https://hdl.handle.net/1884/76243 2026-04-25T12:16:42Z 2026-04-25T12:16:42Z https://hdl.handle.net/1884/95692 2026-04-10T13:59:57Z 2025-01-01T00:00:00Z

Síntese, caracterização, atividade antimicrobiana e fotodegradação da testosterona pelos óxidos TiO2 e Ag/TiO2 Resumo: Materiais fotoativados pela luz emergem como uma alternativa promissora no processo de remoção de poluentes emergentes. A fotodegradação da testosterona utilizando o Ag/TiO2 representa um campo de pesquisa relativamente novo, com número limitado de estudos, sendo promissor na busca por novas estratégias para identificar e desenvolver a futura geração de fármacos para controlar infecções bacterianas. Neste estudo, sintetizou-se catalisadores a base de prata (Ag) (2% e 10% m/m%) suportados em dióxido de titânio (TiO2), via impregnação por excesso de solvente (2AgT/I e 10AgT/I), sol gel modificada utilizando a tapioca como gelificante (2AgT/V e 10AgT/V) e sol gel (2AgT/SG e 10AgT/SG). Buscou-se então, caracterizá-los e avaliá-los quanto a inativação bacteriana e na degradação da testosterona via fotólise e fotocatálise heterogênea. Os catalisadores Ag/TiO2 caracterizados por espectros na região do infravermelho apresentaram bandas características de titânio, vibração assimétrica do Ti–Ag–O e ligação Ag-TiO2, confirmando a deposição da prata sob o suporte. A Difração de raios X identificou para os catalisadores impregnados poucos picos representando fases cristalinas desorganizadas. Enquanto, os catalisadores AgT/V tiveram picos característicos de Ag metálica e anatase e os AgT/SG apresentaram picos anatase, representando fases cristalinas organizadas. Observa-se a partir da Calorimetria Exploratória Diferencial picos endotérmicos menores para os catalisadores AgT/SG, indicando ponto de fusão baixos. Nota-se, através da Análise Termogravimétrica, uma perda mínima de massa para os catalisadores. Assim, a Microscopia Eletrônica de Varredura identificou morfologias aglomeradas e irregulares a medida que a Ag era adicionada para os catalisadores AgT/I e AgT/V. Por outro lado, os catalisadores AgT/SG tiveram aspecto denso. Na determinação de fisissorção de N2 verificou-se que o aumento da Ag diminui a área específica dos catalisadores AgT/I e AgT/V e o efeito inverso ocorre para o AgT/SG. O band gap dos catalisadores mesosporosos diminuiu em relação ao TiO2. O método sol-gel destaca-se das outras vias de síntese, pois apresenta maior área especifica e volume de poros. Os catalisadores 10AgT/I, AgT/V e o 10AgT/SG tiveram ações bactericidas contra Escherichia coli sugerindo um efeito antimicrobiano intrínseco a concentração de Ag. A fotoativação dos catalisadores AgT/I, AgT/V e AgT/SG sob luz negra resultaram em uma significativa inativação bacteriana contra Escherichia coli (NEWP0022) e Staphylococcus aureus (NEWP0023). A produção de espécies reativas de oxigênio, comprovada no teste de detecção, foi induzida pela radiação ultravioleta e em conjunto com a ação antimicrobiana intrínseca da Ag. Esses resultados demonstram o potencial dos catalisadores AgT/I, AgT/V e AgT/SG para o desenvolvimento de revestimentos antimicrobianos para superfícies, contribuindo para a prevenção e controle de infecções em diversos ambientes. A eficiência do processo de fotólise (82%) foi similar à da fotocatálise heterogênea utilizando o catalisador 2AgT/SG (79,9%), na fotodegradação da testosterona. Os catalisadores AgT/SG e 10AgT/V apresentaram maior atividade fotocatalítica na fotodegradação da testosterona, com degradação maior que 72% (2AgT/SG>T/SG>10AgT/V>10AgT/SG). Esses catalisadores podem encontrar aplicações em diversos processos de tratamento de água, como a remoção de desreguladores endócrinos. A criação destes materiais fotocatalíticos são essenciais para o desenvolvimento de tecnologias mais eficientes e sustentáveis para o tratamento de água; Abstract: Light-activated materials are emerging as a promising alternative in the process of removing emerging pollutants. The photodegradation of testosterone using Ag/TiO2 represents a relatively new field of research, with a limited number of studies, and is promising in the search for new strategies to identify and develop the future generation of drugs to control bacterial infections. In this study, silver (Ag) catalysts (2% and 10% m/m%) supported on titanium dioxide (TiO2) were synthesized via excess solvent impregnation (2AgT/I and 10AgT/I), modified sol gel using tapioca as a gelling agent (2AgT/V and 10AgT/V) and sol-gel (2AgT/SG and 10AgT/SG). The aim was to characterize and evaluate them in terms of bacterial inactivation and testosterone degradation via photolysis and heterogeneous photocatalysis. The Ag/TiO2 catalysts characterized by spectra in the