João Paulo Alves Silva.

O Restaurante Universitário da Escola de Engenharia de Lorena da Universidade de São Paulo utiliza água aquecida nos seus processos, desde boiler elétrico que fornece água quente para torneiras internas, máquina de lavagem de louças até o aquecimento das refeições por meio do balcão térmico, representado uma demanda energética de 29.000 kWh, tendo um peso significativa no total do consumo de energia elétrica do refeitório.
A redução do consumo de energia elétrica para o aquecimento de água pode representar uma importante fonte de redução de gastos da instituição e o primeiro passo para uma comunidade acadêmica cada vez mais sustentável.
Este projeto se baseia na gestão de energia elétrica no Restaurante Universitário do campus de Lorena, que visa avaliar o uso de aquecimento solar que permitirá a entrada de água pré-aquecida para complementação/substituição do atual aquecimento por energia elétrica.

A divulgação de forma lúdica e consequente popularização de conceitos técnicos comuns aos cursos de engenharia é uma forma de despertar o interesse de candidatos e/ou alunos ingressantes nos cursos de Engenhara atualmente oferecidos na Escola de Engenharia de Lorena. Com este objetivo, a presente proposta visa envolver alunos de graduação em tarefas que incluem o projeto e construção de um trocador de calor de caráter demonstrativo. O equipamento terá como uma de suas principais características a fácil demonstração de seu funcionamento, sendo em sua maioria construído em materiais transparentes como acrílico e vidro, e utilizando líquidos coloridos, para permitir uma clara exposição de seu funcionamento. O equipamento será de pequeno porte, permitindo seu fácil deslocamento, para que o mesmo possa ser apresentado em eventos como Semana de recepção de calouros, Feira de profissões, feiras de ciência e laboratórios didáticos. O projeto visa a ampla divulgação de conceitos de Engenharia, tanto pelo envolvimento de alunos de graduação na concepção de equipamentos, quanto pela apresentação dos equipamentos em eventos destinados ao púbico alvo (alunos de segundo grau e ingressantes do curso de engenharia) e ainda divulgação por meio de mídias digitais. Em uma fase inicial serão envolvidos alunos de graduação no projeto e construção de equipamentos. Durante toda a etapa, os alunos envolvidos irão reportar periodicamente seus desafios e progressos por meios de um canal em redes sociais, buscando documentar e compartilhar as experiências vivenciadas durante o projeto, sendo esta uma etapa de grande alcance para a divulgação do projeto. Em uma etapa seguinte, após a construção do equipamento, os alunos farão a exposição do mesmo em eventos como feira de ciências, feiras de profissões e semana de recepção dos calouros, visando despertar o interesse tanto por meio de equipamentos, quanto pela própria experiência de participar do projeto e construção do mesmo. Como resultado do projeto é esperado não apenas a divulgação decorrente da construção e exposição deste equipamento, mas espera-se também que alunos da comunidade estudantil tenham uma visão mais prática do curso e se sintam instigados a conhecer mais sobre essa área, assim como a participar da construção de outros equipamentos com finalidades semelhante em projetos futuros..

Com o objetivo de esclarecer aos estudantes de ensino médio as atribuições dos profissionais formados nos cursos oferecidos pela Escola de Engenharia de Lorena, de forma que os mesmos possam fazer uma opção mais consciente na hora de escolher seu curso superior e ajudando a reduzir os índices de evasão, o presente projeto propõe organizar uma FEIRA DE PROFISSÕES no campus 1 da Escola de Engenharia de Lorena (EEL-USP), onde serão expostas as diversas áreas de atuação do Engenheiro Ambiental, Engenheiro Bioquímico, Engenheiro Químico, Engenheiro Físico, Engenheiro de Materiais e Engenheiro de Produção. O evento será aberto ao público, com duração de dois dias, a ser realizado nos meses de outubro (2015) e abril (2016), das 08h às 18h, e contará com uma estrutura que permitirá aos visitantes o contato com profissões voltadas às áreas de Engenharia onde serão montados estandes monitorados por alunos graduandos dos cursos atualmente oferecidos na EEL, nos quais serão executados experimentos acerca de suas áreas para que os alunos possam entender com maior abrangência e de modo lúdico, o trabalho das profissões ligadas a essas áreas.

