Uso da biomimética e teoria construtal como ferramentas para melhor desempenho de uma célula a combustível com membrana trocadora de prótons

O alto índice de emissões gasosas tem impulsionado cada vez mais pesquisas com células a combustível com membrana trocadora de prótons (PEMFC), dispositivo eletroquímico capaz de produzir energia gerando apenas vapor de água como resíduo. Atualmente, entre os desafios que impossibilitam a popularização deste tipo de dispositivo estão o aperfeiçoamento da gestão da água e a diminuição dos índices de crossover de reagentes do ânodo para o cátodo. Este trabalho teve como meta utilizar a biomimética como ferramenta para criar novos designs de canais em placas de distribuição de reagentes, para melhor gestão da água e minimização do crossover do combustível em PEMFCs. Foram realizados experimentos em laboratório utilizando-se protótipos de PEMFC e experimentos computacionais de modelagem fluidodinâmica utilizando software SolidWorks. Pelos resultados constatou-se que a variação sincronizada da profundidade dos canais de fluxo em ambos os lados da placa bipolar possibilita minimizar a queda de pressão dos reagentes, sem a necessidade de aumento da espessura desta mantendo-se a densidade de potência do stack. Verificou-se que placas de distribuição de reagentes parcialmente interdigitadas são uma ferramenta eficaz no controle da umidade da célula durante a operação, evitando o uso de dispositivos periféricos para umidificação, e maior transferência de energia térmica entre placas e reagente. Numa célula a combustível alimentada com etanol sem periféricos para melhor balanço do decréscimo do crossover de etanol e remoção eficiente da água produzida no cátodo, a melhor combinação de placas de distribuição de reagentes foi obtida quando usado no ânodo uma placa com canais de distribuição de reagentes contínuos, e no cátodo uma placa com canais parcialmente interdigitados. Para melhor gestão da água, transferência de energia térmica e crossover em função do design dos canais de distribuição de reagentes nas placas bipolares, neste trabalho, foram propostas placas com canais de distribuição bioinspirados. O uso da biomimética mostrou ser uma abordagem diferenciada em busca da melhora de desempenho de PEMFCs. A biomimética possibilitou a criação de múltiplos subsistemas com características de autossimilaridade dentro de uma mesma estrutura física, e permitiu ampliar a proporção de área ativa do MEA, mantendo-se as mesmas dimensões das placas bipolares, através do uso de canais em fractais. As placas bipolares bioinspiradas propostas, tendo canais com configurações em fractais padronizadas, mostraram através de ensaios simulados serem altamente eficientes na gestão da água e do crossover.The high gas emissions content has driving more attention on proton exchange membrane fuel cells (PEMFC), an electrochemical device that generates energy producing only water vapor as waste. Among the challenges that reduces the use of this type of device are a better water management and the fuel crossover reduction. The aim of this work is the use of biomimetics as a tool to create new flow field plate designs for improving water management and minimizing fuel crossover in a PEMFC. A serie of lab experiments were carried out in a single PEMFC prototype and others computational fluid dynamic using SolidWorks. The results have shown that a synchronized variation in the depth of the flow field channels on both sides of a bipolar plate allows minimize the reagent pressure loss without increasing the plate thickness or decreasing the stack power density. The baffle flow field plates have shown be an effective tool for controlling the cell humidification operated without periphericals or humidifiers devices and for a better transferring thermal energy between the plate and reagent. For a better balance between ethanol crossover and efficient removal of water produced in a direct ethanol proton exchange membrane fuel cell without peripherals, the best flow field plate combination obtained was a continuous channels plate at the anode side, and partially discontinuous channels plate at the cathode. For a better water management, thermal energy transfer management and crossover management in this work, flow field plates with designs bioinspired were investigated. The biomimetic was a strong tool to optimizing the performance of PEMFC. The biomimetic has enabled the creation of numerous similar self-subsystems optimizing the MEA active area by using fractals channels without changing the bipolar plate dimensions. The bipolar plate’s bioinspired having configured channels in fractal standard showed through SolidWorks simulated experiments be highly efficient in controlling water or ethanol crossover in a PEMFC

