Ana Karine Furtado de Carvalho.

Projeto de ensino tem como objetivo integrar metodologias ativas e abordagem interdisciplinar no ensino de Química Analítica Ambiental para alunos de Engenharia Ambiental. A proposta surgiu da necessidade de superar práticas laboratoriais ilustrativas e promover uma aprendizagem mais significativa, por meio da experimentação aplicada a problemas ambientais reais. Estudos recentes destacam que ambientes de aprendizagem ativa melhoram significativamente o desempenho acadêmico e reduzem taxas de reprovação. A interdisciplinaridade, especialmente com Estatística e Legislação Ambiental, é apontada como essencial para formar profissionais críticos, capazes de interpretar dados ambientais e propor soluções técnicas alinhadas às normativas vigentes. A iniciativa contempla o desenvolvimento de experimentos, análise estatística de dados, interpretação conforme a legislação ambiental e produção de material didático autoral.

A disciplina LOB1261 Tópicos Especiais em Engenharia Ambiental II foi criada como parte de um projeto colaborativo entre a Escola de Engenharia de Lorena da Universidade de São Paulo (EEL-USP) e a Auren Energia, com o objetivo de preparar estudantes para os desafios e oportunidades do setor de energia renovável no Brasil e no mundo.

Biorrefinaria baseada em microalgas oleaginosas tem sido apontada por diversos estudos e iniciativas industriais como alternativa sustentável na geração de bioenergia e diversos produtos de elevado valor agregado, porém sua ampliação e escalabilidade ainda apresentam diversos gargalos. As principais limitações apontadas estão relacionadas com a colheita das microalgas e a qualidade dos lipídios obtidos para a produção de biodiesel. Neste contexto, o presente projeto tem como objetivo geral contribuir com o desenvolvimento de novas tecnologias que viabilizem asuperação de limitações e dificuldades, favorecendo a implementação em escala industrial de produção de biodiesel a partir de lipídios obtidos de microalgas.

Projeto de extensão com foco no conhecimento do perfil de egressos formados na Escola de Engenharia de Lorena nos 5 primeiros anos de incorporação da FAENQUIL pela USP e tambémno estreitamento de laços entre egressos e a atual comunidade da Escola de Engenharia de Lorena. Este projeto tem como objetivo criar um banco de talentos desses egressos da EEL e também incentivar o cadastramento de formandos na plataforma Alumni USP. Para alcançar tais objetivos, foram utilizadas diferentes abordagens, como a criação de uma planilha contendo dados dos egressos, amanutençao do instagram da plataforma Alumni na EEL-USP e também realização de ações de impacto dentro do ambiente acadêmico, como a elaboração de um stand durante as colações de grau a promoção de um evento com ênfase na trajetória profissional de egressas no dia internacional damulher na engenharia.

É de amplo conhecimento que gordura trans não tem finalidade nutricional e que seu consumo está fortemente ligado ao surgimento de doenças cardiovasculares. Assim órgãos de saúde têm se esforçado para reduzir sua ingestão a um nível seguro. A propagação da gordura trans ocorreu como forma de solucionar problemas de saúde atribuídos ao consumo de gordura saturada. Com isso, óleos vegetais foram parcialmente hidrogenados para gerar gorduras trans industriais, produto pastoso a temperatura ambiente, que poderiam substituir as gorduras saturadas. Com o tempo, descobriu-se que gordura trans era ainda menos saudável que gordura saturada e começaram-se os esforços para removê-la. Em 2019, a Agência Nacional de Vigilância Sanitária, por meio da Resolução da Diretoria Colegiada n° 332 (RDC 332/2019), resolveu definir requisitos para a utilização de gorduras trans industriais em alimentos, o que culminou no objetivo do projeto de investigar a adequação das indústrias de alimentos no Brasil a essa legislação. Para isso, rótulos de óleos refinados e demais alimentos associados à presença de gorduras parcialmente hidrogenadas serão analisados quanto a quantidade de gorduras totais e gorduras trans. Os óleos refinados que não apresentarem teor de gordura trans máximo de 2 g/100 g de gordura total serão classificados como inapropriados. Os demais alimentos também serão investigados, entretanto, somente para gerar informações em relação a RDC 332/2019, pois o prazo para esses produtos é até 2023. Ao final, espera-se obter informações acerca do cumprimento das empresas produtoras de óleos refinados e gerar informações sobre o adiantamento ou não das empresas produtoras de alimentos associados à gordura trans quanto a nova resolução

