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Estrutura moderna

Áreas de investigación

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       El PPGEQ/UERJ, a nivel de maestría y doctorado, se enfoca en: Procesos Químicos, Petróleo y Medio Ambiente. En este contexto, esta área engloba una serie de proyectos de investigación asociados al desarrollo de procesos químicos, con especial énfasis para aquellos pertinentes a la cadena productiva del sector de petróleo y gas, siempre en conjunto con aspectos relacionados con la temática ambiental. En la propuesta del área de concentración hay un asunto a destacar: permite la inserción de diferentes corrientes de conocimiento científico, sin restringir las relaciones con áreas afines, ofreciéndoles, al mismo tiempo, sus teorías y prácticas.

La propuesta del área de concentración es una síntesis integradora de las diferentes direcciones de actuación del PPGEQ/UERJ en función de los proyectos de investigación que se han desarrollado.

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Procesos catalíticos

 

Esta línea de investigación aborda los desafíos técnico-científicos asociados al desarrollo de catalizadores y su aplicación a diferentes segmentos de la industria. Además, dada la creciente preocupación por el tema ambiental, ha crecido significativamente el uso de catalizadores como alternativa para controlar las emisiones gaseosas y para desarrollar procesos que generen menos residuos tóxicos. Dentro de este panorama, la línea agrupa proyectos de investigación enfocados en los aspectos fundamentales de la catálisis, para el desarrollo, caracterización y evaluación de catalizadores y procesos catalíticos, además de otros relacionados con el uso de catalizadores en la solución de problemas ambientales. En términos generales, los proyectos que se desarrollan actualmente involucran estudios de catalizadores basados ​​en zeolitas, metales y óxidos, másicos o soportados, aplicados a procesos relacionados con diversos sectores industriales (petróleo, petroquímica, química fina y biocombustibles) y a la valorización de derivados de biomasa. Además, en el ámbito de la catálisis medioambiental, el grupo desarrolla investigaciones con especial énfasis en la fotocatálisis y el control de las emisiones gaseosas vehiculares.

    Proyectos:

• Catálisis ambiental y sus aplicaciones

• Desarrollo y caracterización de catalizadores y otros materiales

• Procesos catalíticos en la industria química

• Procesos catalíticos relacionados con la recuperación de biomasa

 ​

Infraestructura: La línea de investigación cuenta con un grupo de tres laboratorios asociados, con una superficie total de 150 m2:

• Laboratorio de Evaluación y Desarrollo de Procesos Catalíticos (LADPC)

Laboratorio de Cinética y Catálisis (LCC)

• Laboratorio de Catálisis en Petróleo y Medio Ambiente (LCPMA)

Todos los laboratorios están equipados con una infraestructura básica que incluyen elementos convencionales necesarios para la investigación en el área de catálisis, tales como: balanzas analíticas, estufas y muflas, vidriería, campanas con escape de gases, rotaevaporadores, sistemas de vacío en campanas y mesones, purificadores de agua, baños ultrasónicos, centrífugas, medidores de pH, sistemas de agitación con control de temperatura y rotación, congeladores, refrigeradores, hornos para calcinación en atmósfera y temperatura controladas y baños termostáticos.

Además de los instrumentos básicos, los laboratorios cuentan con equipos e instrumentos específicos para la síntesis, caracterización y evaluación de catalizadores en procesos relacionados con diversos sectores industriales (petróleo, petroquímica, química fina y biocombustibles), la valorización de derivados de biomasa, así como en el ámbito de la catálisis ambiental (fotocatálisis y control de emisiones de gases vehiculares), como se detalla a continuación.

• Sistema automatizado de síntesis de materiales con control simultáneo de pH y flujo de reactivos líquidos;

• Espectrómetro de fluorescencia de rayos X (Rigaku, modelo Supermini);

• Difractómetro de rayos X (Rigaku, modelo Miniflex II);

• Analizador termogravimétrico (TGA), diferencial de temperatura (DTA) y calorímetro diferencial de barrido (DSC) (TA Instruments);

• Analizador de área específica y porosidad por fisisorción de N2 (ASAP 2020, Micromeritics);

• Analizador de propiedades de superficie por quimisorción (ASAP 2020C, Micromeritics);

• Espectrómetro infrarrojo de absorción molecular (FTIR) Perkin Elmer, modelo Spectrum 100, con cámara de reacción para medidas por reflectancia difusa (DRIFTS);

• Espectrómetro de absorción molecular infrarroja (NIR-MIR-FT), Perkin Elmer, modelo Frontier, con accesorio para mediciones de reflectancia total atenuada (ATR);

• Unidades multipropósito para la caracterización de catalizadores mediante TPR/TPO/TPD automatizado, Autochem II, Micromeritics, siendo una de ellas acoplada a un espectrómetro de masas;

• Cromatógrafo capilar de gases FID, Varian, modelo CP 3800;

• Cromatógrafo de gases capilar con inyector automático y FID, modelo Agilent 7890;