infrared region showed characteristic titanium bands, asymmetric vibration of Ti-Ag-O and Ag-TiO2 bonding, confirming the deposition of silver on the support. X-ray diffraction identified few peaks representing disorganized crystalline phases for the impregnated catalysts. Meanwhile, the AgT/V catalysts had peaks characteristic of metallic Ag and anatase and the AgT/SG catalysts had anatase peaks, representing organized crystalline phases. Differential Scanning Calorimetry shows smaller endothermic peaks for the catalysts. Thermogravimetric analysis showed minimal loss of mass for the catalysts. Scanning Electron Microscopy identified agglomerated and irregular morphologies as Ag was added to the AgT/I and AgT/V catalysts. The AgT/SG catalysts had a dense appearance. When determining N2 physisorption, it was found that increasing Ag decreased the specific area of the AgT/I and AgT/V catalysts and the opposite effect occurred for AgT/SG. The band gap of the mesosporous catalysts decreased in relation to TiO2. The sol-gel method stands out from other synthesis routes because it presents a larger specific area and pore volume. The 10AgT/I, AgT/V and 10AgT/SG catalysts had bactericidal actions against Escherichia coli, suggesting an intrinsic antimicrobial effect of the Ag concentration. The photoactivation of the AgT/I, AgT/V and AgT/SG catalysts under black light resulted in significant bacterial inactivation against Escherichia coli (NEWP0022) and Staphylococcus aureus (NEWP0023). The production of reactive oxygen species, proven in the detection test, was induced by ultraviolet radiation and in conjunction with the intrinsic antimicrobial action of Ag. These results demonstrate the potential of the AgT/I, AgT/V and AgT/SG catalysts for the development of antimicrobial coatings for surfaces, contributing to the prevention and control of infections in various environments. The efficiency of the photolysis process (82%) was similar to that of heterogeneous photocatalysis using the 2AgT/SG catalyst (79.9%) in the photodegradation of testosterone. The AgT/SG and 10AgT/V catalysts showed greater photocatalytic activity in the photodegradation of testosterone, with degradation greater than 72% (2AgT/SG>T/SG>10AgT/V>10AgT/SG). These catalysts can find applications in several water treatment processes, such as the removal of endocrine disruptors. The creation of these photocatalytic materials is essential for the development of more efficient and sustainable technologies for water treatment Orientadora: Profa Dra Leda Maria Saragiotto Colpini; Coorientadora: Profa Dra Margarete Dulce Bagatini; Banca: Leda Maria Saragiotto Colpini (Presidente da Banca), Tânia Forster Carneiro, Dirlei Diedrich Kieling, Cátia Tavares dos Passos Francisco, Giane Gonçalves Lenzi, Margarete Dulce Bagatini; Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor Palotina, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia Ambiental. Defesa : Palotina, 27/02/2025; Inclui referências

2025-01-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/1884/95385 2026-04-07T18:40:18Z 2025-01-01T00:00:00Z

Avaliação do ciclo de vida da produção de ímãs de terras raras de Nd-Fe-B Resumo: Os elementos de terras raras (ETR) são fundamentais para diversas aplicações tecnológicas, desempenhando um papel estratégico na indústria brasileira, especialmente nos setores de energia renovável, eletrônica e mobilidade elétrica. A crescente demanda por esses materiais impulsiona a necessidade de um fornecimento sustentável e eficiente, considerando seus impactos ambientais e econômicos. Sendo amplamente utilizados na fabricação de ímãs permanentes de neodímio-ferro-boro (Nd-Fe-B). No entanto, a produção desses ímãs está associada a impactos ambientais significativos ao longo de sua cadeia produtiva, desde a mineração até a fabricação final. Este estudo tem como objetivo avaliar o ciclo de vida (ACV) dos ímãs de Nd-Fe-B, considerando a realidade brasileira. A metodologia seguiu as diretrizes das normas ISO 14040 e ISO 14044, que estabelecem princípios, requisitos e diretrizes para a ACV. A modelagem foi feita no software Sankey e tratamento dos dados no software SimaPro 9.1, permitindo a quantificação detalhada dos impactos ambientais ao longo da cadeia produtiva dos ímãs de Nd-Fe-B. Além disso, foram utilizados dados do banco EcoInvent e fontes da literatura para aprimorar a representatividade dos processos analisados, garantindo uma abordagem metodológica robusta. Os resultados indicam que a fase da mineração apresenta alto impacto ambiental, devido ao elevado consumo de energia, água e emissões de particulados. A fase de roasting destacou-se como a mais impactante, contribuindo significativamente para