A realização de aulas práticas de laboratório de ciências em Escolas de Ensino Médio Regular representa uma excelente ferramenta de ensino e aprendizagem capaz de favorecer a relação entre a teoria e a prática e, proporcionar meios de motivar e envolver os alunos aos temas estudados no que diz respeito às disciplinas de Química, Física e Biologia. De acordo com o senso da educação, INEP (2010), a situação das escolas públicas no Brasil ainda é bastante precária, somente cerca de 49,3% das escolas públicas de Ensino Médio Regular possuem laboratório de ciências. No entanto, mesmo as escolas que possuem laboratório de ciências muitas vezes por falta de condições de segurança, materiais ou motivação do professor passam a diminuir as aulas experimentais ou até mesmo a não utilizar o laboratório de ciências Dentro deste contexto, o objetivo principal do presente projeto de extensão é fornecer apoio à utilização de laboratórios de ciências das Escolas de Ensino Médio da Rede Pública Estadual da cidade de Lorena visando contribuir para a melhoria do aprendizado dos alunos nas disciplinas de Química, Física e Biologia, além de motivar os alunos da rede pública a ingressarem em cursos de nível superior nestas áreas. Inicialmente será realizado um levantamento das Escolas de Ensino Médio da Rede Pública Estadual da cidade de Lorena que possuem laboratório de ciências e qual a infraestrutura disponível. Após este levantamento serão escolhidas pelo menos duas escolas de Ensino Médio em que serão avaliadas a disponibilidade de materiais, reagentes e equipamentos existentes nos laboratórios para a elaboração de aulas práticas de ciências. Os experimentos serão elaborados de acordo com a infraestrutura disponível dos laboratórios juntamente com a participação dos professores das disciplinas de Química, Física e Biologia das escolas participantes do projeto. Os alunos de graduação envolvidos no projeto participarão ativamente das aulas práticas, pesquisas, elaboração de apostilas e execução dos experimentos junto com os professores responsáveis e o coordenador do projeto.

Descrição: Curso ministrado para o Programa da Terceira Idade - USP. O curso foi realizado em dois módulos, o primeiro ocorreu no período de 6 de agosto a 8 de novembro de 2015, e o segundo de 8 de abril a 9 de junho de 2016. No período do curso foram realizados encontros semanais com duração de 3 horas por semana. Durante o curso foram ministradas aulas práticas abordando técnicas de desenho e pintura óleo sobre tela, para alunos iniciantes.

Nanotecnologia e Química Supramolecular são essenciais na elaboração de sistemas com propriedades funcionais, levando a ganhos e melhorias como também auxiliando na investigação das fenomenologias dos processos de interação molecular. O desenvolvimento e evolução desses sistemas envolve o desenho sintético, caracterização e definição da propriedade que é uma consequência direta dos arranjos da preparação. Duas linhas de investigação serão desenvolvidas na presente proposta: i. preparação e caracterização de géis nano particulados e aplicação na recuperação de tecido ósseo; ii géis supramoleculares multicomponentes e cristalização controlada de sólidos. O primeiro tópico visa a preparação de géis contendo nanopartículas de óxidos e hidróxidos metálicos (ZnO e MgOH) com propriedades estruturais definidas. Os géis de nanopartículas serão aplicados na confecção de andaimes biomédicos para uso em estudos de regeneração do tecido ósseo. O segundo aborda a síntese e caraterização de géis multicomponentes e o desenvolvimento de uma metodologia inédita para de cristalização de polimorfos. A presente proposta de pesquisa abarca tópicos tecnológico de alta expressão e que acrescentarão para suas respectivas áreas científicas.

Resultados recentes do grupo de pesquisas apontam para a viabilidade técnica da rota biotecnológica para produção de xilitol pela levedura Candida guilliermondii FTI 20037, com o uso concomitante das biomassas bagaço e palha de cana de açúcar. Entretanto, ainda há gargalos a serem solucionados como a simplificação e/ou aprimoramento das etapas do processo, entendimento dos aspectos fisiológicos e/ou moleculares aliado ao estudo da viabilidade técnico-econômica. Assim, neste projeto propõe-se otimizar as condições de hidrólise ácido diluído da mistura do bagaço e palha, avaliar a etapa de destoxificação do hidrolisado hemicelulósico pela adaptação da levedura ao hidrolisado e/ou substituição do uso do carvão ativo pela biomassa de levedura residual da etapa fermentativa. Também, abordagem nova será estudar os efeitos dos compostos tóxicos por citometria de fluxo, possibilitando avaliar a viabilidade, complexidade e estado metabólico celular, e ferramentas de biologia molecular serão aplicadas para estudar os mecanismos de transporte envolvidos no consumo de xilose. Ainda como abordagem transversal e em cooperação com o "Grupo de Diseño de Produtos y Procesos" da Universidad de Los Andes (Bogotá, Colômbia), uma plataforma de simulação virtual da rota biotecnológica de produção de xilitol será estabelecida, para a análise técnica e econômica do bioprocesso. Espera-se que os resultados contribuam para oferecer ao setor produtivo uma tecnologia com viabilidade técnica e econômica de bioprodução de xilitol, com uso conjunto dos subprodutos bagaço, palha e melaço de cana promovendo a integração em uma biorrefinaria de cana no contexto da bioeconomia.

