Andre Luiz da Silva.

A proposta da rede de pesquisa para o Desenvolvimento Sustentável na Indústria Cerâmica (ReDeSIC) visa promover a colaboração entre universidades, centros de pesquisa e empresas na Região Ibero-Americana para impulsionar o desenvolvimento sustentável no setor cerâmico. Coordenada pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), a iniciativa envolve instituições do Brasil, Argentina, Colômbia, México, Espanha e Portugal, que possuem forte presença na indústria cerâmica e significativa disponibilidade de matérias-primas. Os objetivos principais incluem o estabelecimento de um quadro contínuo de interações científicas e técnicas, a troca de informações e a formação de recursos humanos, além da utilização de resíduos agroindustriais como matérias-primas alternativas e da exploração de oportunidades de reutilização de calor e energia para melhorar a sustentabilidade. A proposta utiliza ferramentas avançadas de análise e modelagem para avaliar e otimizar os processos produtivos, estando alinhada com os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS), com foco na gestão eficiente da água, no uso de energia limpa e renovável, na promoção da inovação e na redução das emissões de gases de efeito estufa. Espera-se melhorar a competitividade internacional da indústria cerâmica, reduzir os impactos ambientais negativos, fortalecer as economias locais, criar empregos e desenvolver capacidades no setor, promovendo capacitação em práticas sustentáveis. Os indicadores de sucesso incluem o número de empresas e instituições participantes, projetos de pesquisa implementados, financiamento adicional obtido, publicações geradas, adoção de práticas sustentáveis e realização de eventos e capacitações.

O presente projeto tem como objetivo otimizar os padrões de compactação da taipa de pilão, uma técnica tradicional de construção, para sua aplicação em comunidades, promovendo edificações sustentáveis e de baixo custo. Em parceria com a FAU USP, a proposta busca padronizar a quantidade ideal de água a ser incorporada à matéria-prima utilizada nas construções de taipa de pilão na comunidade Irmã Alberta, atendida pela FAU, garantindo melhor desempenho técnico e durabilidade das edificações.

O projeto tem como objetivo central o desenvolvimento e construção de um sistema de propulsãohíbrido com topologia série otimizado para o uso de etanol para ser aplicado em veículoscomerciais leves urbanos. Para alcançar esse objetivo geral, objetivos específicos deverão serinicialmente atingidos através do projeto e implementação de componentes a saber: (a) motor detração, (b) gerador utilizando aços magnéticos a serem desenvolvidos no âmbito do projeto, (c)conversores boost interlevead, (d) DC-DC bidirecional e inversor de acionamento, (e) pack debateria com BMS desenvolvido pela equipe, motor a combustão otimizado para etanol operando no ciclo Miller, (f) desenvolvimento do software de gerenciamento do veículo, (g) desenvolvimento de dispositivo integrado com supercapacitor e bateria de estado sólido e (h) Caracterização termodinâmica e química de catalisadores nanométricos de alta performance e desenvolvimento de reatores automotivos para reforma de etanol em hidrogênio, utilizando catalisadores monolíticos de alta eficiência. Esses reatores serão projetados para integração com células a combustível do tipo PEM em sistemas powertrain híbridos ou injeção do H2 na mistura com etanol.

Este projeto visa o desenvolvimento de tecnologias sustentáveis para a construção civil, utilizando resíduos da construção e demolição (RCD) como material base para a técnica de taipa de pilão, eliminando o uso de cimento um dos principais emissores de CO#8322; no mundo. O foco está na criação de formulações inovadoras compostas de RCD, argila, água e ligantes naturais microbianos (PHAs/PHB), inclusive produzidos por cianobactérias fotossintéticas capazes de fixar CO#8322; e convertê-lo em biopolímeros. As formulações atenderão aos requisitos da ABNT NBR 17014, garantindo replicabilidade e padronização.O projeto também explora o potencial das paredes vivas, que integram vegetação em construções para melhorar a regulação térmica, a qualidade do ar e contribuir para o sequestro de CO#8322; da atmosfera. A análise de ciclo de vida (ACV) será aplicada para avaliar os impactos ambientais de todo o processo construtivo, desde a extração de materiais até a execução final, maximizando os benefícios ambientais e comparando com sistemas convencionais.