USO DE FLUIDODINÂMICA COMPUTACIONAL NA ANALISE DE QUEDA DE PRESSÃO EM PLACAS DE CÉLULAS DE COMBUSTÍVEL

Células a combustível com Membrana Trocadora de Prótons (CCMTPs) têm recebido grande atenção nos anos mais recentes pela sua alta eficiência e baixas temperaturas de operação comparativamente com outros tipos de células. A estrutura básica de qualquer tipo de célula a combustível consiste em uma camada de eletrólito em contato com um ânodo e um cátodo, um de cada lado deste. Em uma célula a combustível típica, que utiliza membrana trocadora de prótons, o combustível é injetado continuamente no ânodo da célula. Ocorrerão reações eletroquímicas nos eletrodos produzindo uma diferença de potencial elétrico. Sobre uma superfície catalítica anódica o combustível (hidrogênio puro ou álcool) reage liberando elétrons e íons também chamados de prótons devido a sua única carga positiva. Os elétrons chegam ao cátodo através de um circuito externo, já os prótons passam através do eletrólito sólido, no centro da célula a combustível, e novamente, sob a ação do catalisador na superfície catódica, combinam-se com íons de oxigênio produzindo água, que é expelida em forma de vapor. O objetivo desta pesquisa foi criar designs de canais de fluxo com canais paralelos e canais paralelos interdigitais, ambos caracterizados por fractais. Os dois novos designs de canais não só foram criados como também testados com ferramentas de simulação fluidodinâmica em condições semelhantes ao funcionamento prático de uma célula. Os testes mostraram a repetição do padrão de comportamento fluidodinâmico dos canais primários também nos canais fractais, ampliando assim a área ativa das reações

USO DE FERRAMENTAS FLUIDODINÂMICAS COMPUTACIONAL PARA MODELAR QUEDAS DE PRESSÃO DO HIDROGÊNIO DURANTE O FUNCIONAMENTO DE UMA CELULA DE COMBUSTÍVEL COM MEMBRANA TROCADORA DE PROTONS

Com o aumento elevado de emissões poluidoras, cada vez mais pesquisas estão voltadas ao desenvolvimento de energias renováveis que buscam a emissão zero de poluentes. Com isso as células a combustível com membrana trocadora de prótons, dispositivos eletroquímicos capazes de produzir energia gerando apenas vapor de água como resíduo estão cada vez mais sendo estudadas. A meta deste trabalho foi utilizar a simulação como ferramenta para criar novos designs de canais em placas de distribuição de reagentes, para melhorar o rendimento de uma célula a combustível. Foram realizados experimentos computacionais de modelagem fluidodinâmica utilizando o software SolidWorks e constatou-se que a variação sincronizada da profundidade dos canais em ambos os lados da placa bipolar possibilitou a diminuição da queda de pressão dos reagentes, sem o aumento da espessura da placa. Ainda em relação ao desempenho do dispositivo, mostrou-se eficaz a utilização de canais com descontinuidade, evitando o uso de dispositivos periféricos para umidificação, e ao mesmo tempo gerando uma maior transferência de energia térmica entre placa e reagente. Através de conceitos da biomimética houve ainda a possibilidade da criação de vários outros subsistemas com características similares dentro de uma mesma estrutura física, permitindo otimizar a área ativa do conjunto eletrodo e membrana

USO DE SISTEMA BIOLÓGICO COMO INSPIRAÇÃO NA CONFECÇÃO DE DESIGNS DE CANAIS DE FLUXO EM PLACAS DE DISTRIBUIÇÃO DE REAGENTES DAS CÉLULAS A COMBUSTÍVEL COM MEMBRANA TROCADORA DE PRÓTONS