Descrição: A crescente busca por alternativas sustentáveis, que possam suprir as necessidades dos diversos setores da atividade humana, tem levado à substituição de fontes de matérias-primas fósseis por materiais renováveis em tradicionais processos industriais. Com esta busca, a biomassa lignocelulósica vem ganhando relevância como uma das alternativas mais promissoras. Os materiais lignocelulósicos podem ser empregados tanto para a produção de combustíveis líquidos quanto para a produção de insumos com ampla aplicação na indústria química. Estes materiais apresentam como principais vantagens o caráter renovável, a redução do impacto ambiental, além do baixo custo, uma vez que estão disponíveis na forma de resíduos agroindustriais e florestais como o bagaço ou palha de cana-de-açúcar, palha de milho, trigo ou arroz, entre outros. No centro de uma das possíveis rotas químicas para o aproveitamento de materiais lignocelulósicos em processos industriais, encontram-se as moléculas classificadas como furanos, como o 5-hidroximetilfurfural (HMF), as quais possuem elevado potencial para diversas aplicações. Por ser classificada como uma molécula plataforma, o HMF tem grande importância para o desenvolvimento de biorrefinarias baseadas em biomassa lignocelulósica, principalmente por ser servir como base para diversos processos químicos industriais (como a produção de bioplásticos ou combustíveis líquidos). A produção de HMF consiste na desidratação de hexoses na forma de furanose e em presença de catalisadores ácidos. Açúcares como a glicose possuem baixo teor de furanose em meio aquoso, o que na maioria das vezes leva a baixos rendimentos em HMF. Elevados rendimentos podem ser obtidos quando se utiliza frutose como matéria-prima, entretanto, devido ao alto custo deste açúcar, o processo utilizando frutose torna-se menos atrativo para a produção em grande escala. Dentro deste contexto, o presente projeto tem como objetivo desenvolver tecnologias voltadas à obtenção de hidroximetilfurfural utilizando celulose como matéria-prima na presença de catalisadores ácidos. Como primeira etapa do projeto, serão realizados estudos das condições de preparo dos catalisadores heteropoliácidos visando otimizar as variáveis de maior influência para a obtenção de HMF. Em uma etapa seguinte serão realizados estudos de avaliação dos parâmetros reacionais capazes de influenciar o processo de obtenção de HMF a partir de celulose e de glicose. Posteriormente, serão determinados os parâmetros cinéticos da reação para a obtenção de HMF e, como etapa final, o projeto propõe avaliar a ampliação de escala e a viabilidade técnico-econômica do processo, empregando ferramentas de simulação. O presente projeto é relevante do ponto de vista tecnológico e ambiental, uma vez que promove o desenvolvimento de processos voltados à utilização de biomassa lignocelulósica para a obtenção de moléculas plataforma para a produção de insumos químicos que atualmente são obtidos por meio de matéria-prima derivada do petróleo. Desta forma, o desenvolvimento de tecnologias voltadas para a produção de HMF é um passo importante para a consolidação de biorrefinarias baseadas em biomassa lignoceluósica..

