Elisabete Moreira Assaf.

O DUNE é um dos maiores projetos científicos internacionais da atualidade, liderado pelo Fermilab, laboratório de física de partículas ligadoao Departamento de Energia (DOE) dos EUA. O DUNE visa desvendar questões fundamentais da origem do Universo através dos estudosdos neutrinos (uma das partículas elementares mais abundantes do Universo, sem carga e com massa minúscula) e conta com umfinanciamento ~ US$ 3 bilhões do DOE e participação de ~ 1500 pesquisadores, mais de 200 instituições e 37 países. A Unicamp lideradois projetos importantes na colaboração: o sistema de Purificação de LAr (do qual trata esta proposta) e de Fotodetecção (liderado peloProf. Ettore Segreto, participante deste projeto). Os dois juntos colocam a Unicamp como o terceiro mais importante parceiro do DUNE,depois do DOE e do CERN, posição jamais alcançada pelo país em um projeto dessa magnitude.Os problemas científicos que o DUNE pretende responder englobam questões fundamentais sobre a origem do Universo.Além do impacto científico, a Unicamp liderará as empresas brasileiras na produção do sistema criogênico de LAr do LBNF, no laboratóriosubterrâneo do DUNE em South Dakota - EUA. Todo o desenvolvimento tecnológico nessas áreas será realizado no Brasil com transferênciade tecnologia de todos os participantes para as empresas brasileiras com impacto nas áreas de produção de óleo gás, purificação de gáspara uso médico, dispositivos optoeletrônicos, materiais adsorventes e filtros de grande escala, vasos, criostatos, dewars e equipamentosde alto vácuo e baixas temperaturas. Este projeto colocará o Brasil na vitrine da ciência mundial por décadas em um experimento que tempotencial para gerar prêmio Nobel. O país terá destaque não só pela ciência produzida, mas também pelos desafios tecnológicos superadosna construção no Brasil dos equipamentos que devem ser instalados a 1,6 km no subsolo.Para o LBNF-DUNE, o Brasil liderado pela Unicamp tem prioridade para desenvolver uma parte crucial da infraestrutura de LAr do LBNFDUNE. O projeto conceitual desses equipamentos foi produzido no Brasil e a sua execução é parte integrante desta proposta..

: Este projeto é uma iniciativa multidisciplinar integrada entre a academia e a indústria no Brasil para enfrentar problemas científicos e tecnológicos desafiadores associados à instrumentação avançada em física de altas energias, particularmente associada à produção em massa, purificação e regeneração de Argônio Líquido (LAr) e a fotodetecção precisa para a Projeto Long-Baseline Neutrino Facility (LBNF). O LBNF fornece a infraestrutura para o Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) hospedado pelo Fermilab (FRA) do Departamento de Energia dos EUA em Batavia-IL. A criogenia massiva de LAr desempenha um papel crucial no LBNF-DUNE. O projeto DUNE é uma iniciativa internacional de dimensões impressionantes que visa desvendar os mistérios dos neutrinos, que são as partículas mais abundantes do Universo, das quais ainda se sabe muito pouco a respeito. Através do estudo dos neutrinos, de sua natureza, tipos e mínima interação com a matéria, os cientistas do LBNF/DUNE esperam elucidar mistérios fundamentais da física de partículas, da origem do Universo e do seu funcionamento. Desempenhando um papel crucial no projeto LBNF/DUNE, o Instituto de Física "Gleb Wataghin" (IFGW) da Unicamp e as empresas Akaer/Equatorial Sistemas Ltda se uniram ao Fermilab em um acordo científico para realizar pesquisa e desenvolvimento, testes e modelagem e prototipagem de menor escala para superar os desafios científicos e tecnológicos associados com a produção, purificação e regeneração de Argônio Líquido (LAr) e componentes relacionados em plantas criogênicas de larga escala, especialmente, quando estas devem ser instaladas em cavernas subterrâneas. Assim, o IFGW/Unicamp liderou a Fase I deste projeto apoiado pela FAPESP por meio de um Auxílio Regular de Pesquisa Especial n 2020/01609-2 para o IFGW/Unicamp combinado com dois Projetos de Pesquisa Inovadora em Pequenas Empresas (PIPE) n 2020/00784-5 e 2020/01522-4 para Equatorial Sistemas Ltda. Como resultado da Fase 1 deste projeto, uma Unidade de Testes de Purificação de LAr foi instalada no IFGW/Unicamp (https://sites.ifi.unicamp.br/experimentos-de-purificacao-de-lar/en/). O criostato do teste de purificação de LAr na Unicamp (PULarC) começou a funcionar em 18 de junho de 2022 e hoje em dia faz parte da infraestrutura de equipamentos multiusuárias do IFGW/Unicamo e pode ser usado para testes de novos materiais adsorventes para purificação de gases e líquidos (https://portal.ifi.unicamp.br/servicos/laboratorio-multiusuarios-lamult/criostato-de-testes-de-purificacao-de-argonio-liquido-pularc). Meios filtrantes inovadores foram propostos e a inovação nos métodos de adsorção de O2 e N2 pelos adsorventes propostos, duas patentes (BR102023024694-0 e BR102023026705-0) foram despositas em 2023. Adicionalmente, essa pesquisa inovadora render a equipe o Prêmio Nacional de Inovação de 2023, na categoria de Pesquisador Inovador atuado com empresas de Médio Porte. A conclusão bem-sucedida da Fase 1 conferiu à Unicamp/Akaer e seus parceiros a responsabilidade pela engenharia, fabricação, produção e entrega dos principais componentes do sistema de purificação de LAr em tamanho real do LNBF-DUNE, um protagonismo extraordinário em um dos mais importantes experimentos científicos internacionais da atualidade no mundo. Esta parceria é uma oportunidade única para o desenvolvimento científico e tecnológico de centros de pesquisa e indústrias de alta tecnologia no Brasil ao estarem envolvidos em um projeto extraordinário e sem precedentes em Física de Partículas com possibilidades de descobertas importantes e de grande impacto em Física de Partículas e da origem do Universo. Este experimento receberá grande atenção por parte da comunidade científica mundial por muitas décadas..