a formação de material particulado fino e emissões de gases de efeito estufa. Na fase de produção dos óxidos, a lixiviação e a pré-separação foram as fases mais críticas, com alto consumo de água e uso intensivo de reagentes químicos, como ácido clorídrico, aumentando a eutrofização marinha e a radiação ionizante. Já na fase de fabricação dos ímãs, a usinagem foi identificada como a etapa mais impactante, contribuindo para o aquecimento global, depleção da camada de ozônio e elevado consumo de água. Diante dos impactos observados, este estudo reforça a necessidade de medidas de mitigação, incluindo a implementação de políticas públicas voltadas para a regulação ambiental da mineração de ETRs, incentivos à economia circular e adoção de tecnologias emergentes, como processos hidrometalúrgicos mais eficientes e técnicas avançadas de reciclagem de ímãs. Além disso, investimentos em fontes energéticas renováveis podem reduzir a pegada de carbono da produção desses materiais, incluindo a otimização do consumo de recursos, o reaproveitamento de materiais e o uso de fontes energéticas mais sustentáveis. Além disso, recomenda-se a exploração de tecnologias de reciclagem para reduzir a dependência da extração primária e minimizar os impactos ambientais associados à produção de ímãs de terras raras; Abstract: Rare earth elements (REE) are essential for various technological applications and play a strategic role in Brazilian industry, especially in the renewable energy, electronics and electric mobility sectors. The growing demand for these materials drives the need for a sustainable and efficient supply, considering their environmental and economic impacts. They are widely used in the manufacture of neodymium-ironboron (Nd-Fe-B) permanent magnets. However, the production of these magnets is associated with significant environmental impacts throughout its production chain, from mining to final manufacture. This study aims to evaluate the life cycle (LCA) of Nd-Fe- B magnets, considering the Brazilian reality. The methodology followed the guidelines of ISO 14040 and ISO 14044, which establish principles, requirements and guidelines for LCA. The modeling was carried out using Sankey software and the data was processed using SimaPro 9.1 software, enabling detailed quantification of the environmental impacts along the Nd-Fe-B magnet production chain. In addition, data from the EcoInvent database and literature sources were used to improve the representativeness of the processes analyzed, ensuring a robust methodological approach. The results indicate that the mining phase has a high environmental impact, due to the high consumption of energy, water and particulate emissions. The roasting phase stood out as the most impactful, contributing significantly to the formation of fine particulate matter and greenhouse gas emissions. In the oxide production phase, leaching and pre-separation were the most critical phases, with high water consumption and intensive use of chemical reagents such as hydrochloric acid, increasing marine eutrophication and ionizing radiation. In the magnet manufacturing phase, machining was identified as the most impactful stage, contributing to global warming, depletion of the ozone layer and high water consumption. In view of the impacts observed, this study reinforces the need for mitigation measures, including the implementation of public policies aimed at the environmental regulation REE mining, incentives for the circular economy and the adoption of emerging technologies, such as more efficient hydrometallurgical processes and advanced magnet recycling techniques. In addition, investments in renewable energy sources can reduce the carbon footprint of the production of these materials, including the optimization of resource consumption, the reuse of materials and the use of more sustainable energy sources. In addition, it is recommended that recycling technologies be explored to reduce dependence on primary extraction and minimize the environmental impacts associated with the production of rare earth magnets Orientadora: Profa. Dra. Leda Maria Saragiotto Colpini; Coorientador: Prof. Dr. Giancarlo Alfonso Lovón-Canchumani; Banca: Leda Maria Saragiotto Colpini (Presidente da Banca), Lilian Bechara Elabras Veiga, Marelo Guimarães Araújo, Giancarlo Alfonso Lovon, Canchumani; Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor Palotina, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia Ambiental. Defesa : Palotina, 28/02/2025; Inclui referências

2025-01-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/1884/98607 2026-03-27T11:23:22Z 2025-01-01T00:00:00Z

