Francisco Rolando Valenzuela Diaz.

Implantação de unidades transformadoras de resíduos para a produção de matérias-primas recicladas e valorização dos catadores

Os metais críticos são detentores de características peculiares, que os tornam essenciais e valiosos para os países que investem em inovação, devido as suas aplicações em produtos de tecnologia. Com isso, faz se necessário obter esses elementos até mesmo de fontes secundárias ou com baixo teor, aproveitando ao máximo os recursos em busca de uma economia circular. Um exemplo de aplicação relevante dos metais críticos está nas tecnologias emergentes, consideradas "verdes", como as fontes alternativas eólica, solar e as baterias de carros elétricos. O processamento das fontes de metais críticos requer também tecnologias modernas, que viabilizem a extração e separação desses metais nas concentrações encontradas e na presença e impurezas. No presente projeto temático serão desenvolvidas rotas de extração de metais críticos em meio aquoso a partir de duas frentes de atuação: resíduos de equipamentos eletroeletrônicos e fontes secundárias industriais. Os focos principais deste trabalho serão os resíduos de diodos emissores de luz (LED), baterias de carros elétricos e híbridos, rejeito do processo Bayer (lama vermelha), rejeito da mineração de zinco, vanádio e estanho, minérios de baixo teor, estéreis das minas e catalisadores industriais. Os estudos que serão desenvolvidos serão focados processamento em meio aquoso composto pelas etapas de cominuição, lixiviação (ácido ou alcalino), purificação, separação (resinas de troca iônica, extração por solventes ou precipitação) e obtenção do produto (metal, ligas ou óxidos). As variáveis serão estudadas em bancada, podendo ser expandida para escala piloto laboratorial. Simulações termodinâmicas serão feitas utilizando os softwares FactSage, HydraMedusa e HSC. (AU)

O uso de argilas como sistemas de liberação controlada de fármacos constitui uma estratégia importante para melhorar a terapia de várias doenças. A isoniazida (INH) é o fármaco mais utilizado no tratamento da tuberculose, doença que persiste nas sociedades atuais, e cujo tratamento é tóxico e agressivo. A intercalação de isoniazida à argila leva à formação do composto argila/INH, constituindo um sistema de liberação controlada que pode ser utilizado com maior eficiência que o atual modelo de tratamento. O objetivo deste projeto é estudar argilas brasileiras como sistemas de liberação controlada para INH. A partir de 11 amostras nacionais de bentonitas (constituídas basicamente por argilas esmectíticas) (MMT), um caulim (K), uma argila sintética (EST) e mais 03 argilas sódicas (Na+MMT) importadas, compostos argila/INH serão obtidos, caracterizados e analisados quanto aos seus perfis de liberação controlada. As argilas brasileiras serão avaliadas na forma natural, purificada e sodificada. A purificação é necessária para alcançar propriedades farmacêuticas. O processo de obtenção dos compostos argila/INH será desenvolvido com auxílio de isotermas de adsorção. Os perfis de liberação controlada dos compostos serão estudados com auxílio da espectrofotometria na região do UV-visível. Os resultados serão avaliados considerando a estrutura das argilas naturais, purificadas e sodificadas, e como a INH se intercala a essas estruturas. Caracterizações das argilas e de seus compostos usando difratometria de raios X (DRX) mais a técnica Rietveld e espectrofotometria na região do infravermelho (IV) com quantificação serão amplamente utilizadas para auxiliar na compreensão das propriedades de argilas e de suas respectivas influências no processo de obtenção dos compostos e na liberação de INH a partir dos compostos argila/INH. Propriedades físicas e químicas serão avaliadas por capacidade de inchamento, capacidade de troca catiônica (CTC), viscosidades plástica (VP) e aparente (VA), área superficial específica, composição química via fluorescência de raios X (FRX) e outras. Atividades antimicrobianas dos compostos argila/INH serão avaliadas utilizando o método da Concentração Mínima Inibitória (CMI). Os resultados descreverão a performance das argilas brasileiras em compostos que poderão ser utilizados como sistemas de liberação controlada de isoniazida para o tratamento da tuberculose.