BRASKEM/UFSCar/USP- Este projeto busca o estudo aprofundado de rotas tecnológicas para conversão de CO2 a hidrocarboneto C2+, especificamente olefinas e etanol, via hidrogenaçãp catalítica de CO2 e redução eletrocalítica de CO2, respectivamente. O projeto de pesquisa compreendeetapas de simulação e química computacional para o desenho de catalisadores específicospara as reações pretendidas, síntese, caracterização e avaliação experimental emodelagem cinética, usos de ferramentas termodinâmicas para determinação depropriedades e predição da conversão das reações, modelagem e simulação de processospara cálculos de equilíbrio e cinéticos, desenho do projeto conceitual de processo,intensificação de processos e avaliações técnica, econômica e ambiental..

Projeto Temático FAPESP - O conceito de biorrefinaria tem sido aplicado a sistemas de tratamento de águas residuárias e de resíduos sólidos por vários grupos de pesquisa em todo o mundo. Muitos avanços têm sido obtidos principalmente com a aplicaçõao da biotecnologia anaeróbia, com rendimentos e produtividades crescentes na produção de ácidos orgânicos, solventes, bioplásticos, hidrogênio e metano, entre outros produtos de interesse. O domínio crescente dos conceitos básicos associados ao processo global tem levado a propostas diversificadas para valoração dos despejos e resíduos predominantemente orgânicos. Os grupos associados para o desenvolvimento deste projeto trabalham conjuntamente há mais de uma década, sempre com foco nos fundamentos dos processos e, com esta proposta, buscam a consolidação deste conhecimento acumulado para testar a hipótese de que é possível a aplicação e consolidação do conceito de biorrefinaria ao processamento de águas residuárias e resíduos sólidos pela aplicação de tecnologia anaeróbia, aliada a processos físico-químicos e catalíticos. O objetivo geral do projeto temático é aprofundar o conhecimento sobre a aplicação de tecnologia anaeróbia, como unidade principal ou combinada com processos físico-químicos e com processos químicos catalíticos, para o processamento de águas residuárias e resíduos sólidos, subprodutos de processos industriais, para consolidação do conceito de biorrefinaria. Para isso, os grupos trabalharão de forma integrada para: (i) aplicar diferentes processos de transformação e de reatores anaeróbios, no tratamento de subprodutos e águas residuárias da agroindústria, com a finalidade de geração de bioenergia e obtenção de produtos de elevado valor agregado; (ii) valorar resíduos lignocelulósicos dentro do conceito de biorrefinaria por meio de codigestão, integração da liquefação hidrotérmica e digestão anaeróbia e conversão direta de derivados da biomassa lignocelulósica utilizando catalisadores heterogêneos bifuncionais; (iii) desenvolver e investigar catalisadores à base de metais não-nobres para a conversão direta de CH4 e CO2 a ácido acético e para a conversão de CH4 e CO2 a gás de síntese via DRM (dry reforming of methane); (iv) desenvolver modelos matemáticos para os processos anaeróbios presentes em biorrefinairas; (v) aplicar a metodologia de Análise de Ciclo de Vida (ACV) para a determinação do desempenho ambiental da biorrefinaria. Com isso, espera-se que a visão tradicional do saneamento seja superada, para que se consolide definitivamente a visão de recuperação de energia e materiais para a adequação ambiental dos efluentes e resíduos gerados..

FAPESP/SHELL/USP/UFSCar/UNIFESP/UNESP - Centro para estudos avançados com foco na inovação em direção à sustentabilidade e mitigação das emissões de gases de efeito estufa..