Processo N.433248/2018: A produção de Single Cell Oils (SCOs) tem recebido importância recentemente por ser uma potencial fonte de energia renovável e compatível com o conceito das biorrefinarias. O termo single cell oil foi cunhado com a intenção de denominar principalmente os triacilgliceróis de microrganismos, similares aos encontrados em óleos e gorduras provenientes de fontes animais e vegetais. Os microrganismos capazes de produzir e acumular mais de 20% de sua biomassa em lipídios são denominados oleaginosos e podem pertencer ao grupo das bactérias, leveduras, fungos e algas. Neste contexto, os fungos filamentosos surgem como um recurso promissor no desenvolvimento de novos produtos sustentáveis, entre os quais os fungos pertencentes ao filo Zigomiceto, contribuem significativamente para esse desenvolvimento e são extensivamente estudados para a aplicação em biorrefinarias, com destaque especial para os fungos do gênero Mucor. Esse gênero, particularmente a espécie Mucor circinelloides, é um potencial produtor da enzima lipase e de biomassa com quantidades significativas de lipídios o que permite sua exploração no processo de produção de biodiesel. Trabalhos realizados no Laboratório de Biocatálise (EEL-USP) identificaram que uma linhagem de Mucor circinelloides URM 4182 de banco de cultura nacional (URM-Universidade Federal de Pernambuco) pode ser classificada como microrganismo oleaginoso fornecendo óleos microbianos com características adequadas para síntese de biodiesel. Estes fungos também são conhecidos por produzirem naturalmente altas concentrações destes ácidos graxos insaturados da família ômega 6 e ômega 3. Além disso, diversas linhagens de M. circinelloides também são descritas na literatura como potenciais produtores de β-caroteno, que têm relevante importância nas indústrias de fármacos e de alimentos. A potencialidade da linhagem Mucor circinelloides URM 4182 para a produção de biomassa oleaginosa foi comprovada em cultivos efetuados em biorreator utilizando glicose como única fonte carbono. Apesar dos resultados satisfatórios obtidos, o custo global do processo é ainda desfavorável, o que torna necessário o desenvolvimento de processos utilizando fontes de carbono de baixo custo. O fungo Mucor circinelloides possui robustez e capacidade de crescimento em diferentes fontes de carbono e em meios contendo alguns compostos inibitórios. Desta forma, o enfoque do presente projeto, será direcionado para produção de biomassa com elevado teor de lipídio por M. circinelloides URM 4182, usando substratos contendo fontes de carbono disponibilizadas em resíduos e subprodutos agroindustriais do processamento da cana-de-açúcar, do leite e da soja. Nesta etapa será também avaliado o efeito dessas fontes na composição glicerídica do óleo microbiano. Tomando por base a metodologia desenvolvida anteriormente, propõe-se o estudo sistemático da produção concomitante de lipídio e β-caroteno por M. circinelloides. Dependendo do perfil de ácido graxo do óleo microbiano, este será empregado na produção de biodiesel por etanólise mediada por catalisadores heterogêneos ou na produção de concentrados de ácidos graxos poli-insaturados (PUFAs) por hidrólise enzimática. A execução do projeto auxiliará no fortalecimento de uma importante linha de pesquisa na Escola de Engenharia de Lorena (EEL), além contribuir para o desenvolvimento de tecnologias nacionais em escala industrial para a manufatura de produto de interesse econômico, ambiental e social. No que se refere ao estado da arte, não há trabalhos nacionais publicados enfocando o conceito de produção de PUFAs, Biodiesel e β-caroteno.

O objetivo geral do projeto foi investigar o acúmulo de lipídios pela linhagem de Mucor circinelloides URM 4182 visando explorar o seu potencial como matéria-prima (Single cell oil) para a coprodução de carotenoides e PUFAs. Um estudo sistemático de produção de biomassa e lipídio microbiano por Mucor circinelloides foi proposta usando meios de cultivos sintéticos contendo diferentes fontes de carbono, tais como açúcares (xilose, lactose), polissacarídeos (amido, dextrina, maltose) e glicerol visando à seleção das fontes adequadas. Foram também avaliadas as alterações da composição dos ácidos graxos dos lipídios produzidos nas diferentes condições testadas, com destaque para os ácidos graxos poli-insaturados que são de grande importância nutracêutica.

