC-FMUSP), Lígia Maria Salvo Morales ICB-USP), Luiz Alexandre Kulay (EP-USP/PQI), Jonathan Cawettiere Almeida Espíndola (CIRRA/IRCWR/USP), Ernani Pinto (CENA-USP), Antonio Carlos Silva Costa Teixeira (EP-USP/PQI), René Peter Schneider (EP-USP/PQI), Luana Di Beo Rodrigues (CIRRA/IRCWR/USP), Marcelo Antunes Nolasco (EACH-USP), Paulo Alberto Nussenzveig (IF-USP). Coordenador: José Carlos Mirzwa (EP-USP/PHA). Início: 01/01/2024, em andamento. Atuação no projeto: pesquisador principal.

O avanço das mudanças climáticas decorrentes do aumento avassalador das emissões de CO2 na atmosfera trouxe consigo o desafio de repensar a indústria química no século XXI. Uma das atividades industriais de maior impacto na geração de gases de efeito estufa e no consumo energético ao nível mundial é a produção de amônia. Este projeto propõe a investigação de rotas de produção dessa commodity baseadas na redução do gás nitrogênio (N2) na presença de água através de séries de reações fotoquímicas em catalisadores nanoestruturados. O projeto envolve duas frentes de trabalho: a síntese de nanopartículas de óxidos de ferro e tungstênio modificadas; e o preparo de corpos cerâmicos porosos para ancoramento desses materiais, baseados nos óxidos de titânio e estanho. Pretende-se ao fim aprofundar o conhecimento sobre o efeito da segregação de defeitos e dopantes, bem como das propriedades físico-químicas dos materiais de suporte, na atividade dos fotocatalisadores para o processo de fotorredução do N2. Pesquisadores associados: André Avancini Bernardes; Andre Luiz da Silva; Antonio Carlos Silva Costa Teixeira; Douglas Gouvêa; Geovânia Cordeiro de Assis; João Guilherme Rocha Poço; Juliana Mendonça Silva de Jesus; Priscila Hasse Palharim; Rodrigo Condotta; Rodrigo de Freitas Bueno. Coordenador: Prof. Dr. Bruno Ramos (UNIFEI). Início: 01/02/2024, em andamento. Atuação no projeto: pesquisador associado.

A presença de contaminantes emergentes, como os antibióticos, no meio ambiente tem causado crescente preocupação mundial. Uma vez em águas superficiais e em outras matrizes ambientais, tais compostos podem impulsionar a disseminação da resistência bacteriana, em particular em situações de grande aumento de consumo de fármacos, a exemplo de emergências sanitárias de caráter pandêmico. O aparecimento de contaminantes emergentes no meio ambiente tem mostrado que os métodos convencionais de tratamento de águas residuais são ineficazes na remoção desses compostos, sendo assim, novos e mais eficazes processos de tratamento precisam ser investigados e aprimorados. O processo de adsorção e os processos oxidativos avançados são tecnologias promissoras que vêm sendo aplicadas com sucesso na remoção/degradação de diferentes poluentes orgânicos. Contudo, apesar do processo eletroquímico ser um processo atraente para o tratamento de águas residuais, a baixa eficiência de corrente ainda é um problema crítico devido às limitações de transferência de massa no caso do tratamento de soluções diluídas, e o processo de adsorção necessita de um estágio final de disposição e/ou reaproveitamento do adsorvente saturado. A fim de abordar essas questões, este projeto de pesquisa objetiva investigar um sistema reacional que permita o tratamento contínuo de efluentes por adsorção e regeneração eletroquímica in situ de adsorvente de baixo custo não convencional (argila). Vale ressaltar que a regeneração eletroquímica de adsorventes ainda não foi amplamente estudada e são raros os estudos que exploram adsorventes não convencionais. Além disso, a regeneração eletroquímica de argilas ainda não foi explorada na literatura. Dessa forma, este projeto pretende trazer contribuições científicas e tecnológicas originais em um contexto em que cresce o interesse pelo desenvolvimento de processos avançados de tratamento capazes de remover contaminantes de interesse emergente. Projeto de pesquisa de Pós-Doutorado. Beneficiária: Dra. Raissa Antonelli. FAPESP 2022/04688-6. Vigência: 01/01/2023 a 31/12/2024, em andamento. Bolsa de estágio de pesquisa de PD no exterior (BEPE) associada: FAPESP 2023/12068-0, vigência: 01/03/2024 a 30/11/2024, FEUP (Portugal).

