Redução do custo da produção de biomassa microalgal como matéria prima para biodiesel

Orientador: André Bellin MarianoCoorientador: Thales Ricardo CiprianiMonografia (Bacharelado) - Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Biológicas. Curso de Graduação em Ciências BiológicasResumo : As microalgas têm sido reconhecidas como potenciais produtoras de biomassa para a geração energia, tais como biodiesel, biohidrogênio e bioetanol. Uma das características que as colocam em vantagem em relação às matérias primas convencionalmente utilizadas é a possibilidade do uso de terras não aráveis. Estudos indicam que o teor de óleo pode chegar a 40% do peso seco da microalga, entretanto, o custo de produção da biomassa ainda é elevado, devido aos processos de separação da biomassa, da extração do óleo e da produção do meio de cultivo que pode chegar a 35% dos custos totais. Este estudo teve como objetivo a redução dos custos de produção de biomassa de microalgas utilizando duas metodologias diferentes, a redução da concentração do meio de cultivo sintético em 50% do original e a substituição do meio sintético por dejeto suíno biodigerido em concentração de 2,5%. Para alcançar o objetivo estabelecido foram realizadas duas fases experimentais. A fase 1 ocorreu em laboratório com cultivos em frascos erlenmeyer com volume de 2 L, utilizando meio de cultivo sintético CHU nas concentrações 100% e 50%. Foram utilizadas espécies do gênero Scenedesmus e do gênero Chlorella. A fase 2 foi realizada em fotobiorreatores do tipo airlift com volume de 10 L utilizando meio sintético na concentração de 50% e dejeto suíno biodigerido em concentração de 2,5%. A espécie de microalga utilizada foi a que mostrou mais produtiva na fase 1, a Scenedesmus sp.. Nas duas fases os cultivos tiveram duração de 15 dias e o acompanhamento do crescimento foi realizado diariamente através da quantificação da concentração celular e biomassa produzida. Com o resultado da fase 1, foi possível concluir que é plausível a redução pela metade da concentração do meio sintético CHU, pois ambos cultivos apresentaram produtividade de biomassa semelhante. Na etapa 2, o cultivo com dejeto suíno biodigerido foi mais produtivo em biomassa seca e em óleo, chegando ao rendimento de 43 mg.L-1 .dia-1 de biomassa seca, à medida que o cultivo em meio sintético chegou a 38 mg.L-1 .dia-1 . Da mesma maneira, o cultivo em dejeto suíno produziu 6,8 mg.L-1 .dia-1 de óleo enquanto o cultivo em meio sintético chegou a 4,6 mg.L-1 .dia-1 . Com base nos resultados obtidos, é possível destacar a viabilidade da redução dos custos de produção do meio de cultivo, passando de R$0,023 para R$ 0,011 na confecção de um litro de meio sintético, contudo, a substituição por dejeto suíno biodigerido se mostrou economicamente ainda mais vantajoso, chegando ao valor de R$ 0,001, com produtividade de óleo cerca de 1,5 vezes superior

Ensino na Engenharia: desafios na formação do profissional cidadão

A necessidade de compreender os mecanismos envolvidos na aprendizagem nos cursos de engenharia direciona ao desenvolvimento de ações para a solução dos desafios na área. Assim sendo, alunos e professor do Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais da disciplina de Métodos de Ensino Inovadores para Engenharia propõem a utilização de atividades relacionadas ao uso de Recursos Educacionais Abertos (REA) como ferramenta para o ensino em nível superior. Neste trabalho foram realizadas análises quantitativas dos trabalhos apresentados em cada área temática do XLVI Congresso Brasileiro de Educação em Engenharia (COBENG 2017). Após definir a área com maior número de trabalhos publicados, analisou-se a frequência do aparecimento de cada uma das palavras-chave consideradas pertinentes: ensino, metodologia, didática, comunicação e inovação/inovador. Os resultados obtidos demonstraram um destaque em trabalhos relacionados à Métodos e Meios de Ensino / Aprendizagem de Engenharia e de Tecnologia com um total de publicações de trabalhos 100% maior em relação às outras categorias somadas. Percebe-se, portanto, o grande interesse dos participantes do evento de Educação em Engenharia em relação aos Métodos e Meios de Ensino / Aprendizagem. Desta maneira, discussões foram realizadas para possíveis contribuições na compreensão dos fatores que tangem o ensino de engenharia no Brasil. O conteúdo dessa discussão está presente em um Recurso Educacional Aberto produzido que será depositado no Repositório da Universidade Federal do Paraná

Como aumentar a qualidade de ensino em engenharia sem os investimentos adequados?