Atualmente, os processos de produção baseados no desenvolvimento sustentável e de baixo uso de carbono vem ampliando o interesse por materiais compósitos poliméricos ambientalmente mais amigáveis. Para estes compósitos a origem natural das cargas de reforço é um dos fatores determinantes da sua escolha. O uso de micro e nanocargas extraídas a partir de resíduos da atividade mineral e do agronegócio para o desenvolvimento de materiais compósitos poliméricos ambientalmente amigáveis vem despertando grande interesse, tanto da academia como dos setores produtivos. Ao mesmo tempo, a atenção do mundo globalizado com a destinação final do produto após a sua vida útil e a aplicação dos ?3 Rs? da sustentabilidade (Reduzir, Reutilizar e Reciclar) tem impulsionado a pesquisa e o desenvolvimento de materiais mais amigáveis ambientalmente. Neste contexto, o Brasil ocupa uma posição privilegiada em relação a outros países, devido a abundância e diversidade de matérias-primas de fontes naturais e resíduos das atividades mineral e do agronegócio, disponíveis para a produção de materiais ambientalmente amigáveis. Neste projeto, diversas micro e nanocargas serão obtidas a partir de resíduos das atividades mineral e do agronegócio e modificadas como uma medida para garantir a sua dispersão homogênea na matriz polimérica. As modificações serão realizadas através da funcionalização por enxertia ou redução química, ambas induzidas por radiação ionizante. As micro e nanocargas modificadas serão incorporadas em matrizes poliméricas convencionais e biodegradáveis, por meio das técnicas de mistura em solução e de mistura mecânica no estado fundido. Serão desenvolvidos materiais compósitos ambientalmente amigáveis para aplicação nos segmentos de embalagem inteligente, indústria automotiva, construção civil, biomateriais e materiais condutivos.

Desenvolvimentismo de processos ecologicamente amigáveis de obtenção de argilas para uso no descoramento de óleos.

Projeto Temático. Coordenador Prof. Dr. Jorge Alberto Soares Tenório. PQI/EPUSP

International Atomic Energy Agency. Coordenadora: Prof. Dra. Esperidiana Moura

As argilas são matérias-primas naturais e abundantes que podem ser utilizadas em diversos campos tais como cerâmica, adsorção de poluentes e catálise. Em particular, as argilas esmectíticas estão atraindo a atenção crescente da comunidade científica, dado que podem ser usadas como hospedeiras na preparação de nanocompósitos contendo argilas. Essas argilas possuem alta capacidade de inchamento e de sorção. Graças a essas propriedades elas podem ser impregnadas com nanopartículas metálicas nos espaços interlamelares dos argilominerais1. Nanopartículas de pequenas dimensões ou de variadas morfologias podem ser intercaladas. Assim, a exploração das propriedades dos argilominerais para desenvolver materiais compósitos argila/metal pode resultar em um novo conceito de materiais nanoestruturados com aplicações em catálise, eletrocatálise, embalagens, sensores, óptica, entre outras. Esses nanocompósitos podem apresentar novas propriedades físico-químicas e vir a ter aplicações industriais2.
O objetivo do presente projeto é sintetizar nanopartículas metálicas (Au, Ag, Pt, Pd) com dimensões e morfologia controladas em argila esmectítica brasileira (bentonita Chocolate da Paraíba) por radiolisis. O processo de nucleação/crescimento das nanopartículas nos espaços interlamelares dos argilominerais será estudado, assim como as propriedades físico-químicas dos nanocompósitos obtidos. Estes novos materiais poderão vir a ter aplicação futura em catalise, eletrocatalise (células a combustível), embalagens e nos campos de sensores e óptica, entre outros.

Atualmente observa-se um amplo crescimento no desenvolvimento de compósitos de polímeros com fibras naturais e de nanocompósitos poliméricos contendo como nanocargas argilas. Também há um amplo desenvolvimento de produtos poliméricos com propriedades melhoradas por meio de radiação ionozante. Isto se deve ao crescente interesse da sociedade pelo uso de produtos ?ecologicamente corretos?, à necessidade premente da indústria por redução do custo de produção e de produtos com propriedades termo-mecânicas e de barrera melhoradas, que tenham baixo custo, em muitos casos estereis, e que possam competir com os materiais tradicionais. Em relação ao Brasil, o desenvolvimento de novos compósitos poliméricos com fibras naturais é de grande importância tanto do ponto de vista econômico como ambiental e social, em razão da enorme variedade de plantas da biodiversidade brasileira, à grande extensão territorial cultivável do país e o volume de resíduos gerados pela agroindústria da fibra vegetal. Sendo que geralmente têm como destino final os aterros sanitários ou são incinerados. Este projeto destina-se ao estudo da melhoria das propriedades termomecânicas e de barrera desses compósitos por meio da aplicação conjunta da incorporação de nanocargas argilosas e de radiação ionizante. A matrizes poliméricas estudadas serão polietileno de alta densidade, poli(hidroxibutirato), quitosana e Ecobras. As fibras estudadas serão de piaçava, de casca de ouriço da castanha do Brasil, de bagaço de cana-de-açúcar e de cinzas de bagaço de cana de açúcar. Como nanocargas serão utilizados dois tipos de bentonitas brasileiras tanto na sua forma natural como após serem submetidas a processos de organofilização. Os materiais de partida e os obtidos vão ser caracterizados por tecnicas termo-mecânicas, morfológicas.