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.

Este projeto tem como objetivo aprimorar o ensino de uma nova disciplina que será proposta: "Materiais para Aplicações em Energias Limpas e Renováveis", por meio da criação de materiais didáticos e atividades práticas (hands-on). Serão realizados experimentos com painéis solares, turbinas eólicas e células a combustível, visando promover o aprendizado ativo e despertar o interesse dos alunos por tecnologias sustentáveis.

Os resíduos da construção civil têm impacto ambiental e social, poluindo o solo, água e ar. Este projeto propõe o uso desses resíduos na elaboração de formulações para construção com terra por taipa de pilão. As formulações, compostas por resíduo, argila e água, serão desenvolvidas e devem atender a norma NBR 17014 taipa de pilão, requisitos, procedimentos e controle.

O presente projeto visa avaliar a qualidade da areia vendida na cidade de São Paulo, visando avaliar se a mesma atende aos requisitos legais, assim como os possíveis impactos da venda de areais de baixa qualidade na construção civil. O foco serão as areias vendidas em depósitos de materiais de construção, para os consumidores finais, em pequenas quantidades.

Participação no projeto através de Pós-doutorado entre agosto/2022 à fevereiro/2024. E como Professor colaborador a partir de fevereiro/2024. A Construção Civil e o setor agrícola têm potencial para absorver grande quantidade dos rejeitos dos minérios de cobre e níquel (escórias) gerados pela empresa Vale. Soluções tecnológicas que integrem conceitos de economia circular e benefício ao meio ambiente constituem forte vetor de desenvolvimento sustentável. As soluções que utilizam os rejeitos devem ser baseadas em critérios técnicos, de segurança, de produção, logísticos e ambientais, além de desempenho em uso ao longo do ciclo de vida, e de integração com ecossistemas. Este projeto visa propor e desenvolver aplicações ecoeficientes e inovadoras para os rejeitos, que sejam competitivas, econômica e ambientalmente, criando condições para geração de emprego e renda, inclusive na economia local. Serão desenvolvidas aplicações para rejeitos da produção de concentrados de cobre e de ligas ferro-níquel sabendo que são gerados na ordem de milhões de toneladas por ano, sendo descartados em reservatórios de rejeitos. Para tanto, o projeto almeja desenvolver os produtos e soluções em escala pré-piloto industrial, atuando nos seguintes temas: a. Caracterização física, química (incluindo aspectos ambientais e de toxicidade), granulométrica, mineralógica, comportamento térmico e de reatividade dos rejeitos. b. Estudos geoeconômicos relativos às localidades geradoras dos rejeitos, aos principais mercados consumidores de cada uma das aplicações e de cada uma das logísticas necessárias para viabilizar as aplicações em termos das questões de transporte, movimentação, armazenagem e disponibilidade de outras matérias-primas essenciais para cada uma das aplicações tecnológicas. c. Desenvolvimento de aplicações para os rejeitos em diferentes frentes: 1. Materiais e componentes cimentícios ecoeficientes para construção. 2. Obras de infraestrutura de transportes. 3. Agricultura. 4. Soluções inovadoras para mitigação de impactos ambientais relevantes 5. Outros usos. d. Avaliação da necessidade e do potencial de intervenção durante os processos de geração dos rejeitos. e. Modelagem de negócios com potencial para exploração dos rejeitos, incluindo benefícios sociais para as comunidades impactadas.