A área da engenharia é um eixo que sempre contribui para a inovação e o avanço tecnológico como um todo da humanidade, com o objetivo de melhorar/otimizar processos, materializando a pesquisa e a ciência fornecendo um maior bem-estar a população. O ramo da engenharia tem papel fundamental no desenvolvimento econômico de um país. Levando em consideração a importância da engenharia e seu papel fundamental no desenvolvimento da sociedade, faz-se necessário sempre avaliar e repensar a formação que as universidades então fornecendo para os futuros engenheiros, principalmente nas últimas décadas em que o conhecimento se dissipa fácil e rapidamente com novas teorias sendo lançadas no mundo e influenciando a forma de vida da sociedade constantemente. Vários encontros científico-acadêmicos acontecem com o intuito de inovar, assim como grandes empresas de engenharia buscam por inovações, portanto, será que o ensino de engenharia nas universidades também está acompanhando as novas tendências de mercado? Nesse aspecto, sabe-se da falta de investimentos financeiros e recursos para melhorar o ensino em engenharia nas universidades públicas brasileiras. Com isso, neste trabalho, serão abordadas formas de ensino-aprendizagem, com foco nas metodologias ativas de aprendizagem, as quais não necessitam de grandes investimentos financeiros e são capazes de proporcionar um ensino de qualidade aos estudantes de engenharia. Os dados encontrados na literatura e as discussões deste tema realizadas na disciplina de Métodos de Ensino Inovadores em Engenharia (PIPE) são apresentados na forma de Recursos Educacionais Abertos depositados no repositório da Universidade Federal do Paraná

Fabrication and characterization of low cost ceramic membranes for microfiltration of Acutodesmus obliquus using modified clays

Tubular ceramic microfiltration membranes were prepared by extruding thermally treated clay (TC) andraw clay (NC) mixtures in different fractions with the addition of cationic manioc starch. Previous studieshave verified that membranes containing TC possess higher hydraulic permeability and permeate flowvalues than those containing only NC for application in crossflow filtration. However, TC membraneshad a low mechanical strength. Therefore, this study aimed to increase the mechanical strength withoutadversely affecting their permeate flow and hydraulic permeability. The physical, mineralogical, andmorphological characteristics of the membranes were determined. The membranes were used formicrofiltration of Acutodesmus obliquus microalgae with applied pressure of 1 bar with a volumetric flowrate of 250 L/h at a temperature of 10 ± 5°C. The efficiency of each ceramic membrane was evaluated interms of the permeate flow for water and microalgae and hydraulic permeability. The mixture of 70% TC,15% starch fractions and sintered at 1150°C exhibited optimal performance in mechanical strength(15.1±0.2 MPa), water permeate flow of 522.4±0.3 Kg·m−2·h−1, microalgae permeate flow of 114.8±0.8Kg·m−2·h−1 and hydraulic permeability of 568.0±0.3 Kg·m−2·h−1·bar.Keywords: membranes, kaolinite, mechanical strength

Uma revisão sobre as principais metodologias de ensino e suas diferenças

Em contrapartida à forma tradicional de ensino, onde os alunos aprendem de forma passiva e agem de maneira individualista ou competitiva, existem as metodologias inovadoras de ensino. Tais metodologias podem gerar ganhos cognitivos superiores aos alunos quando comparadas as técnicas tradicionais e até desenvolver suas habilidades sociais dependendo do caso e da sua forma de aplicação. Nesse contexto, este trabalho avaliou as principais características, de acordo com a ferramenta “5W2H”, das seguintes metodologias inovadoras de ensino: Project-based learning, Problem-based Learning, Discovery Learning, Inquiry Learning, Case-based Learning, Just-in-Time Teaching, Colaborative Learning, Cooperative Learning e Project-led Education. Através das informações obtidas, realizou-se uma análise comparativa entre estes diferentes métodos, de modo que interessados no assunto podem utilizar esta análise para conhecer os aspectos mais importantes de cada técnica, ou ainda, como uma ferramenta de escolha entre as diferentes metodologias

Extensão Tecnológica Inovadora para o combate ao COVID-19 através da Iniciativa Startup Experience da UFPR