A maneira como geramos energia tem sido cada vez mais discutida, principalmente no que tange a eficiência e os efeitos causados no planeta. Entre a comunidade científica existe o consenso de que uma nova era energética terá como foco as energias renováveis. Nesta nova era o hidrogênio e as células a combustível, dispositivos eletroquímicos capazes de converter energia química em energia elétrica gerando apenas água como resíduo,  terão um papel fundamental. Sendo assim, o presente trabalho propos um estudo sobre as células a combustível, mais precisamente as placas de distribuição de reagentes, um dos elementos mais importantes e eficazes na melhoria da eficiência de células à combustível com membrana trocadora de prótons (PEMFC). No estudo foram detalhadas as principais caraterísticas técnicas, o funcionamento e aplicação das células a combustível, assim como o estudo da Biomimética enquanto ferramenta para inspiração no desenvolvimento de novos designs de canais de fluxo, sempre com o objetivo de aumentar a área ativa da reação com a mínima queda de pressão dos reagentes. Os testes foram realizados utilizando o software SolidWorks, no qual foram analisados o comportamento fluidodinâmico dos reagentes durante o percurso de entrada e saída dos canais. Os resultados mostraram que muitos canais inspirados em fractais podem maximizar o acesso dos reagentes às áreas ativas da célula, minimizando a resistência ao escoamento fluidodinâmico, possibilitando assim uma distribuição mais uniforme dos combustíveis e aumentado a eficiência da célula a combustível

PROPOSTA PARA ADAPTAÇÃO DE UM DESAGREGADOR VERTICAL EM FUNÇÃO DE PRINCÍPIOS DA NORMA REGULAMENTADORA NR-12

A fabricação de papel, uma das práticas mais antigas desenvolvidas pela humanidade, hoje é norteada por ferramentas tecnológicas aplicadas a toda a indústria global. Entre essas ferramentas está o equipamento Desagregador Vertical, comparado a um grande liquidificador, que serve para desagregar celulose e aparas diversas, misturando-as com água para formar uma poupa. Ao considerar as transformações globais, não apenas no setor de papel, mas em todas as áreas da indústria, as máquinas estão sempre presentes e têm sido causadoras de inúmeros acidentes lesivos à saúde e à integridade física dos trabalhadores. Esses acidentes não apenas causam transtornos sociais bem como jurídicos e econômicos para o setor empresarial, com resultados sempre negativos a toda a sociedade. O objetivo deste trabalho foi promover adaptações relacionadas à NR-12, em um equipamento Desagregador Vertical fabricado pela empresa Bruno Industrial, localizada no Município de Campos Novos, para que se conseguisse atingir um maior padrão de segurança durante a instalação, operação e manutenção do equipamento, tornando, assim, a empresa mais competitiva e gerando resultados positivos dentro da economia da região do Meio-oeste catarinense. Para atingir o objetivo, inicialmente  se efetuou uma revisão bibliográfica sobre os princípios da NR-12 e suas principais abrangências. Posteriormente, foi elaborado um questionário fundamentado nesses princípios para que o grau de adequação do equipamento fosse medido antes da realização de qualquer adequação. Tendo a medida do nível de segurança do equipamento em mãos, foram elaboradas propostas de melhorias por meio da elaboração de um manual de segurança, mediante a realização de várias adaptações estruturais relacionadas ao projeto de segurança e também da elaboração de otimizações relacionadas ao desenho de instalação. Finalmente, após a realização das otimizações, o nível de segurança da máquina foi novamente medido por intermédio da mesma metodologia utilizada inicialmente e se pôde concluir que houve uma melhora muito satisfatória no nível de qualidade e segurança, a qual também acabou gerando conhecimento para agregar valor a outros produtos desenvolvidos dentro da mesma empresa.Palavras-chave: NR-12. Segurança. Desagregador Vertical

RELATÓRIO DE PESQUISA SOBRE VIABILIDADE DE PRESTAÇÃO DE SERVIÇOS TECNOLÓGICOS PELA UNOESC – JOAÇABA NA ÁREA METAL MECÂNICA