Programas Especiais / PAIP - Programa de Apoio à Infraestrutura - EMU - Científico - Chamada de Propostas (2022). Este projeto tem como objetivo a aquisição do equipamento Espectrômetro NAP-XPS (Near-Ambient Pressure X-ray Photoelectron Spectroscopy) modelo EnviroESCA da marca SPECS para a realização de investigações da estrutura eletrônica da superfície de uma larga gama de materiais por pesquisadores da Universidade de São Paulo. O equipamento multiusuário NAP-XPS (Near-Ambient Pressure X-ray Photoelectron Spectroscopy) modelo EnviroESCA da SPECS é um equipamento de operação amigável ao usuário, totalmente automatizado e que se diferencia dos espectrômetros padrões disponíveis no Brasil, ao possibilitar análises da superfície dos materiais em pressões muito acima do ultra alto vácuo (sigla em inglês: UHV), operando em pressões de até 50 mbar. O uso de um equipamento como o NAP-XPS modelo EnviroESCA permitirá a análise de amostras sólidas, líquidas e gás residual, podendo incluir materiais como cerâmicas, semicondutores, polímeros, amostras biológicas, coloidais, alimentos, nanoestruturas, células animais e vegetais, entre outros. Como mencionado, o equipamento opera tanto em condições de UHV como em pressões próximas a ambiente, permitindo utilizar diferentes atmosferas nas análises. O equipamento contará ainda com acessório para refrigeração de amostras até -10C, aquecimento até próximo a 1.000C, célula eletroquímica para análise in situ (podendo inclusive avaliar reações catalíticas, de corrosão, de degradação, etc.). O modelo EnviroESCA é recente (início de fabricação há cerca de 2 anos), existindo apenas 7 equipamentos operando no mundo. No entanto, mais de 80 equipamentos da técnica NAP-XPS (incluindo outras versões menos sofisticadas de equipamento) estão em operação no mundo, sendo que apenas um na América Latina (Medellín - Colômbia), que está em fase de instalação. Dada as suas capacidades únicas de medida, operando sob diferentes pressões e temperaturas, este equipamento permitirá que pesquisadores do estado de São Paulo obtenham grandes avanços científicos, tecnológicos e de inovação. Em vista da natureza das análises realizadas, da versatilidade do equipamento e suas características únicas, o instrumento também será disponibilizado para a comunidade científica do Estado de São Paulo, além de pesquisadores brasileiros e do exterior, e para atender a demandas de setores governamentais e industrial, inclusive possibilitando a realização de novos projetos nas áreas de tecnologia médica, ciência dos alimentos, biotecnologia e ciências da terra. Pesquisadores associados: Marcos R. V. Lanza (IQSC/USP), Carlos Alberto Montanari (IQSC-SP), Daniel Rodrigues Cardoso (IQSC-SP), Edson Antonio Ticianelli (IQSC-SP), Elisabete Moreira Assaf (IQSC-SP), Germano Tremiliosi Filho (IQSC-SP), Hamilton Brandão Varela de Albuquerque (IQSC-SP), Lucia Helena Mascaro (DQ-UFSCar), Maria Del Pilar Taboada Sotomayor (IQ-UNESP), Renato Falcão Dantas (FT-UNICAMP), Robson da Silva Rocha (EEL-USP), Valmor Roberto Mastelaro (IFSC-USP), Renato Vitalino Gonçalves (IFSC-USP), Adalgisa Rodrigues de Andrade (FFCLRP-USP), Antonio Carlos Silva Costa Teixeira (EP-USP/PQI), Benedito dos Santos Lima Neto (IQSC-USP), Diogo Paschoalini Volanti (IBILCE-UNESP), Éder Tadeu Gomes Cavalheiro (IQSC-USP), Eduardo Bessa Azevedo (IQSC-USP), Emanuel Carrilho (IQSC-USP), Eny Maria Vieira (IQSC-USP), Gilberto Maia (INQUI-UFMS), José Mario de Aquino (DQ-UFSCar), Juarez Lopes Ferreira da Silva (IQSC-USP), Laudemir Carlos Varanda (IQSC-USP), Liana Alvares Rodrigues (EEL-USP), Mauro Coelho dos Santos (Universidade Federal do ABC), Ricardo Alexandre Galdino da Silva (ICAOF-UNIFESP). Coordenador: Marcos R. V. Lanza (IQSC/USP). Início: 01/08/2023, em andamento. Atuação no projeto: pesquisador associado.