• Sistemas para pruebas catalíticas en un microrreactor de lecho fijo, a presión atmosférica, acoplado a un cromatógrafo de gases (Varian CP 3800, Varian CP 3900, Agilent 6890);

• Sistema para pruebas catalíticas de alta presión en un reactor de lecho fijo automatizado (PID Eng & Tech) acoplado a un cromatógrafo de gases Micro GC Agilent;

• Sistema de reacción química asistido por microondas (CEM Instruments);

• Reactores de acero inoxidable para ensayos catalíticos en batch, con presión, temperatura y velocidad de agitación controladas, con volúmenes de 50 ml y 250 ml (PARR Instruments, modelo 4843);

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Bioprocesos y tecnología química

La línea de investigación Bioprocesos y Tecnología Química tiene como objetivo el desarrollo de procesos y nuevas tecnologías para la industria de procesos, explorando los fundamentos de los fenómenos desde un punto de vista biotecnológico y químico. La línea contempla la mejora de la calidad y productividad de los bioproductos, a través del conocimiento teórico-práctico de los procesos de fermentación, tecnología enzimática, técnicas de separación, extracción y purificación de biomoléculas, así como el dominio de técnicas de instrumentación analítica y estadística aplicadas a problemas en la industria química y áreas afines.

 

Proyectos:

• Análisis de imágenes digitales e hiperespectrales

• Aplicaciones de la quimiometría en química e ingeniería química

• Biodeterioro del patrimonio cultural

• Procesos de fermentación y catálisis enzimática

• Desarrollo y aplicación de métodos analíticos

• Instrumentación analítica

• Cualificación de equipos y validación de procesos

• Eliminación de sustancias tóxicas mediante adsorbentes inorgánicos y biosorbentes.

 

Infraestructura: Esta línea de investigación comprende seis laboratorios asociados, tres de los cuales están vinculados a la investigación en Bioprocesos y tres a la investigación en Tecnología Química. Los laboratorios de Bioprocesos suman una superficie de 170 m2:

• Laboratorio de bioprocesos

• Laboratorio de tecnología enzimática (LTE)

• Laboratorio de Microbiología y Química Ambiental

 

Estos laboratorios cuentan con una infraestructura que permite la realización de diversos trabajos, tales como procesos de fermentación, tecnologías no convencionales para el tratamiento de aguas residuales, biorremediación, biodegradación, biodeterioro, microbiología ambiental, síntesis de biocombustibles y biolubricantes, síntesis enzimática de poliésteres, despolimerización enzimática, entre otros procesos empleando biocatalizadores.

 

Además de la infraestructura básica, los laboratorios cuentan con los siguientes equipos e instrumentos analíticos:

• Microscopios ópticos con aumento de 1000x (ética)

• Microscopio de fluorescencia (Zeiss, modelo Axioskop)

• Cabinas de flujo laminar

• Estufas de incubación para determinación de DBO

• Horno de incubación de microorganismos con una temperatura de hasta 40 ° C (Nueva Ética)

• Mesas giratorias (agitadores) con agitación orbital y control de temperatura (Tecnal, modelo TE 420)

• Autoclave vertical

• Autoclaves

• Analizador de carbono orgánico total (TOC) (Shimadzu, modelo TOC-VCPN)

• Fermentador de mesa Biostat Aplus (Sartorius)

• Incubadora de DBO por fotoperiodo (nueva ética)

• Estufas incubadoras

• Medidor de oxígeno disuelto (HACH);

• Micro destilador de alcohol (técnico)

• Reactor de ozonización a escala de banco

• Contadores de colonias

• Fermentador de mesa

• Medidor de oxígeno disuelto

• Contadores de colonias

• Tituladores automáticos (Mettler-Toledo, modelo T50), con muestreador automático

• Titulador automático (Mettler-Toledo, modelo L 25)

• Reactores de acero inoxidable, con control de temperatura y presión, volúmenes de 150 mL y 50 mL (Parr Instruments, modelo 4843)

• Cromatógrafos de gases Varian CP 3800 y CP 3380 con muestreador automático

• Sistema de cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC), marca Waters, con detector UV-Vis y detector de índice de refracción

• Sistema de reacción Mettler Toledo EasyMaxTM102 Basic System, con reactores discontinuos con volúmenes de 10 mL, 50 mL, 100 mL

• Sistema de reacción continua con reactores de volumen ajustable del sistema Syrris Asia

• Reactor de DQO, marca Hach

• Espectrofotómetros de absorción molecular UV-VIS, marca Hach, modelo DR/4000

 

En cuanto a las actividades de investigación en Tecnología Química, existen tres laboratorios que suman un área de 90 m2:

• Laboratorio de Espectrometría Atómica y Molecular y Métodos de Separación (LEAMS)

• Laboratorio de Espectrometría Vibracional (LEV)

• Laboratorio de Tecnología Analítica de Procesos (LTAP)

 

Además de los instrumentos básicos, a continuación se detalla la infraestructura analítica disponible en estos laboratorios.