Esta pesquisa foi desenvolvida pela necessidade de realização de um levantamento específico sobre prestação de serviços tecnológicos realizados atualmente na região. O procedimento metodológico deste trabalho teve como base principal o levantamento dos dados obtidos por meio de visitas realizadas em empresas de diversos ramos industriais nas cidades de Joaçaba, Luzerna, Herval d’Oeste, Campos Novos e Capinzal. A prestação de serviços tecnológicos consiste em todo tipo de testes, ensaios e serviços, em que, posteriormente, poderão ser desenvolvidos novos produtos ou, também, a garantia de bom funcionamento de produtos já existentes. Com o conhecimento das maiores dificuldades encontradas pelas empresas, foi possível direcionar e estratificar as principais demandas de serviços não supridas na região, uma vez que o desenvolvimento tecnológico é de suma importância nos dias atuais, para que se possa mensurar gastos e ter maior aplicabilidade da matéria-prima a determinado produto, estabelecendo, assim, menor desperdício e maior qualidade na concepção do produto, tendo como resultado final maior produtividade. Pode-se afirmar que pelos dados levantados nesta pesquisa, existem várias carências de serviços tecnológicos oferecidos na região. Entretanto, paradoxalmente, não há viabilidade para um maior investimento em serviços tecnológicos na região, visto que as empresas que se queixam da falta de oferta relacionada a serviços tecnológicos ao mesmo tempo deixam clara a falta de interesse na realização de investimentos em serviços tecnológicos terceirizados para ampliar o nível de qualidade dos seus produtos. Uma realidade preocupante para a região, visto que a concorrência exige que se produza cada vez mais com menos e isso somente é possível com investimentos em qualidade e melhoria de processos.Palavras-chaves: Serviço tecnológico. Ensaios. Qualidade. Produtividade

COMPENSAÇÃO TÉRMICA RELACIONADA A DILATAÇÃO GEOMÉTRICA

Esta pesquisa foi desenvolvida pela necessidade de realização de um levantamento especifico, sobre a compensação térmica relacionada à dilatação geométrica das peças usinadas em tornos convencionais. O procedimento metodológico deste trabalho teve como base principal o levantamento dos dados que se deram através de usinagem de corpos de prova, nos quais o material utilizado foi o aço SAE1045, com medidas pré-determinadas. Os diâmetros utilizados nos corpos de prova tiveram quatro medidas diferentes, sendo padrão somente o comprimento, os diâmetros estudados foram de ᴓ50mm, ᴓ75mm, ᴓ100mm e ᴓ150mm. Através da analise dos resultados destes corpos de prova foi possível determinar se o coeficiente apresentado na tabela, condiz realmente com a compensação da temperatura aplicada. A qualidade na concepção de uma peça esta diretamente ligada às tolerâncias requeridas no projeto, sendo assim de suma importância a circularidade, excentricidade e perpendicularidade da peça, requisitos de qualidade diretamente ligados à compensação geométrica, pois ao efetuar o processo de usinagem em torno convencional, a mesma alcança altas temperaturas alterando sua geometria no momento do resfriamento. Através da pesquisa foi concluído que o coeficiente de dilatação existente nas tabelas é coerente ao levar-se em conta uma peça maciça com comprimento padrão de 20mm, mas existem diferenças de coeficiente quando estudamos peças também com comprimento de 20mm e mesmo diâmetro, mas com o centro vazado

AS CRIPTOMOEDAS COMO VETOR DE DESENVOLVIMENTO ECONÔMICO E TECNOLÓGICO DAS CIDADES LOCALIZADAS NA REGIÃO DO MEIO OESTE CATARINENSE