Pré-tratamento alcalino da biomassa da mamona quantificando celulose e lignina para a produção de biodiesel Resumo: O cultivo de plantas bioenergéticas tem sido incentivado como alternativa à substituição do petróleo, uma fonte de energia não renovável e principal responsável pela intensificação do efeito estufa em nível global. No Brasil, a produção de mamona concentra-se majoritariamente na região Nordeste, representando uma importante fonte de renda para a agricultura familiar. Essa cultura destaca-se por sua resistência à seca, o que contribui para a fixação da mão de obra nessas regiões, promovendo geração de emprego e fornecimento de matéria-prima essencial para o desenvolvimento regional e nacional. Diversos tipos de pré-tratamento vêm sendo utilizados com o objetivo de modificar ou remover a lignina, aumentar a área superficial e reduzir o grau de polimerização e cristalinidade da celulose, de forma a facilitar a digestão enzimática. Entre os agentes utilizados destacam-se a reação de Fenton (com sulfato ferroso heptahidratado – FeSO4·7H2O), o ácido sulfúrico (H2SO4), o peróxido de hidrogênio (H2O2) e o hidróxido de sódio (NaOH). O objetivo deste trabalho foi avaliar o pré-tratamento hidrotérmico alcalino utilizando o hidróxido de sódio (NaOH) na biomassa da mamona, com foco na quantificação dos teores finais de celulose e lignina. Para isso, foi elaborado um arranjo experimental que permitiu avaliar, por meio de Análise de Variância (ANOVA), os efeitos significativos da concentração de NaOH e da temperatura, bem como sua interação, sobre as concentrações finais de celulose e lignina. Os ensaios foram realizados em quadruplicata, possibilitando o cálculo da ANOVA e a comparação entre médias por meio de testes estatísticos. Ao todo, foram necessárias 36 amostras no planejamento experimental para análise das duas variáveis; Abstract: The cultivation of bioenergy crops has been encouraged as an alternative to replace petroleum, a non-renewable energy source and a major contributor to the intensification of the global greenhouse effect. In Brazil, castor bean (Ricinus communis) production is mainly concentrated in the Northeast region, representing an important source of income for family farming. This crop stands out for its drought resistance, which helps retain labor in these regions, promoting employment generation and supplying raw materials essential for both regional and national development. Various types of pretreatments have been employed with the aim of modifying or removing lignin, increasing surface area, and reducing the degree of polymerization and crystallinity of cellulose to facilitate enzymatic hydrolysis. Among the agents used are the Fenton reaction (with ferrous sulfate heptahydrate – FeSO4·7H2O), sulfuric acid (H2SO4), hydrogen peroxide (H2O2), and sodium hydroxide (NaOH). The objective of this study was to evaluate the alkaline hydrothermal pretreatment using sodium hydroxide (NaOH) on castor bean biomass, focusing on quantifying the final levels of cellulose and lignin. To achieve this, an experimental design was developed to assess, through Analysis of Variance (ANOVA), the significant effects of NaOH concentration and temperature, as well as their interaction, on the final concentrations of cellulose and lignin. The experiments were conducted in quadruplicate, allowing for ANOVA calculations and pairwise mean comparisons using statistical tests. A total of 36 samples were required in the experimental design to analyze both variables Orientador: Prof. Dr. Jonathan Dieter; Coorientador: Prof. Dr. Emmanuel Zullo Godinho; Banca: Jonathan Dieter (Presidente da Banca), Francielly Torres dos Santos, Elisandro Pires Frigo, Fernando de Lima Caneppele, Ricardo Marques Barreiros e Emmanuel Zullo Godinho; Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor Palotina, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia Ambiental. Defesa : Curitiba, 30/05/2025; Inclui referências

2025-01-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/1884/101372 2026-03-23T15:26:59Z 2026-01-01T00:00:00Z

Recuperação de compostos fenólicos a partir do resíduo hidrodestilado de alecrim : extração e efeito antitumoral na linhagem de melanoma cutâneo A375 Resumo: Resíduo sólido de hidrodestilação do alecrim, um subproduto da indústria de óleos essenciais, representa uma importante fonte de bioativos fenólicos. No atual cenário em que o câncer permanece entre as principais causas de mortalidade global e que as terapias convencionais ainda apresentam eficácia limitada, a busca por estratégias complementares baseadas em fitoquímicos provenientes de plantas medicinais são intensificadas. Nesse contexto, este estudo investigou o potencial biológico de extratos etanólicos obtidos do resíduo de alecrim pós- hidrodestilação em