A fotocatálise heterogênea é um processo oxidativo e potencial candidato para mitigação de problemas associados à poluição ambiental. Nos últimos anos, a síntese e as propriedades fotocatalíticas de diversos semicondutores foram descritas na literatura. Muitos fatores exercem influência na eficiência desses materiais, como propriedades superficiais, estruturais, morfológicas e eletrônicas. A obtenção de heterojunções entre óxidos é considerada uma forma eficaz para aumentar a eficiência fotocatalítica em comparação aos óxidos individuais, melhorando a absorção na região do visível, reduzindo a recombinação de cargas fotogeradas e promovendo a geração de espécies ativas superficiais. Nesse contexto, este projeto tem como objetivo sintetizar heterojunções à base de TiO2 modificadas com óxido de rutênio (RuO2) ou óxido de grafeno (rGO), buscando compreender as interações químicas e físicas interfaciais dessas heterojunções e seu desempenho quanto à fotodegradação de um contaminante farmacêutico modelo (acetaminofeno) em meio aquoso. Para tanto, serão estudadas as heterojunções TiO2/RuO2 e TiO2/rGO na forma de pó e filmes finos imobilizados em substratos de vidro sodo-cálcico (microesferas e lâminas). Os materiais obtidos serão caracterizados e sua atividade fotocatalítica será estudada preliminarmente em suspensão aquosa e posteriormente em reatores fotoquímicos microestruturados de placas planas em operação contínua, irradiados por luz solar simulada e LEDs. Projeto de pesquisa de Pós-Doutorado. Beneficiária: Dra. Geovânia Cordeiro de Assis. FAPESP 2021/11590-0. Vigência: 01/11/2022 a 31/10/2024, em andamento.

A ocorrência de micropoluentes em matrizes aquosas vem se tornando uma preocupação no mundo todo e um desafio para as estações de tratamento de águas residuais. Sua diversidade, difícil detecção e recalcitrância são algumas das características que os classificam como poluentes emergentes, os quais podem oferecer riscos para a saúde humana e ambiental. Tecnologias convencionais em geral não são capazes de remediar esses compostos, dentre eles as drogas antiepiléticas. Nesse sentido, processos oxidativos avançados (POA) e biocatálise enzimática são possíveis sistemas alternativos de tratamento, podendo os mesmos ser combinados em reatores e agir de forma conjunta na geração de radicais hidroxila. Esses radicais podem atuar na degradação de uma ampla variedade de contaminantes que são diária e continuamente inseridos no meio ambiente. Diante disso, o objetivo deste projeto de doutorado direto consiste em estudar estratégias para degradar compostos antiepiléticos em processo contínuo, em que as tecnologias UVC/H2O2 e biocatálise enzimática ocorram de forma integrada. Para tanto, será utilizada a peroxidase do fungo Trichoderma, obtida por fermentação submersa em substrato alternativo, uma fonte enzimática nova e com características oxirredutoras interessantes. A enzima será empregada em suas formas livre e imobilizada, e o processo de tratamento será estudado em reator de placas planas de escoamento contínuo. Serão explorados diferentes arranjos de processo, em que POA e biocatálise enzimática possam ocorrer concomitantemente ou em série para degradação de drogas antiepiléticas. A viabilidade do tratamento será analisada em relação à concentração de entrada e de saída do poluente-alvo e por meio de análises de citotoxicidade e genotoxicidade. Projeto de pesquisa de Doutorado Direto. Beneficiária: Natália Klanovicz. FAPESP 2021/08815-0. Vigência: 01/08/2022 a 28/02/2025, em andamento. Bolsa de estágio de pesquisa de PD no exterior (BEPE) associada: FAPESP 2023/04592-1, vigência: 01/02/2024 a 31/07/2024, York University (Canadá).

A manutenção da qualidade do ar é fundamental para a saúde habitacional nos centros urbanos e industriais. O desenvolvimento de tecnologias para tratamento de emissões gasosas é um campo de intensa pesquisa, cujo intuito é transformar poluentes tóxicos em moléculas não lesivas. No contexto da melhoria dos padrões da qualidade de ar, os compostos orgânicos voláteis (COV) destacam-se como um tipo de emissão de difícil eliminação. Este projeto de pesquisa visa qualificar um aluno de Iniciação Científica para coletar os dados necessários para o desenvolvimento de um modelo fenomenológico preditivo de um Reator Fotocatalítico de Leito Fluidizado (RFLF), comprovadamente capaz de degradar COV de maneira segura e eficiente. Este plano de pesquisa compreende a síntese de fotocatalisadores de dióxido de titânio impregnados em sílica gel (TiO2/SiO2), a interpretação da caracterização desses sólidos e a execução de 60 experimentos que possibilitarão a estimativa das constantes cinéticas de degradação de cinco importantes COV emitidos nas indústrias e centros urbanos. A conclusão deste projeto possibilitará enriquecer a literatura da fotocatálise em leito fluidizado e aplicar os dados cinéticos aqui obtidos em um modelo fenomenológico completo.

Projeto de Pesquisa de Iniciação Científica de Danyel Lambert da Silva. Período: 01/2021-07/2021, concluído. Co-orientação: Leonardo de Almeida Diniz. Bolsa FAPESP 2020/09004-2.