A produção de combustíveis renováveis representa um setor de importância estratégica para países emergentes como o Brasil. Atualmente, biocombustíveis tais como o biodiesel e bioquerosene são obtidos a partir de óleos vegetais, entretanto o uso destes óleos para tal finalidade apresenta desvantagem como a sazonalidade da produção agrícola e a competição com culturas alimentícias por terras cultiváveis. Uma alternativa que visa contornar tais dificuldades refere-se ao emprego de óleos produzidos por microrganismos. A produção de óleos microbianos pode ser realizada por microrganismos autotróficos, como microalgas e cianobactérias, ou por microrganismos heterotróficos, como fungos e leveduras. Quando comparados aos cultivos autotróficos, processos heterotróficos possibilitam a obtenção de altas concentrações de células e de lipídeos, em biorreatores com elevado volume por unidade de área superficial, resultando em maiores produtividades em relação aos cultivos autotróficos. Dentro deste contexto, o presente projeto tem como objetivo desenvolver tecnologias voltadas à produção de óleos microbianos em condições heterotróficas utilizando glicerol como principal substrato. Em uma primeira etapa serão desenvolvidos estudos visando a seleção de leveduras produtoras de lipídeos e à otimização das condições de cultivo tais como a composição nutricional do meio de fermentação e o fornecimento de oxigênio, a fim de melhorar a produção de óleos microbianos em cultivos realizados em frascos agitados. Em uma etapa seguinte serão realizados estudos em biorreatores de agitação pneumáticos, dos tipos coluna de bolhas e Air-lift, a fim de otimizar as condições de transferência de oxigênio e verificar a influência deste parâmetro sobre a produtividade de óleos microbianos. Nesta etapa também estão previstas a caracterização de parâmetros hidrodinâmicos dos biorreatores utilizados. O presente projeto é relevante do ponto de vista tecnológico e ambiental, uma vez que promove o desenvolvimento de processos voltados à produção de lipídeos a partir de fontes renováveis de matéria-prima como o glicerol, um subproduto da produção de biodiesel. A obtenção de lipídeos a partir de um subproduto da produção de biodiesel possibilita a integração de tais processos, contribuindo desta forma para a geração de tecnologias necessárias para a o desenvolvimento de biorrefinarias baseadas em lipídeos

O desenvolvimento de uma tecnologia economicamente viável do processo de hidrólise de materiais lignocelulósicos vem ao encontro da preocupação com o uso sustentável dos recursos naturais. O processo de hidrólise de diversos materiais lignocelulósicos vem sendo realizado há algum tempo, porém diversas variáveis têm que ser mais bem estudadas para otimização desse processo, principalmente no que diz respeito à área de engenharia. No entanto, para que este processo possa vir a ser competitivo economicamente, são necessários alguns pré-requisitos, destacando-se o estabelecimento de condições ideais do pré-tratamento (hidrólise da fração hemicelulósica e celulósica) da biomassa, etapa de fundamental importância, bem como as condições ideais do reator de hidrólise e finalmente um estudo do balanço material e de energia envolvido durante todo o processo. Neste sentido, com esse projeto, pretende-se determinar as melhores condições para o pré-tratamento alcalino do bagaço de cana-de-açúcar e a hidrólise enzimática da celulose. O hidrolisado celulósico, poderá posteriormente, ser utilizado por outros grupos de pesquisa da unidade para a produção de etanol de segunda geração. Além disso, serão realizados os balanços material, de energia e ampliação de escala envolvidos no processo para assim, otimizar o protótipo de uma unidade de hidrólise para produção de hidrolisado celulósico do bagaço de cana-de-açúcar. O presente trabalho será uma inovação no Departamento de Engenharia Química da Escola de Engenharia de Lorena na área de engenharia, para o tratamento das variáveis envolvidas nas etapas propostas, serão utilizados programas estatísticos. Além disso, o projeto propõe uma análise técnico-econômica, usando a ferramenta de simulação Aspen Plus e MATLAB, a qual possibilitará identificar os pontos críticos e propor possíveis alternativas do processo para sua melhoria. Com isso pretende-se que a área de Engenharia da instituição seja fortalecida. Para a realização desse projeto será necessário, dentre outros itens, a aquisição de um reator de bancada de hidrólise de volume 5 L. Com tal aquisição, pretende-se melhorar a infraestrutura do Departamento de Engenharia Química, que é carente na área de Engenharia Química..