FAPESP/UNICAMP/UFSCar/USP/FERMILAB -Este projeto busca superar os desafios científicos e tecnológicos associados com a produção, purificação e condensação e regeneração massiva de Argônio Líquido (LAr) e componentes criogênicos relacionados em plantas criogênicas de larga escala.Projeto financiado pela FAPESP..

O grande desafio desse projeto de pesquisa é estabelecer as bases para aplicar o conceito de biorrefinaria a uma estação de tratamento biológico de águas residuárias, com geração de biocombustíveis e de produtos de alto valor agregado. Tal concepção se baseia no emprego de reatores anaeróbios como unidades principais da estação, principalmente pelo fato desse processo ter como produtos finais uma grande variedade de ácidos orgânicos e solventes na fase líquida, além de hidrogênio e metano na fase gasosa. Nessa nova abordagem, águas residárias predominantemente orgânicas são as matérias-primas do processo e a estação de tratamento, com seus equipamentos e reatores, constituem a rede de instalações para geração de produtos e subprodutos de alto valor agregado. Muitos desafios devem ser superados com essa nova concepção a começar pelas baixas concentrações de matéria orgânica encontradas em águas residuárias o que leva a geração de produtos também em baixas concentrações. A esse desafio se soma a complexidade da composição das águas residuárias, com variações temporais e espaciais. O uso de culturas microbianas mistas, embora seja uma grande vantagem para a biotecnologia anaeróbia, passa a ser um outro desafio para a concepção de biorrefinaria já que o controle do processo pode se tornar difícil. Para superar esses desafios, um grupo multidisciplinar de pesquisadores foi constituído com o objetivo de estabelecer os fundamentos de uma biorrefinaria alimentada com águas residuárias que gere energia e materiais de alto valor agregado além de cumprir com sua função principal de mitigação dos impactos ambientais de lançamento de despejos líquidos no ambiente.

Projeto CNPQ/UNIVERSAL - Vigência: 2014 a 2017.

Agência financiadora: RUSP

Produzir hidrogênio em larga escala e de maneira sustentável é um desafio que visa atender o abastecimento industrial e enérgico. Este projeto propõe a produção, separação e concentração de hidrogênio. Para a produção serão utilizados dois processos alternativos: a reforma a vapor de bio-óleo proveniente da pirólise ou da gaseificação de biomassa e a produção biológica por fermentação escura e fotofermentação. Para a separação serão utilizadas fibras ocas de alumina com geometria assimétrica como suporte para deposição de uma camada fina de paládio ou ligas de paládio. A produção de fibras ocas cerâmicas com geometria assimétrica

A problemática crescente relacionada as emissões de CO2 na atmosfera associada as tecnologias de mitigação insuficientes apresentadas até o momento para suprir esse problema, criam demandas imediatas para novas pesquisas na área. Um dos pontos iniciais que devem ser alvo desse desenvolvimento são fontes antropogênicas pontuais de emissão de CO2 em larga escala, como o gás de combustão de usinas termoelétricas movidas a combustíveis fósseis. O Brasil tem aumentado consideravelmente as emissões derivadas do acionamento constante dessas usinas, como alternativa ao desabastecimento das hidrelétricas, e pouco se fala sobre a questão ambiental associada. Diante deste cenário, a proposta aqui apresentada visa a nucleação de um novo grupo de pesquisa no DEQ/CCET/UFSCar para trabalhar no desenvolvimento de novas tecnologias e formação de recursos humanos a nível profissional na área de captura e conversão de CO2 em processo integrado. Especificamente, o projeto refere-se ao desenvolvimento de novos adsorventes catalíticos inorgânicos, que serão constituídos por misturas físicas de adsorventes mesoestruturados porosos de alta área específica promovidos com sais de metais alcalinos fundidos e catalisadores heterogêneos de metais atomicamente dispersos (single-atoms) estabilizados sobre suportes com elevada concentração de defeitos superficiais, para captura de CO2 de misturas de gás de combustão e conversão em CO através da rota rWGS em processo integrado isotérmico utilizando condições brandas. Intermediário em diversos processos industriais, o CO tem grande interesse comercial, e sua obtenção a partir do CO2 capturado é altamente desejada, porém pouco foi explorado sobre sua produção em sistemas integrados de captura e conversão, sendo a produção em condições reacionais brandas ainda inédita. A proposta tem caráter altamente interdisciplinar envolvendo pesquisa fundamental de grandes áreas como físico-química de interfaces, química inorgânica e engenharia química, com interesse tecnológico para aplicação na solução de problemas ambientais atuais, e será desenvolvida em estreita colaboração entre grupos de pesquisa do Brasil e exterior.

CAPES/PNPD
Processo no 059472/2010

CAPES/PNPD