Contaminantes de interesse emergente (CE) têm se tornado um importante desafio tecnológico da Engenharia do século XXI. Pesticidas, fármacos, hormônios e outros compostos antropogênicos têm sido identificados em ecossistemas aquáticos e águas de abastecimento, sendo associados a efeitos adversos à biota e à saúde humana. Lançados na natureza e expostos à luz solar, tais poluentes passam por diversas transformações químicas, eventualmente convertendo-se em produtos mais tóxicos que as substâncias originais. Contornar este desafio demanda ampliar o entendimento quanto à persistência desses poluentes em águas superficiais e desenvolver tecnologias capazes de eliminar ou minimizar sua emissão. Neste sentido, este projeto de pesquisa visa estudar a degradação fotoquímica de CE selecionados em matrizes aquosas por fotólise direta e ação de espécies reativas fotoinduzidas (radicais hidroxila, HO#61599;; oxigênio singlete, 1O2; e matéria orgânica cromofórica dissolvida no estado triplete, 3CDOM*), bem como predizer sua persistência através de simulações matemáticas. A mesma radiação solar pode ainda ser utilizada para degradar, com mínimo impacto ambiental e baixo custo, os poluentes antes de sua descarga final na natureza. Nesta direção, este projeto pretende contribuir igualmente com o desenvolvimento de processos oxidativos avançados adequados ao espectro da luz solar para degradação de CE selecionados. Para tanto, propõe-se (i) Estudar o processo fotocatalítico homogêneo mediado por persulfato e metais de transição (sistema foto-Fenton like); (ii) Sintetizar, caracterizar e avaliar o desempenho fotocatalítico de nanoestruturas de óxidos metálicos contendo prata (ZnO-Ag0 e WO3-Ag0), com banda de absorção estendida no UVA-visível; nesses estudos, serão empregados reatores microestruturados, tubular e de placas planas. Dessa forma, buscar-se-á aprofundar a compreensão quanto ao papel da radiação solar em promover a degradação de CE, tanto em meios naturais (destinação e persistência fotoquímica ambiental) como em sistemas engenheirados (processos de tratamento intensificados para mitigação do problema ambiental na fonte poluidora). Pretende-se trazer contribuições científicas e tecnológicas originais em um contexto em que cresce a preocupação com a qualidade e a preservação de recursos hídricos.

Processos convencionais de tratamento de efluentes não são capazes de remover eficientemente determinados poluentes, como os de caráter emergente. Assim, os processos oxidativos avançados são promissores nesse sentido, especialmente o processo de fotocatálise heterogênea. Nesta área, novos fotocatalisadores vêm sendo estudados em substituição ao dióxido de titânio comercial, que possui como principal desvantagem a limitada absorção no espectro da luz solar. Catalisadores à base de WO3 apresentam-se como uma possível alternativa por possuírem um band gap em torno de 2,5 a 2,8 eV, possibilitando a captura de aproximadamente 12% do espectro solar e absorção de luz visível em uma faixa de até 500 nm. Contudo, o fotocatalisador de WO3 por si só ainda apresenta desempenho limitado frente à degradação de poluentes, exigindo melhorias adicionais do material, tais como dopagem e adição de aditivos químicos. Em pesquisa anterior do grupo de pesquisa, já foram determinadas as melhores condições para síntese de WO3 dopado com prata via método hidrotérmico, porém mais melhorias ainda são necessárias. Neste contexto, o presente projeto de iniciação científica visa realizar um estudo sistemático da influência de diferentes aditivos químicos na síntese de fotocatalisadores de WO3 dopados com prata. Entre os aditivos a serem utilizados, estão cloreto de sódio, ácido cítrico, ureia, polietilenoglicol, sulfato de potássio e sulfato de sódio. Todos os materiais sintetizados serão caracterizados por técnicas diversas e avaliados em ensaios de degradação fotocatalítica utilizando acetaminofeno como contaminante-modelo de preocupação emergente e simulador solar como fonte radiante.

Projeto de Pesquisa de Iniciação Científica de Maria Clara D?Amaro Caira. Período: 07/2021-08/2022,concluído. Co-orientação: Priscila Hasse Palharim. Bolsa FAPESP 2021/04281-0.