células de melanoma cutâneo A375. A hidrodestilação apresentou rendimento aproximado de 2 mL/100 g em 30 minutos, e a comparação entre hidrodestilações de 30 minutos e 4 horas revelou que o perfil volátil permanece amplamente estável. A extração assistida por ultrassom, conduzida por meio de um planejamento fatorial 23, demonstrou elevada eficiência na recuperação de compostos fenólicos não voláteis, especialmente nas condições do ensaio 5, em que a temperatura e a concentração de etanol se destacaram como variáveis de maior influência. A análise fenólica mostrou compostos como ácido gálico, ácido p-cumárico e ácido rosmarínico, além da vanilina, que foi preservada devido ao tempo reduzido de tratamento térmico. O extrato apresentou ação pró-oxidante e expressiva atividade citotóxica frente à linhagem de melanoma A375, promovendo redução significativa na viabilidade celular e no potencial transmembranar das mitocôndrias. Efeitos significativos foram observados a partir da concentração de 0,05 mg/mL no ensaio de MTT e a partir da concentração 0,1 mg/mL com os ensaios de fluorescência com DAPI e TMRE. Além disso, os extratos provocaram morte celular em todo o meio de forma significativa no ensaio de migração celular a partir de 0,1 mg/mL, utilizando o ensaio de cicatrização de feridas. O extrato aumentou as espécies reativas de oxigênio (ROS) a partir da concentração de 0,2 mg/mL e diminuiu os níveis dos marcadores antioxidantes PSH e NPSH a partir de concentrações de 0,05 mg/mL, evidenciando o aumento do estresse oxidativo. Em conjunto, os resultados demonstram que o resíduo de alecrim constitui uma fonte promissora de compostos bioativos, reforçando seu potencial para aplicações terapêuticas e contribuindo tanto para a redução dos custos associados ao desenvolvimento de fitoquímicos na oncologia quanto para a valorização sustentável de resíduos; Abstract: Solid residue from rosemary hydrodistillation, a by-product of the essential oil industry, represent an important source of phenolic bioactive compounds. In the current scenario, in which cancer remains among the leading causes of global mortality and conventional therapies still show limited efficacy, the search for complementary strategies based on phytochemicals derived from medicinal plants has intensified. In this context, this study investigated the biological potential of ethanolic extracts obtained from post-hydrodistillation rosemary residues in A375 cutaneous melanoma cells. Hydrodistillation yielded approximately 2 mL/100 g in 30 minutes, and the comparison between 30-minute and 4-hour hydrodistillation processes revealed that the volatile profile remained largely stable. Ultrasound-assisted extraction, conducted using a 23 factorial design, demonstrated high efficiency in the recovery of non- volatile phenolic compounds, particularly under the conditions of assay 5, in which temperature and ethanol concentration stood out as the most influential variables. Phenolic analysis revealed compounds such as gallic acid, p-coumaric acid, and rosmarinic acid, as well as vanillin, which was preserved due to the reduced duration of thermal treatment. The extract exhibited pro- oxidant action and significant cytotoxic activity against the A375 melanoma cell line, promoting a marked reduction in cell viability and in the mitochondrial transmembrane potential. Significant effects were observed from the concentration of 0.05 mg/mL in the MTT assay and from 0.1 mg/mL in the fluorescence assays using DAPI and TMRE. In addition, the extracts induced apoptosis throughout the medium in the cell migration assay at concentrations starting from 0.1 mg/mL, using the wound-healing assay. The extract increased reactive oxygen species (ROS) observed from the concentration of 0.2 mg/mL and decreased the leveis of the antioxidant markers PSH and NPSH from concentrations of 0.05 mg/mL, indicating an increase in oxidative stress. Taken together, the results demonstrate that rosemary residue is a promising source of bioactive compounds, reinforcing its potential for therapeutic applications and contributing both to reducing the costs associated with the development of phytochemicals in oncology and to the sustainable valorization of residues Orientador: Prof. Dr. Joel Gustavo Teleken; Coorientadores: Prof. Dr. João Paulo Bender e Prof. Dr. Guilherme Martinez Mibielli; Banca: Joel Gustavo Teleken (Presidente da Banca), Sérgio Luiz Alves Júnior e Margarete Dulce Bagatini; Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor Palotina, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia Ambiental. Defesa : Palotina, 19/02/2026; Inclui referências; Área de concentração: Engenharia e Tecnologia Ambiental

2026-01-01T00:00:00Z