Carbon dioxide is a product of the operations of the oil and gas sector that tends not to generate profit, but rather complications in the context of the environment, as it promotes an increase in greenhouse gas emissions and represents a fraction of the carbon footprint of the product effectively monetized by companies in the sector. Thus, there is currently a need to develop a noble destination for CO2 within the oil and gas sector, but which is also becoming progressively more important with the pressure for the entire productive sector to reduce and make negative the carbon footprint of its products. In this sense, the electrochemical conversion of CO2 specifically to oxalate is advantageous because it is the product with the greatest power to abate emissions, both in the current scenario of electricity significantly based on fossil fuels, as in a future scenario of purely renewable electricity. Thus, this project aims to produce oxalate from industrial CO2 emissions through a cell-to-cell concept reverse fuel, which is innovative in the literature, added to the fact that current oxalate production techniques, which differ from the one proposed here, involve expensive reagents and multiple separation steps. To achieve the aforementioned global objective, this project intends to develop catalysts that promote the carbon dioxide reduction reaction with adequate kinetics for practical applications, as well as permeselectivity separators/membranes and specific/optimized electrochemical reactors. The project involves a combination of electrochemical and photocatalytic approaches with the aim of producing the desired product with optimized energy efficiency.

Esta solicitação está relacionada ao projeto Shell-ANP-RCGI (Research Center for Gas Innovation CEPID FAPESP) intitulado "Projeto 31 - Produção de moléculas orgânicas a partir de CO2 e H2O por fotocatálise em nano-óxidos" cujo assunto refere-se à síntese e caracterização de nano-óxidos de semicondutores para promover condições ideais para produzir moléculas orgânicas a partir de CO2 e H2O no estado gasoso por reações fotocatalíticas ou fotossíntese artificial - FA. O óxido semicondutor, a composição das interfaces e o tamanho das partículas de nano-óxido desempenham um papel fundamental na criação de condições para a absorção de radiação luminosa e adsorção/reações de moléculas de H2O e CO2 para produzir moléculas orgânicas. A físico-química das interfaces (superfícies e contornos de grãos) de nano-óxidos pode ser controlada por segregação de aditivos, que tem um papel importante na estabilização do tamanho de partícula. No entanto, o bandgap é controlado pela composição do bulk do semicondutor e os níveis intermediários pelas impurezas solúveis, que por sua vez controla a absorção de luz enquanto que a segregação nos contornos de grão muda a condutividade dos portadores de carga entre os grãos e o tempo de recombinação, cujos são responsáveis pelas reações de óxido-redução da água e do CO2. Desta forma, a produção de nanopartículas com o controle da composição das interfaces permitirá que a reação fotocatalítica entre CO2 e H2O seja facilitada para produzir produtos orgânicos por fotossíntese artificial com potencial para uso como combustível ou insumos na indústria.

O projeto propõe a fabricação de moléculas orgânicas pela reação catalítica de fotossíntese sintética utilizando óxidos semicondutores nanométricos como catalizador.

The main difference between nanoparticles and bulk materials is the high fraction of atoms located at the interface region. While this is key for numerous applications, the Gibbs energy is conversely increased by the interface term , such that G = Gamma.A (where Gamma is the interface energy and A is the molar surface area), making the small particles highly unstable and prone to growth to decrease the total energy of the system. Size stabilization is possible when growth is hindered by controlling two main variables: diffusion and interface energy. Therefore, low synthesis temperatures, reduction in the point defects and low interface energy are possible strategies to stabilize nanoparticles. The association of the calorimetric and surface excess data can give a complete and more general view of the segregation process and the consequent energetic modification of oxide nanoparticles. This is key for the development of novel compositions with high stability for applications in agriculture, catalysts for water cleaning, and energy generation. In addition to the scientific goals, this project will bring cultural exchange to benefit UC Davis and USP students and professors by expanding the diversity of thoughts. New breakthroughs are expected by the simple mingle of the diverse team. This project will start a series of discussions and experiments on critical problems regarding nanostability of oxides. Through the exchange of people and ideas, new horizons will be developed for the understanding of nanomaterials. In practical terms, we will seek larger funding opportunities, such as the National Science Foundation World Materials Network, to grow this collaboration in a more solid program..