A esterilização de equipamentos de uso clínico segue normatização definida pela ANVISA, o que inclui as máscaras N95. Várias técnicas de inativação biológica são conhecidas e amplamente utilizadas para casos de alta demanda de máscaras cirúrgicas ou respiradores. Para o uso em um ambiente de alta demanda e emergência, quatro características devem ser levadas em consideração: (i) rapidez, é importante que o tratamento seja rápido o suficiente para evitar acúmulo de máscaras e contaminação cruzada; (ii) baixo impacto estrutural, para que as máscaras não percam capacidade filtrante; (iii) uso simples, para que qualquer pessoa possa manipular o sistema com eficiência; e (iv) independente de materiais adicionais, para evitar paralização do equipamento na falta de reagentes químicos. Das alternativas, uma que obedece a esses quatro requisitos é a irradiação UV-C. Este projeto propõe desenvolver uma estação de esterilização de máscaras por irradiação UV-C de operação contínua. Deve-se ressalvar que a efetividade e a segurança do equipamento proposto e de suas condições de operação quanto à inativação do SARS-CoV-2 nas máscaras N95 processadas devem obrigatoriamente ser comprovadas por experimentos conduzidos com apoio de pessoal com expertise e qualificação na área de virologia, seguindo protocolos específicos e reconhecidos, validando a operação de esterilização proposta. Para tanto, foi firmada parceria com o Laboratório de Virologia da Plataforma Científica Pasteur-USP (SPPU) para condução dos ensaios de esterilização e viabilidade viral. O projeto é financiado pela Associação Fundo Patrimonial Amigos da Poli (Edital de Combate à COVID-19). Atividade no projeto: coordenador. Equipe: MSc Patrícia Metolina (EPUSP) e Dr. Bruno Ramos (EPUSP). Período: 05/2020-12/2020, concluído.

Neste projeto de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação, buscar-se-á investigar e otimizar o processo UV/PS para utilização com radiação solar, particularmente através da exploração de sistemas de geração de oxidantes ativos no espectro solar (por exemplo, reações de Fenton) em combinação com as reações do processo UV/PS. Este projeto fará uso de reatores gerados como resultado do projeto PIBITI ?Desenvolvimento de fotorreator híbrido inteligente para degradação de poluentes emergentes?, realizado por outro aluno de graduação (2019-2020) junto ao grupo de pesquisa, valendo-se pois dos resultados previamente obtidos e explorando novas aplicações dos reatores desenvolvidos.

Projeto de Pesquisa de Iniciação Científica de Lìvia Babetto Ferreira. Período: 09/2020-08/2021, concluído. Co-orientação: Dr. Bruno Ramos. Bolsa CNPq-PIBITI 115792/2020-1.

Micro-poluentes de interesse emergente têm se tornado um importante desafio
tecnológico da engenharia: pesticidas, fármacos e outras substâncias antropogênicas são
encontrados com frequência cada vez maior em ecossistemas aquáticos e mesmo em águas de
abastecimento, sendo relacionados a efeitos adversos à biota e à saúde humana. Contornar este
desafio demanda a compreensão do comportamento desses poluentes no meio ambiente e o
desenvolvimento de tecnologias capazes de minimizar sua emissão em corpos d?água. Alternativas
viáveis devem incluir o uso de radiação solar, reatores fotoquímicos facilmente escalonáveis e
catalisadores eficientes e sustentáveis. Nesta direção destacam-se as propostas deste projeto, como
(i) avaliação da persistência ambiental de contaminantes emergentes no Estado de Goiás; (ii)
determinação de mecanismos de degradação em águas superficiais goianas e caracterização de
seus produtos; (iii) estudos de processos sustentáveis para remoção desses poluentes antes do
descarte no meio-ambiente; e (iv) desenvolvimento de novas ferramentas computacionais capazes
de predizer o tempo de meia-vida de um poluente emergente em corpos d?água. Com o objetivo
de mitigar os custos experimentais e levar a uma compreensão detalhada dos canais reativos
moleculares, as etapas determinantes dos processos de degradação serão modeladas utilizando
métodos quânticos de química computacional e Teoria do Estado de Transição. Em um contexto
onde os Estados de São Paulo e Goiás são lideranças nacionais nos setores industriais e
agropecuário, pretende-se trazer contribuições científicas e tecnológicas originais, dada a
conjuntura de crescente preocupação com a qualidade dos recursos hídricos brasileiros. Projeto desenvolvido em parceria com o Grupo de Química Teórica e Estrutural de Anápolis - Divisão de Modelagem de Transformações Físicas e Químicas - Centro de Pesquisas e Pós-Graduação
- Campus de Ciências Exatas e Tecnológicas - Universidade Estadual de Goiás
(MTFiQui/QTEA/CCET-UEG). Coordenador: Prof. Dr. Antonio Carlos S. C. Teixeira. Período: 11/2020-10/2022, concluído.