Atualmente, quando as sociedades contemporâneas se voltam para a necessidade de preservação do planeta promovendo a demanda de produtos ecologicamente corretos, as argilas se destacam como produtos naturais versáteis, com uma ampla gama de aplicações que variam desde a milenar área da cerâmica até a moderna área da nanotecnologia passando pelas áreas da construção civil, indústria química, petroquímica, alimentos, medicamentos, preservação do meio ambiente, fármacos e cosméticos. O Brasil é um dos principais fornecedores de argila bruta (bentonitas e caulins) do mundo. Entretanto, para que as propriedades tecnológicas desses materiais sejam melhor aproveitadas em uma ampla diversidade de produtos da indústria comtemporânea, é necessário estabelecer um rigoroso controle de qualidade. Neste projeto, o objetivo é purificar, estudar a reologia, caracterizar mineralogicamente por análise quantitativa, modificar e investigar outras características de 20 argilas brasileiras, geralmente comercializadas na forma bruta, para transformá-las em produtos de alta pureza com rígido controle de qualidade, nas formas hidrofílicas (tanto as que incham como as que não incham em água) e hidrofóbicas (argilas modificadas). Como resultado espera-se obter argilas brasileiras in natura e organofílicas, a partir de bentonitas e caulins, com qualidade e pureza adequadas para uso em fármacos, cosméticos e outros produtos de alto valor agregado.

O objetivo do projeto é efetuar estudos visando o uso de argilas organofílicas e de nanocompósitos argila/material carbonoso no tratamento de resíduos, com foco nos resíduos do pólo Industrial de Camaçarí administrados pela CETREL S.A.

Neste projeto se trabalha para conhecer as fontes de bentonitas disponíveis em Cuba e de caulins no Estado de Amazonas e a obtenção, a partir dessas argilas de argilas organofílicas. Será desenvolvida a metodologia para obtenção de nanomaterial termoplástico, reforçado a partir de argilas organofílicas cubanas e brasileiras com propriedades iniciais adequadas.
Visa o projeto a obtenção de materiais compostos alternativos a partir de distintos tipos de argilas disponíveis ou accessíveis no Estado de Amazonas e em Cuba, para sua aplicação na elaboração de produtos de incidência na solução de problemas sociais, os quais podem ser obtidos a baixo custo e gerarem o menor dano ambiental possível. Isso, por meio da obtenção de materiais nanocompósitos poliméricos a partir de poliestireno reciclado e modificado.
Será realizada a caracterização de argilas tipo bentônicas procedentes de Cuba e argilas de caulim procedentes da cidade de Manaus, Amazonas, Brasil. Se realizara a proposta de processos tecnológicos para cada variante proposta e modelagem do processo para o caso de sistemas com partículas orientadas aleatoriamente. 
No projeto se produzirão variantes de material composto alternativo de matriz termoplástica com propriedades apropriadas para a obtenção de diversidade de peças para aplicações onde se requer aproveitar o espectro de propriedades que acompanha os compósitos em adição a sua resistência mecânica melhorada.

Projeto Tematico Fapesp. Participacao como pesquisador principal. O objetivo principal do projeto e o estudo das propriedades reologicas de materiais compósitos sejam blendas poliméricas (BP) ou nanocompositos de matriz polimérica (PCN) reforçados com argilominerais.

Pesquisar usos para o rejeito argila de refino

Preparação e caracterização de materiais nanostruturados tais como argilas organofílicas, microcapsulas polimero/argila e nanocompósitos argilas esmectíticas/material carbonoso visando o tratamento de água e de sitios contaminados

Estudo da preparação e caracterização de argilas organofílicas e de nanocompósitos argilas/polímeros

Estudo de incorporação de resíduos tais como lodos de ETAs, pó de borracha de pneus usados e rejeitos da fabricação do alumínio a matrizes cerâmicas.

Projeto Temático Fapesp

Projeto Temático Fapesp

Estudo de propriedades reológicas de sistemas tais como caulins e argilas esmectíticas na presença de álcoois e outras substâncias orgânicas

Estudo tecnológico de diversas argilas comuns do Recôncavo Baiano visando seu uso como agregados leves

Estudo tecnológico de 100 amostras de argila comum para Cerâmica Vermelha e 100 amostras de caulins e argilas plásticas para Cerâmica Branca.