O projeto de pesquisa objetiva o reaproveitamento de produtos de altov alor agregado presentes em diferentes resíduos característicos da agroindústria. A biomassa gerada por este setor apresenta potencial como matéria-prima para produção de novos produtos químicos. Objetiva-se aplicar os processos da química verde e o conceito de biorrefinaria, que compreendemos processos através dos quais as matérias-primas renováveis e seus resíduos são transformados em biocombustíveis, compósitos e biocompósitos, bioplásticos, cosméticos, produtos químicos de valor agregado, além de energia e alimentos. Serão avaliados os processos de reaproveitamento de diferentes tipos de resíduos agroindustriais para produção de novos produtos e bioprodutos com potenciais usos em diferentes segmentos da indústria química como, por exemplo, biocombustíveis, biopolímeros, biofertilizantes, tijolos e argamassas, etc. A origem dos resíduos será oriunda de estabelecimentos e indústrias localizadas na cidade de Vassouras e região.

O projeto teve como principal objetivo o desenvolvimento de novos catalisadores heterogêneos ácidos baseados em heteropoliácidos, como estratégia para a transesterificação e hidroesterificação de lipídeos de alta acidez. Em uma primeira etapa foram sintetizados diferentes catalisadores e testados quanto a sua eficiência na transesterificação de óleos, visando selecionar os catalisadores mais promissores. Em uma segunda etapa os catalisadores selecionados foram caracterizados quanto a suas propriedades físicas e química, e utilizados em estudos de otimização de processos de transesterificação e hidroesterificação de óleos de elevada acidez. A estabilidade do catalisador foi testada na realização de reações sucessivas, e uma análise da viabilidade técnica dos processos estabelecidos foi desenvolvida.

O biodiesel é um combustível renovável obtido pela transesterificação de óleos ou gorduras de origem vegetal, animal ou microbiana com álcoois de cadeia curta (metanol ou etanol). No Brasil seu uso está autorizado na proporção de 5%, o que cria um mercado interno de aproximadamente 800 milhões de litros por ano para este combustível, possibilitando uma economia de até US$ 160 milhões por ano com a redução das importações de petróleo. Para 2018, está prevista a utilização de 20% de biodiesel no óleo diesel (B20), aumentando ainda mais a demanda por esse biocombustível. Esse crescimento, entretanto, passa por uma evolução no sistema de produção de forma a torná-lo mais eficiente, ambientalmente favorável a custos competitivos. Estudos têm identificado que o custo das matérias-primas tradicionais perfaz mais do que 70 % do custo global de produção do biodiesel. Além da busca por novas fontes de matéria-prima, no entanto, é fundamental a contribuição de pesquisas visando a otimização do desempenho do processo, considerando-se ainda a busca por rotas mais amigáveis de produção, como a via biotecnológica. Neste contexto, o presente projeto propõe o estudo da produção de biodiesel atuando-se em duas frentes: i) utilizando-se de matérias-primas lipídicas de menor custo, particularmente microbiana como fonte de lipídeos; ii) empregando células íntegras de microrganismo com elevada atividade lipolítica (glicerol éster hidrolase ? E.C. 3.1.1.3) imobilizadas em suportes sólidos adequados. Estas duas frentes, nas quais será empregada a rota etílica, deverão convergir ao final do projeto para o estabelecimento de uma tecnologia de produção biotecnológica tecnicamente viável. Os principais aspectos que serão abordados compreendem, no que se refere ao uso de óleo microbiano como fonte lipídica: a seleção de microrganismos altamente produtores de lipídeos, obtenção e extração do óleo da biomassa microbiana e sua caracterização, e finalmente, a avaliação do óleo extraído como substrato na síntese de biodiesel. No que se refere ao uso de células íntegras imobilizadas, os principais aspectos serão: a seleção de microrganismos altamente produtores de lipase intracelular, a imobilização de células íntegras da linhagem selecionada em suportes adequados e a avaliação do desempenho do sistema imobilizado na síntese de biodiesel, inicialmente empregando como matéria-prima óleos vegetais e, finalmente, lipídeos de fonte microbiana. Esta abordagem permitirá minimizar os efeitos sócio-econômicos e os relacionados ao meio ambiente, por não competir com a cadeia alimentícia das fontes oleaginosas e solo agrícola como fins de cultivo, possibilitando ainda redução do custo de obtenção do produto de interesse, envolvendo um número menor de operações básicas. A proposta insere-se no contexto da busca de processos mais limpos que possam competir do ponto de vista industrial e econômico com os processos clássicos, significando um benefício importante para a produção de combustíveis renováveis. Em síntese, este é um projeto estratégico do setor oleoquímico/energético que pretende contribuir no desenvolvimento de tecnologias que possibilitem a substituição de produtos obtidos tradicionalmente a partir de fontes não renováveis por fontes renováveis. O projeto proposto integra a principal linha de pesquisa do Laboratório de Biocatálise da Escola de Engenharia de Lorena e dá seqüência aos projetos anteriores desenvolvidos. No que se refere ao estado-da-arte, não há trabalhos nacionais publicados sobre a utilização de células integras contendo elevada atividade lipolitica em processos de biotransformação, seja com matérias-primas de origem animal ou vegetal, seja para a produção de biodiesel a partir de lipídeos extraídos de microalgas. Deste modo esta proposta se apresenta como uma proposta inovadora de pesquisa, envolvendo complexidade tecnológica suficiente para inserção de jovens doutores, com relativa experiência em P&D&I e capacitação para atuar em projetos.