Por meio da seleção de bolsistas, apoio à mobilidade internacional de estudantes e professores, acompanhamento dos intercâmbios, inserção profissional através de estágios, validação recíproca de créditos e de Acordos de Duplo Diploma, este projeto tem por ambição estabelecer vínculos permanentes de ensino/pesquisa entre seis instituições, contribuindo para a formação multidisciplinar de recursos humanos em Engenharia Química, aptos a responder aos novos desafios de uma indústria em transformação. Instituições participantes: Brasil (USP, UFRJ e UFRN). França (UPPA- ENSGTI, UL - ENSIC e INP-ENSIACET). Coordenador: Prof. Dr. Moisés Teles dos Santos (USP). Financiamento: CAPES (Brasil) e CDEFI (França). Projeto CAPES 88881.463618/2019-01. Vigência: 2020-2023.

A contaminação de águas por interferentes endócrinos (IE) constitui uma das importantes preocupações ambientais da atualidade. No Brasil, as concentrações detectadas desta classe de poluentes em corpos hídricos são geralmente superiores às reportadas na literatura internacional, nomeadamente as do hormônio 17beta-estradiol. Isto acontece muito em parte devido à sua resistência aos tratamentos de esgoto convencionais, surgindo assim a necessidade de desenvolver novos tratamentos que consigam solucionar tamanha problemática ambiental. Neste contexto, o presente projeto de iniciação científica propõe o estudo de processos de eletro-oxidação avançada (eletro-POA) para degradar 17beta-estradiol, visando sua aplicação no tratamento de efluentes contaminados com tal hormônio. Para tal, serão investigados diferentes eletro-POA, tais como eletro-Fenton e eletro-Fenton-like, de forma a avaliar quais os mais promissores para aplicação prática. A influência de diversas variáveis envolvidas nesses processos, tais como tipo de eletrodo, diferença de potencial, concentração de eletrólito e matriz aquosa será também avaliada, com o intuito de encontrar as condições ótimas de operação.

Projeto de Pesquisa de Iniciação Científica de Renan dos Reis Hernandes, período 06/2018-07/2019, concluído. Co-orientação: Juliana Mendonça Silva de Jesus (doutoranda). Bolsa Fapesp 2018/23464-6. Período: 01/2019-07/2019, concluído.

Micropoluentes de interesse emergente têm se tornado um importante desafio tecnológico da Engenharia do século XXI. Pesticidas, fármacos, hormônios, surfactantes, produtos de higiene pessoal e outras substâncias antropogênicas são encontrados com frequência cada vez maior em ecossistemas aquáticos e mesmo em água de abastecimento, sendo relacionados a efeitos adversos à biota e à saúde humana. Contornar este desafio demanda tecnologias capazes de minimizar sua emissão em corpos d?água. Uma alternativa viável envolve o uso da radiação solar, capaz de degradar tais poluentes antes de sua disposição final na natureza, com mínimo impacto ambiental e baixo custo. Nesta direção, este projeto pretende contribuir com o desenvolvimento de processos oxidativos avançados otimizados, adaptados ao aproveitamento da maior parte possível da irradiância espectral solar e que sejam capazes de contornar eficientemente as limitações intrínsecas dessa fonte radiante. Para tanto, propõe-se (i) desenvolver um fotorreator híbrido de placas planas, capaz de operar autonomamente para complementar a intermitência da radiação solar; (ii) otimizar processos fotocatalíticos homogêneos com sais de persulfato para uso com radiação solar; e (iii) desenvolver novos fotocatalisadores nanoparticulados ZnO-Ag0 e WO3-Ag0 com propriedades otimizadas e banda de absorção no UV-A e visível. Pretende-se trazer contribuições científicas e tecnológicas originais, em um contexto em que cresce a preocupação com a qualidade dos recursos hídricos. Coordenador: Prof. Dr. Antonio Carlos S. C. Teixeira. Período: 01/2019-07/2021, concluído. Atuação no projeto: coordenador.

Organic dyes and trace heavy metals are considered the two major pollutants in industrial wastewaters and agricultural soils. In Brazil, these contaminants are posing serious threats to public health and environment. These eco-toxic contaminants must be treated to bring their concentration in accordance with the Brazilian resolution. Adsorption is the most widely utilized process due to high efficiency, simple procedure and cost effectiveness. Herein, we are planning to develop a novel hybrid adsorbent in such a manner that can actively and selectively adsorb these toxic contaminants (dyes and trace metals). A systematic study on the synthesis, characterization and adsorption properties of novel hybrid adsorbent will be conducted for the deep removal of eco-toxic organic dyes such as methylene blue and basic blue-3 from industrial effluents and trace metals like cadmium (Cd), lead (Pb) and chromium (Cr) from the contaminated domestic, industrial and agricultural soils. Different techniques will be applied for the synthesis of the hybrid adsorbent. Various physicochemical properties of the hybrid adsorbent will be studied using state of the art instruments and the initial adsorption experiments will be conducted on simulated samples for the optimization of reaction conditions. The structure and morphology of the novel hybrid absorbent will be characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermo-gravimetric analysis (TGA), Field Emission Scanning Electron Microscope (FE-SEM) and Transmission Electron Microscope (TEM) to name a few. The adsorption data will be applied to the kinetic models and also to the different adsorption isotherms to study the validity and feasibility of the adsorption process. Regeneration and recycling efficiency of the spent adsorbent will be examined and the hybrid adsorbent will further be applied for the removal of dyes (methylene blue and acid blue-3) and trace metals (Cd, Pb and Cr) present in the effluents and soil samples collected from different nearby industries (synthetic food, paper, textile and dyes) and agricultural fields (maize and soybean) respectively. Different advanced oxidation processes (AOPs), including photo-oxidation (O3/UV) and UV peroxidation (H2O2/UV), or their combination will be investigated for the degradation of adsorbed/desorbed organic dyes.