A metodologia interdisciplinar Iniciativa Startup Experience, desenvolvida no Projeto de Extensão Ciência para Todos, consiste na aplicação dos conceitos de ensino de aprendizado baseado em problemas e/ou projetos e focados para o desenvolvimento da inovação e empreendedorismo com alunos do ensino médio, graduação e pós-graduação relacionando-se com o setor produtivo e ecossistema de inovação local (município e estado). Desta forma, a equipe do projeto focou seus esforços na criação de soluções práticas para combate da pandemia COVID-19 através do uso de ferramentas digitais para o controle e monitoramento do acesso aos espaços de estudo ou trabalho. O produto final foi disponibilizado para a sociedade através de vídeo tutorial que permite o uso da solução através de ferramentas digitais gratuitas. Além disso, foram desenvolvidas: i) solução semi-automatizada a partir de VBA (Visual Basic for Applications) e ii) aplicativo para celulares. Alunos dos cursos de Farmácia, Engenharia Elétrica e Engenharia Química integraram uma nova startup denominada “CHECK Acesso Fácil”. Esse sistema está em teste no Hospital Veterinário da UFPR para fazer a gestão de todos os médicos veterinários residentes e demais funcionários. Desta forma, através deste trabalho interdisciplinar a partir da Metodologia Startup Experience, foi possível realizar a capacitação de alunos universitários com as competências de gestão de projeto, soft skills, inovação, empreendedorismo, interdisciplinaridade e extensão tecnológica inovadora com a criação de uma solução que permite, através do monitoramento de acessos, o controle da saúde de equipes de trabalho em empresas e, até mesmo, alunos e professores em universidades e escolas

Ciência para todos : um novo conceito de extensão promovendo a popularização da ciência e tecnologia através de projetos ambientais Iot e energias renováveis

As novas demandas sociais e de mercado necessitam de flexibilidade, influenciando diretamente na formação do aluno que precisa adaptar-se aos desafios. Neste contexto, considera-se que a sociedade requer cada vez mais profissionais altamente qualificados e capazes de tomar iniciativas para criação de soluções, ou seja, indivíduos que buscam estratégias para resolução de problemas sociais, econômicos e ambientais com efetividade. Assim sendo, o projeto Ciência Para Todos, desenvolvido no Núcleo de Pesquisa e Desenvolvimento de Energia Autossustentável (NPDEAS) da Universidade Federal do Paraná (UFPR), realiza a integração da comunidade e aprimora a formação profissional dos alunos de graduação e pós-graduação através de visitas de escolas da rede pública. Desta maneira, o trabalho apresenta a dinâmica estabelecida no projeto de extensão (que poderá ser utilizada em outros espaços no meio acadêmico) e a influência das atividades realizadas no NPDEAS na concepção dos alunos das escolas sobre a ciênciaFil: Dario, Priscila Paola. Universidad Federal de Paraná (Brasil)Fil: Sugai, Daniela Yumi. Universidad Federal de Paraná (Brasil)Fil: Muñoz, Matias Nicolas. Universidad Federal de Paraná (Brasil)Fil: Martinez, Leonardo Cavalheiro. Universidad Federal de Paraná (Brasil)Fil: Taher, Dhyogo Miléo. Universidad Federal de Paraná (Brasil)Fil: Alcantara, Manoel Massatoshy. Universidad Federal de Paraná (Brasil)Fil: De Lara Filho, Mauro Obladen. Universidad Federal de Paraná (Brasil)Fil: Felisbino, Caio Filus. Universidad Federal de Paraná (Brasil)Fil: Julio, Alexia Christinny. Universidad Federal de Paraná (Brasil)Fil: Vargas, José Viriato Coelho. Universidad Federal de Paraná (Brasil)Fil: Mariano, André Bellin. Universidad Federal de Paraná (Brasil

Efeitos do estresse sobre componentes alternativos da cadeia respiratória e na transiçao de permeabilidade em mitocôndrias de tubérculos de batata e caracterizaçao de mitocôndrias de Araucaria angustifolia

