Linhas de pesquisa

1. Materiais Avançados

Nesta linha de pesquisa, os pesquisadores estão envolvidos no desenvolvimento e caracterização de materiais de baixo impacto ambiental e têm procurado desenvolver trabalhos utilizando resíduos sólidos urbanos (polímeros e materiais orgânicos), diferentes resíduos industriais como da Indústria Papeleira (lignina, celulose e biomassa de papel), Indústria automotiva (madeira, papel/papelão e polímeros).  Essa linha de pesquisa busca desenvolver materiais avançados, por meio de diversos processos e resíduos, para obtenção de nano-compósitos, compósitos envolvendo grafenos, etc.

2. Mecanismos de degradação química, fotoquímica e enzimática de materiais

Essa linha de pesquisa abrange pesquisadores com experiência nos processos redox promovidos por agentes químicos, especialmente metais de transição como ferro e cobre, agentes fotoquímicos como porfirinas e azul de metileno e enzimáticos como as peroxidases. Esses agentes com atividade redox promovem a transformação e degradação de materiais sintéticos e biológicos devido à produção de espécies reativas do tipo radicais livres e espécies eletronicamente excitadas. Um exemplo do mecanismo radicular é a reação de Fenton que requer a participação de peróxidos. Além dos radicais livres, as espécies eletronicamente excitadas são também pró-oxidantes, pois têm caráter de diradical. Porém, para que a espécie eletronicamente excitada tenha poder oxidante efetivo, é necessário que possua tempo de vida suficiente para colidir com a molécula alvo de oxidação antes que sofra decaimento radiativo (emissão de luz) ou não radiativo (emissão de calor). Espécies excitadas e radiculares podem ser geradas por processos químicos e enzimáticos.

3. Energia - Caracterização e processos de conversão energética de biomassa residual

A Linha de pesquisa desenvolve trabalhos relacionados à caracterização físico-química e aos processos que visam o aproveitamento energético de resíduos agroindustriais e urbanos, seja como combustíveis ou vetores energéticos. O grupo estuda processos de natureza bioquímica (digestão anaeróbia), física (densificação e extração), química (transesterificação) e termoquímica (gaseificação, pirólise e combustão) com o intuito de produzir combustíveis, calor e eletricidade.       

4. Valorização ambiental dos resíduos

Os pesquisadores desta linha de pesquisa, trabalham com pesquisas relacionadas ao desenvolvimento e a implementação de metodologias de análise e modos de produção mais limpos e sustentáveis (comumente denominados como “verdes”). Destaca-se a utilização de compostos químicos e sistemas biológicos menos agressivos ao ambiente para monitoramento, avaliação e remediação de danos ambientais, principalmente os de origem antropogênica. O desenvolvimento desses sistemas deve ter como foco, também, o baixo custo dos processos aliado ao uso reduzido de produtos e insumos para o funcionamento dessas novas tecnologias e metodologias, a pequena geração de resíduos não agressivos ou facilmente tratáveis, a baixa demanda energética ou o uso de energia de fontes renováveis e o monitoramento de padrões de qualidade ambiental.

5. Resíduos sólidos e áreas contaminadas

Essa linha de pesquisa visa o desenvolvimento de tecnologias para o tratamento de resíduos sólidos e para a investigação de áreas impactadas devido à disposição inadequada desses resíduos. Destacam-se como focos do grupo: i) contribuir com o controle e a remediação de áreas contaminadas, ii) desenvolver soluções para a caracterização, a classificação e o gerenciamento integrado e adequado dos resíduos sólidos e rejeitos provenientes de diferentes origens, como industriais, urbanos, de serviços de saúde, de construção etc.; iii) projetos de aterros sanitários. Dessa forma, o grupo abrange de maneira integrada e interdisciplinar: Biorremediação, Geotecnia e Hidrogeologia Ambiental.

6. Simulação e modelagem de novos materiais

Essa linha de pesquisa busca utilizar métodos teóricos para o estudo das propriedades estruturais e eletrônicas de nano-compósitos preparados com diferentes resíduos em sua formulação. Os estudos estão focados em formas de manipular as propriedades dos materiais através da inserção de nanoestruturas em uma matriz polimérica. São estudados: (i) propriedades ou comportamentos que nano-compósitos podem vir a apresentar devido à incorporação de resíduos, as quais não seriam observadas em seus materiais constituintes isolados; (ii) variação das propriedades associadas aos diferentes diâmetros, às formas e à dispersão das nanoestruturas; (iii) interação das superfícies da nanoestrutura com o polímero. O método utilizado para a descrição da estrutura baseia-se prioritariamente na Teoria do Funcional da Densidade (DFT) e, quando necessário, em outras metodologias.

7. Energia - gestão e tratamento de resíduos radioativos

Essa linha de trabalho visa valorizar os resíduos gerados pelo setor de energia de origem nuclear. Os objetivos desse grupo estão intimamente ligados aos dos grupos 3, 4 e 5 apresentados acima e tem interfaces com os grupos de materiais para a busca de alternativas de aproveitamento de resíduos radioativos.  Em linhas gerais esse grupo têm como principais focos: a) minimizar os impactos gerados pelo descomissionamento de usinas nucleares, que é a sua desativação planejada de modo a reaproveitar e valorizar os resíduos radioativos e não-radioativos; b) minimizar a geração de rejeitos radioativos  e o tempo de armazenamento em repositórios finais; e c) reciclar o combustível irradiado utilizando entre as alternativas o tório como combustível nuclear. Esses estudos envolvem o sítio das usinas nucleares de Angra 1 e 2, laboratórios e monitores de radiação, laboratórios  de simulação matemática e interação profícua  com os outros grupos desse núcleo.