Projeto de Pós-Doutorado. Dra. Syed Sikandar Shah. Supervisor: Prof. Dr. Antonio Carlos S. C. Teixeira. Início: 08/2019, em andamento. Bolsa CAPES-PNPD 88887.370179/2019-00.

Este trabalho de Iniciação Científica pretende estudar a degradação de poluentes orgânicos persistentes mediada por radiação solar simulada, como resultado de reações fotoquímicas e ação de espécies reativas fotoinduzidas (RPS) (oxigênio singlete, 1O2; radical hidroxila, ●OH; e matéria orgânica cromofórica dissolvida no estado triplete, 3CDOM*), geradas a partir da interação da luz com componentes orgânicos e inorgânicos presentes em corpos d?água.

Projeto de Pesquisa de Iniciação Científica de Juan Carlos Ogea. Período: 08/2019-07/2020, concluído. Co-orientação: Dra. Arlen Mabel Lastre-Acosta. Bolsa CNPq-PIBIC.

O projeto aqui proposto abordará o terceiro caso, buscando o desenvolvimento de protótipos de um reator de placas planas meso-estruturado que utilizará radiação solar e LEDs de maneira acoplada. Os reatores projetados consistem de três placas: uma placa de LEDs na extremidade inferior do reator; uma placa contendo estruturas de alimentação, mistura e saída do reator, e por onde ocorrerá o escoamento do meio reacional; e uma placa superior contendo uma janela para iluminação externa. O reator desenvolvido vem propor uma nova forma de utilização da luz solar em
Processos Oxidativos Avançados, buscando soluções para os principais empecilhos a sua
aplicação tecnológica: a intermitência e sazonalidade da irradiação solar, e a baixa
irradiância no espectro UV. O aluno de Iniciação Tecnológica colaborará ativamente para
o desenvolvimento e construção dos protótipos em escala de bancada.

Projeto de Pesquisa de Iniciação Científica de João Gabriel de Melo Carneiro. Período: 08/2019-07/2020, concluído. Co-orientação: Dr. Bruno Ramos. Bolsa CNPq-PIBITI.

O presente projeto de pesquisa tem como proposta investigar a degradação dos pesticidas ATZ, AMT e DIR em águas superficiais da região do Pontal do Paranapanema-SP, como resultado de reações fotoquímicas, bem como compreender a dependência da persistência destes pesticidas em diferentes épocas do ano. Este projeto pretende trazer contribuições científicas originais em um contexto em que se tem levantado a preocupação com a preservação de recursos hídricos e com o uso intensivo de agroquímicos no Brasil. Coordenador: Profa. Dra. Marcela Prado Silva Parizi (UNESP). Vigência: 01/07/2019-30/06/2022, concluído. Atuação no projeto: colaborador.

Os antibióticos constituem uma classe de poluentes de interesse emergente que, além de outros efeitos sobre organismos vivos, também podem induzir resistência bacteriana. Nesse caso, os processos convencionais de tratamento de efluentes são apontados como pouco eficientes para sua remoção. Por outro lado, ainda pouco se conhece sobre a degradação fotoinduzida desses fármacos em matrizes aquosas ambientais expostas à luz solar. Nesse contexto, este projeto de pesquisa para o triênio 2018-2021 objetiva: (i) Estudar a cinética de degradação fotoquímica dos antibióticos sulfadiazina, ciprofloxacino, ampicilina e minocilina resultante da fotólise direta e reações promovidas por espécies reativas (radicais hidroxila, HO*; oxigênio singlete, 1O2; estado excitado triplete da matéria orgânica cromofórica, 3CDOM*), formadas em águas superficiais a partir da matéria orgânica e espécies inorgânicas; e (ii) Estudar a degradação destes poluentes por meio de processos oxidativos avançados (POA) (H2O2/UV, TiO2/UV), acoplados a biorreator com membranas (MBR), para pré-tratamento (POA + MBR) ou pós-tratamento (MBR + POA) de efluentes simulados da indústria farmacêutica. Neste caso, buscar-se-á obter cinéticas de degradação, elucidar mecanismos de degradação e estudar os efeitos de variáveis de processo, tais como: concentração inicial do antibiótico; concentração de oxidante (H2O2), concentração e tipo de fotocatalisador (TiO2 P25 ou nanoestruturas yolk-shell MO@TiO2 poroso); pH; intensidade da radiação incidente. Além de trazer contribuições científicas e tecnológicas originais, espera-se como principais desdobramentos deste projeto formar recursos humanos e aprofundar as linhas de pesquisa do grupo AdOx-CESQ/PQI-EPUSP, avançando no que se refere a processos de tratamento acoplados, domínio de técnicas analíticas avançadas, caracterização de matrizes aquosas tratadas e obtenção de parâmetros cinéticos e fotoquímicos fundamentais.