O crescimento esperado da demanda de biodiesel no mercado nacional para os próximos anos passa por uma evolução no sistema de produção de forma a torná-lo mais eficiente e ambientalmente favorável. Essa demanda, imprimiu também um caráter muito mais dinâmico ao já disputado mercado energético e alimentício, motivando investimentos consideráveis em ciência e tecnologia. Visando ampliar as rotas de produção de biodiesel, de modo a contribuir para a ampliação da sua produção a curto e médio prazo, o presente projeto teve como objetivo estudar a produção do biodiesel por transesterificação etílica de diferentes matérias-primas lipídicas via catálise heterogênea (óxido metálico de transição suportado sobre óxidos mistos e lipases imobilizadas). Os melhores sistemas (catalisador/ matéria-prima lipídica) serão utilizados para estudo cinético e de reator visando otimização do processo. Será também estudada a purificação e caracterização do produto. Para alcançar o objetivo global as seguintes etapas foram desenvolvidas: i) Obtenção e caracterização de diferentes catalisadores (químicos e bioquímicos) aplicando técnicas e protocolos já estabelecidos, ii) Síntese de biodiesel empregando diferentes matérias primas lipídicas com etanol em meio isento de solventes; iii) Estudo cinético da reação de síntese e avaliaçõ de diferentes configurações de reatores e iv) Purificação e caracterização do produto obtido (biodiesel). Os resultados obtidos foram analisados considerando a viabilidade técnica dos catalisadores testados associada a questões econômica e ambiental. Tais resultados possuem elevado potencial de repercussão técnico-científica, particularmente ligado ao desenvolvimento de tecnologia para obtenção de combustíveis renováveis, empregando a transesterificação via catálise heterogênea. Os experimentos descritos nesta proposta foram realizados nos Departamentos de Engenharia Química da Escola de Engenharia de Lorena e Universidade Estadual de Maringá

Este projeto propôs avaliar a resistência de bactérias ácido láticas, previamente selecionadas, à infecção por bacteriófagos isolados de queijos de Coalho artesanais e industriais e do ambiente de processamento dos mesmos. Foi possível definir cepas resistentes a fagos e com potencial de serem utilizadas na formulção de fermento lático adequado para queijo de Coalho.

O objetivo desta proposta é caracterizar bioquimica e molecularmente bactérias ácido láticas isoladas da microbiota natural do queijo de Coalho, com potencial tecnológico para elaboração de fermento lático adequado para a fabricação deste tipo de queijo, a partir de leite pasteurizado.