The advancement of technology present in social, cultural and industrial areas has also arrived in the economic area. As technology seeks solutions to major existing problems, the newest invention for the economic and financial industry is cryptocurrencies. For that, the following research aims to develop a study on how cryptocurrencies can generate a positive development on the economy and technology of Midwestern cities Santa Catarina. For this, the following research first presents a review bibliographical, where through books, articles and texts published by experienced authors, the writers of this article sought to acquire and expand knowledge related to digital coins in order to conceptualize and explain the main topics and cryptocurrency issues. As a subsequent step, there is the development of research, which presents the entire process that was developed and improved throughout of time, covering issues related to the construction and application of the questionnaire interviewees. After the application of the first questionnaire, the dissemination of the knowledge, where through an explanatory video, the authors of this research conveyed to the participants the main concepts involving cryptocurrencies. Having, this time, a greater knowledge about digital currencies, the interviewees were able to answer the same questionnaire again, with this, the authors were able to measure the degree of knowledge acquired through the dissemination of knowledge made. for them. Following this research, the results obtained with the study, being exposed through graphics and images that prove the veracity of the search. The results were discussed in the penultimate part of the article, where it was presented the evolution of knowledge of the inhabitants of the Midwest of Santa Catarina to with the cryptocurrencies. Finally, the conclusion of the work was presented, which proved that the methodologies used in the research are adequate for comparison of the study related to cryptocurrencies.También ha llegado el avance de la tecnología presente en los ámbitos social, cultural e industrial en el área económica. A medida que la tecnología busca soluciones a los principales problemas existentes, el invento más reciente para la industria económica y financiera son las criptomonedas. Para eso, La siguiente investigación tiene como objetivo desarrollar un estudio sobre cómo las criptomonedas pueden generar un desarrollo positivo en la economía y la tecnología de las ciudades del Medio Oeste Santa Catarina. Para ello, la siguiente investigación presenta primero una revisión bibliográfico, donde a través de libros, artículos y textos publicados por autores experimentados, Los escritores de este artículo buscaron adquirir y ampliar conocimientos relacionados con monedas digitales con el fin de conceptualizar y explicar los principales temas y problemas de criptomonedas. Como paso posterior, está el desarrollo de investigación, que presenta todo el proceso que se desarrolló y mejoró a lo largo de de tiempo, cubriendo temas relacionados con la construcción y aplicación del cuestionario entrevistados. Tras la aplicación del primer cuestionario, la difusión del conocimiento, donde a través de un video explicativo, los autores de esta investigación Transmitió a los participantes los principales conceptos relacionados con las criptomonedas. Teniendo, esta vez, un mayor conocimiento sobre las monedas digitales, los entrevistados pudieron contestar el mismo cuestionario nuevamente, con esto, los autores pudieron medir el grado de conocimiento adquirido a través de la difusión del conocimiento realizado. por ellos. Tras esta investigación, los resultados obtenidos con la estudio, siendo expuesto a través de gráficos e imágenes que prueban la veracidad del buscar. Los resultados fueron discutidos en la penúltima parte del artículo, donde fue presentó la evolución del conocimiento de los habitantes del Medio Oeste de Santa Catarina a con las criptomonedas. Finalmente, se presentó la conclusión del trabajo, que demostró que las metodologías utilizadas en la investigación son adecuadas para la comparación del estudio relacionado con las criptomonedas

Evaluation of the effects of ozone therapy in the treatment of intra-abdominal infection in rats

INTRODUCTION: The antibacterial effect of ozone (O3) has been described in the extant literature, but the role of O3 therapy in the treatment of certain types of infection remains controversial. OBJECTIVES: To evaluate the effect of intraperitoneal (i.p.) O3 application in a cecal ligation/puncture rat model on interleukins (IL-6, IL-10) and cytokine-induced neutrophil chemoattractant (CINC)-1 serum levels, acute lung injury and survival rates. METHODS: Four animal groups were used for the study: a) the SHAM group underwent laparotomy; b) the cecal ligation/puncture group underwent cecal ligation/puncture procedures; and c) the CLP+O2 and CLP+O3 groups underwent CLP+ corresponding gas mixture infusions (i.p.) throughout the observation period. IL-6, CINC-1 and IL-10 concentrations were determined by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Acute lung injury was evaluated with the Evans blue dye lung leakage method and by lung histology. P<0.05 was considered significant. RESULTS: CINC-1 was at the lowest level in the SHAM group and was lower for the CLP+O3 group vs. the CLP+O2 group and the cecal ligation/puncture group. IL-10 was lower for the SHAM group vs. the other three groups, which were similar compared to each other. IL-6 was lower for the SHAM group vs. all other groups, was lower for the CLP+O3 or CLP+O2 group vs. the cecal ligation/puncture group, and was similar for the CLP+O3 group vs. the CLP+O2 group. The lung histology score was lower for the SHAM group vs. the other groups. The Evans blue dye result was lower for the CLP+O3 group vs. the CLP+O2 group and the cecal ligation/puncture group but similar to that of the SHAM group. The survival rate for the CLP+O3 group was lower than for the SHAM group and similar to that for the other 2 groups (CLP and CLP+O2). CONCLUSION: Ozone therapy modulated the inflammatory response and acute lung injury in the cecal ligation/puncture infection model in rats, although there was no improvement on survival rates