Neste projeto de Iniciação Científica, o aluno investigará experimentalmente diferentes técnicas de imobilização do óxido de zinco (ZnO) em substratos de vidro, materiais cerâmicos estruturados (Al2O3), e aço-inox 316. Através da supervisão de pesquisadores do grupo, o aluno adquirirá experiência em processos de síntese de semi-condutores inorgânicos (processo sol-gel, síntese solvatotérmica), de modificação de superfície, de planejamento experimental, de análise estatística de resultados, e de análise instrumental (cromatografia líquida, microscopia de varredura eletrônica, espectrometria UV-VIS).

Projeto de Pesquisa de Iniciação Científica de Arthur Onishi de Godoy Silva, período 01/08/2018 a 31/07/2019, concluído. Orientador: Prof. Dr. Antonio carlos S. C. Teixeira. Co-orientação: Dr. Bruno Ramos. Bolsa CAPES-PROCAD. Projeto 88887.201573/2018-00.

O trabalho aqui proposto visa à construção e aplicação de um foto-reator opticamente diferencial para obtenção de parâmetros cinéticos intrínsecos de reações fotocatalíticas em fase gasosa de poluentes de interesse. Desde 2017, o Grupo de Pesquisa em Processos Oxidativos Avançados (AdOx-CESQ/PQI-EPUSP) expandiu sua gama de pesquisas para a remediação de ar contaminado, tendo hoje um projeto de doutorado dedicado ao estudo de um RFCLF em fase gasosa. A dedicação do aluno de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação a esta proposta colaborará com o desenvolvimento de uma nova metodologia para o grupo de pesquisa, de característica inovadora nesta área. Objetiva-se obter parâmetros cinéticos intrínsecos para a oxidação fotocatalítica de um poluente de interesse. Para atingir este objetivo final, este projeto conta com duas etapas: (1) Construção de um foto-reator opticamente diferencial e da unidade de experimentos; e (2) Obtenção de dados de 
 degradação de um COV modelo específico, nomeadamente o n-hexano.

Projeto de Pesquisa de Iniciação Científica de Alexandre MIrra Galante Miller, Período: 08/2018-08/2019, concluído. Co-orientação: Leonardo Almeida Diniz (doutorando). Bolsa CNPq-PIBIC.

Sistemas nanoestruturados recebem muita atenção devido a melhoria de desempenho que trazem para as áreas em que são aplicados. Dentro desse contexto, métodos de preparação visando determinados arranjos estruturais, ou estruturas desenhadas, para alcançar alguma função e propriedade específicas, têm papel fundamental para o desenvolvimento de novos materiais. Neste sentido, este projeto de pesquisa visa contribuir através do estudo experimental da degradação utilizando a radiação solar, com mínimo impacto ambiental e baixo custo, os poluentes de interesse emergente em matrizes aquosas antes de sua descarga final na natureza. Nesta direção, este projeto pretende contribuir igualmente com o desenvolvimento de processos oxidativos avançados adequados ao espectro da luz solar e capazes de contornar com eficiência limitações intrínsecas do uso do sol como fonte radiante. Para tanto, propõe-se desenvolver novos fotocatalisadores híbridos nanoparticulados com elevada área superficial e banda de absorção acima do UV (> 400 nm), nanoestrututuras híbridas de óxidos metálicos e prata metálica (MO-Ag0) para estudos e aplicação na fotodegradação de poluentes de interesse emergente.

Projeto de Pós-Doutorado. Dra. Fabiane de Jesus Trindade. Supervisor: Prof. Dr. Antonio Carlos S. C. Teixeira. Bolsa CAPES/PROCAD 88887.307690/2018-00. Período: 01/12/2018 a 31/07/2019, concluído.