O crescente interesse no uso de fontes de energia renováveis em substituição aos tradicionais combustíveis fósseis, tem motivado a busca por tecnologias competitivas para produção de biocombustíveis. Dentre estas tecnologias, encontra-se a produção de biodiesel, um biocombustível automotivo com grande potencial para aplicações em larga escala. Os atuais processos de produção deste biocombustível baseiam-se principalmente na transesterificação de óleos de origem vegetal. Entretanto, o uso de tal matéria prima ainda apresenta alguns obstáculos que necessitam ser superados para uma produção sustentável e em larga escala, tais como a necessidade de extensas áreas agrícolas para o plantio de oleaginosas e longos períodos de cultivo para colheita e processamento. Sendo assim, a busca por fontes alternativas de óleos, não sazonais e que permitam uma obtenção eficiente e com menor custo, representam avanços tecnológicos importantes para a produção competitiva de biodiesel. Uma alternativa ao uso de óleos vegetais, para a produção de biocombustíveis, consiste no emprego de óleos microbianos. A produção microbiana de lipídeos, quando comparada a culturas vegetais, apresenta vantagens como uma elevada produtividade e ausência de sazonalidade. Os óleos microbianos podem ser obtidos por diferentes tipos de microrganismos, capazes de crescer sob condições de cultivo autotróficos, como microalgas e cianobactérias, ou heterotróficos, como a leveduras e fungos filamentosos. A produção de lipídeos por microrganismos heterotróficos apresenta alguns aspectos vantajosos em comparação à produção autotrófica, como a possibilidade do emprego de biorreatores de elevado volume por unidade de superfície e a obtenção de altas concentrações de células e de lipídeos resultante do processo de respiração. Dentro deste contexto, a presente proposta tem por objetivo o desenvolvimento de tecnologias voltadas para a produção de óleos microbianos em cultivos heterotróficos visando sua utilização na produção biodiesel. Para alcançar tal objetivo são previstos neste projeto a realização de estudos visando otimizar a produção de óleos microbianos em condições heterotróficas empregando glicerol, um subproduto da produção de biodiesel, como principal substrato. O projeto prevê, em uma etapa inicial, a seleção de microrganismos produtores de lipídeos, a otimização das condições de cultivo em frascos agitados incluindo estudos de composição do meio de fermentação, condições ambientais e de transferência de oxigênio, e por fim uma etapa de avaliação de produção de lipídeos em biorreatores de bancada, extração e conversão dos mesmos em biodiesel. É importante salientar que o presente projeto busca ainda a inserção de um Jovem Pesquisador, recém contratado como docente pela USP, aos trabalhos que vem sendo desenvolvidos nos grupos de pesquisa do Departamento, além da nucleação de um novo grupo de pesquisa voltado a estudos de aplicações de reatores a processos biotecnológicos, área de interesse para o Departamento de Engenharia Química da Escola de Engenharia de Lorena, um centro de pesquisa emergente..

Atualmente há um crescente interesse por fontes renováveis de energia em substituição aos tradicionais combustíveis fósseis, principalmente no setor automotivo. Com este intuito grandes esforços vêm sendo empregados a fim de se estabelecer tecnologias competitivas para produção de biocombustíveis. Dentre estas tecnologias, a produção de biodiesel destaca-se devido a seu grande potencial de aplicação em larga escala. Os processos de produção deste biocombustível baseiam-se na transformação química de óleos de diferentes origens, para a obtenção de ésteres de ácidos graxos. Tal reação química requer o uso de catalisadores os quais podem ter origem biológica, como enzimas, ou inorgânica, como álcalis e ácidos fortes. Devido a uma séria de vantagens no processo de produção do biodiesel grande importância vem sendo dada a catálise heterogênea, e dentre estes catalisadores especial atenção tem sido voltada aos catalisadores heterogêneos ácidos. Estes catalisadores permitem realizar a conversão de óleos com elevada acidez, como óleos brutos ricos em ácidos graxos assim como óleos residuais e de origem microbiana. Dentro deste contesto, a presente projeto tem como principal objetivo o desenvolvimento de novos catalisadores heterogêneos ácidos baseados em heteropoliácidos e carbetos, como estratégia para a transesterificação e hidroesterificação de lipídeos de alta acidez. Em uma primeira etapa serão sintetizados diferentes catalisadorese testados quanto a sua eficiência na transesterificação de óleos, visando selecionar os catalisadores mais promissores. Em uma segunda etapa os catalisadores selecionados serão caracterizados quanto a suas propriedades físicas e química, e utilizados em estudos de otimização de processos de transesterificação e hidroesterificação de óleos de alta acidez. Por fim, a estabilidade do catalisador será testada na realização de reações sucessivas, e uma análise da viabilidade técnica, econômica e ambiental dos processos estabelecidos serão desenvolvidas.