Orientadora : Eva Gunilla Skare CarnieriTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciencias Biológicas, Programa de Pós-Graduaçao em Bioquímica. Defesa: Curitiba, 2005Inclui bibliografia e anexosMitocôndrias de tubérculos de batata tratados pelo frio foram isoladas com o intuito de comparar os efeitos deste estresse com mitocôndrias de tubérculos não tratados. Este tratamento aumentou a sensibilidade da NADH desidrogenase externa - localizada na face externa da membrana mitocondrial interna - ao mersalil, mas não alterou os efeitos estimulatórios provocados pelo Ca2+. Não foram observados efeitos do mersalil, diamida ou Ca2+ sobre o consumo de O2 quando o substrato era o succinato. A diamida inibiu a oxidação de NADH e succinato em mitocôndrias de batata somente na presença de cianeto, indicando a ação sobre a oxidase alternativa (AOX). Houve inibição da AOX na presença de Ca2+ durante a oxidação de succinato e NADH, mostrando uma possível regulação da enzima pelo íon. O inchamento mitocondrial induzido por Ca2+ mostrou–se mais evidente após o tratamento dos tubérculos pelo frio. Houve proteção por DTT, EGTA e catalase nas situações de estresse e sem estresse, indicando que grupamentos SH, Ca2+ e espécies reativas de O2 (ERO), estão envolvidos no fenômeno de transição de permeabilidade mitocondrial (TPM) em ambas as situações. O inchamento provocado por Ca2+ e/ou mersalil foi impedido pela presença de SHAM, mesmo em mitocôndrias de tubérculos não estressados, mostrando que o efeito protetor observado não está relacionado com sua capacidade de inibir a AOX e sim, com suas propriedades de quelação aos íons ferro. Neste trabalho também foram isoladas pela primeira vez mitocôndrias de calos de Araucaria angustifolia e assim obtidas mitocôndrias capazes de respirar pela oxidação dos substratos malato / glutamato, NADH e succinato, com alta capacidade fosforilativa, demonstrada pelos controles respiratórios e Dy. Ao contrário das mitocôndrias de batata, mitocôndrias isoladas de calos de Araucaria angustifolia foram capazes de captar Ca2+ de modo sensível ao vermelho de rutênio e dependente do potencial elétrico de membrana e fosfato. Houve também efluxo do ion tanto pelo reverso da via de influxo, pela adição de FCCP, como pela via de efluxo com vermelho de rutênio. Estas mitocôndrias foram capazes de oxidar NADH externamente adicionado na presença de rotenona, e apresentaram um consumo de O2 insensível ao cianeto e sensível ao SHAM, indicando a presença de NADH desidrogenase externa e AOX, respectivamente. Além disso as mitocôndrias foram desacopladas pela presença de ácido graxo e ausência de BSA, sugerindo a presença de proteína desacopladora de plantas, aqui denominada Araucaria- UCP. O estudo destas mitocôndrias capazes de captar Ca2+ e isoladas de uma gimnosperma encontrada principalmente em regiões frias do sul do Brasil permitirá a comparação com mitocôndrias de angiospermas que apresentem ou não o mecanismo de transporte do íon, bem como aprofundar os conhecimentos em relação a TPM e aos efeitos de estresse pelo frioMitochondria were isolated from potato tubers exposed to cold temperature in order to compare the effects of this stress with unstressed tuber mitochondria. Cold treatment increased the sensitivity of the external NADH dehydrogenase – located on the external face of the internal membrane – to mersalyl, but did not alter the stimulatory effects caused by Ca²+. There were no effects caused by mersalyl, diamide or Ca²+ on the oxygen consumption when the substrate was succinate. Diamide inhibited the oxidation of NADH and of succinate in potato mitochondria only when in the presence of cyanide, indicating an action on the alternative oxidase (AOX). The results showed that Ca²+ presented an inhibitory effect on the AOX pathway when mitochondria were energized with NADH or succinate, indicating a possible regulation of the enzyme by this ion. The mitochondrial swelling induced by Ca²+ was more evident after cold treatment of the tubers. In stressed and unstressed conditions there was protection from swelling by DTT, EGTA and catalase.This shows that thiol reagents, Ca²+ and reactive oxygen species (ROS) are involved in mitochondrial permeability transition (MPT) under both conditions. Swelling by Ca²+ and/or mersalyl was delayed when in the presence of SHAM even in mitochondria from unstressed tubers, which shows that its protective effect is unrelated to its capacity of inhibiting AOX and probably related to iron quelation. Mitochondria were also isolated for the first time from callus of Araucaria angustifolia. The mitochondria obtained were able to oxidize malate/glutamate, NADH and succinate as respiratory substrates and able to sustain a high transmembrane electrical potential. Unlike potato mitochondria, those isolated from callus of A. angustifolia were able to take up Ca²+ supported by substrate oxidation, sensitive to ruthenium red and dependent on membrane potential and phosphate. Efflux of Ca²+ by the reversal of the influx pahway occurred by addition of FCCP and by the efflux pathway by addition of ruthenium red. These mitochondria were also able to oxidize externally added NADH in the presence of rotenone, and presented oxygen consumption insensitive to cyanide and sensitive to SHAM indicating the presence of external NADH-dehydrogenase and AOX, respectively. Besides, mitochondria were uncoupled, in the absence of BSA, by the addition of the free fatty acid – oleic acid – thus suggesting the presence of the plant uncoupling mitochondrial protein, hereby denominated Araucaria-UCP. The study of these mitochondria capable of Ca²+ uptake, isolated from a gymnosperm found principally on the highlands of southern Brazil, will allow the comparison with mitochondria from angiosperms presenting or not the Ca²+ transporting mechanism. It will also increase our knowledge regarding MPT and the effects relative to cold stress