• Espectrofotómetro de absorción molecular UV Vis (Agilent, modelo Cary 60)

• Espectrómetro de absorción atómica por atomización de llama (FAAS) (Perkin Elmer AAnalyst 300)

• Espectrómetros de absorción atómica por atomización de llama (FAAS) (Thermo Scientific iCE 3300) con sistema de generación de hidruros (HG-AAS) y vapor frío para la determinación de mercurio (CV-AAS)

• Espectrómetro de emisión de plasma acoplado inductivamente (ICP-OES) simultáneamente con observación radial o axial (modelo ThermoScientific iCAP6000)

• Sistema de calentamiento eléctrico para digestión de muestras en recipiente cerrado (Tecnal)

• Horno microondas para digestión de muestras (DGT 100 Plus, Provecto Analítico)

• Horno microondas para digestión de muestras (MicrowavePro, Anton Paar)

• Sistema de cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC) Agilent Modelo 1210 con matriz de diodos (DAD) y detección de fluorescencia (FLD)

• Espectrofotómetros de fluorescencia molecular (modelo Lumex, Panorama)

• Titulador potenciométrico automático para reacciones ácido-base, en medios acuosos y no acuosos, para reacciones de oxidación-reducción y con acoplamiento de un módulo de titulación amperométrica con electrodos polarizados (Mettler Toledo)

• Densímetro digital con módulo de medida del índice de refracción (RX 40) con temperatura controlada (Mettler-Toledo, modelo DM40)

• Espectrofotómetro dispersivo de infrarrojo cercano para análisis de líquidos y sólidos (Femto, modelo NIR 900)

• Espectrofotómetro de infrarrojo cercano (FT-NIR / MIR) modelo Frontier de Perkin Elmer con un accesorio de reflectancia total atenuada (ATR) y otro accesorio para mediciones de transflectancia

• Espectrómetro Raman con microscopio óptico equipado con fibra óptica con línea de excitación de 789 nm (Ocean Optics).

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Fundamentos de Ingeniería Química e Ingeniería de Procesos  

Esta línea de investigación aborda los desafíos científicos y tecnológicos asociados al diseño, operación y análisis de procesos químicos, incluyendo también aspectos de gestión en el campo de la seguridad, el medio ambiente y la responsabilidad social en la industria química. Este ámbito aglutina proyectos de investigación en fundamentos de la ingeniería química, análisis, síntesis y optimización de procesos y gestión corporativa. Las actividades de investigación desarrolladas en esta línea involucran el modelaje, simulación y optimización de procesos químicos, especialmente procesos en la industria de petróleo y gas; el desarrollo de modelos termodinámicos para predecir el comportamiento de mezclas complejas; la caracterización de fracciones de petróleo; la investigación de fenómenos interfaciales y el estudio de sistemas coloidales de interés industrial; investigación de técnicas de estimación de parámetros y mejora de metodologías de gestión en industrias químicas.

 

Proyectos:

• Caracterización fisicoquímica de petróleo y combustibles

• Desarrollo de productos y procesos en la industria química.

• Fenómenos interfaciales

• Gestión en la industria química

• Modelado, simulación y optimización de procesos y equipos en la industria química

• Termodinámica molecular y aplicada

 

Infraestructura: La infraestructura de esta línea de investigación consta de tres laboratorios, cuya superficie total es de 90 m2, los cuales, además de la estructura del equipamiento básico, cuentan con instrumentos adecuados para los estudios realizados, como se describe a continuación.

 

• Laboratorio de Fenómenos Interfaciales y Termodinámica (LaFIT)

• Tensiómetro/goniómetro OCA 15E (Dataphysics), que determina la tensión superficial, tensión interfacial, reología interfacial y ángulo de contacto

• Medidor de distribución de tamaño de partículas y potencial zeta modelo SZ-100Z, de la marca Horiba

• Agitador Turrax, para preparar emulsiones

• Viscosímetro rotacional MVD8 para determinar la reología de mezclas viscosas

• Purificador de agua Sartorius ultra modelo Arium mini plus- ref. H2O-MA-UV-T

• Estufa digital de esterilización y secado Bio SED, 30 L

 

• Laboratorio de Ingeniería y Tecnología del Petróleo y Petroquímica (LETPP)

• Unidad para estudios de adsorción/desorción

• Espectrómetro de fluorescencia de rayos X (Shimadzu)

• Cromatógrafos de gases (Agilent modelo 6890)

• Analizadores de azufre y nitrógeno (ANTEK)

• Cromatógrafo de gases acoplado a espectrómetro de masas (Agilent)

• Analizador termogravimétrico (TGA), diferencial de temperatura (DTA) y calorímetro de barrido diferencial (DSC)

• Sistema de determinación de viscosidad Rheotech

• Espectrofotómetro de absorción molecular UV / Vis

 

• Laboratorio de Termodinámica Molecular y Aplicada (LaTeMA)

• Aparato para la determinación del equilibrio líquido-líquido (método de punto de niebla y método analítico) y líquido-vapor (ebulliómetro Othmer) a presión atmosférica y predicción para medir propiedades a alta presión

• Sistema de determinación de la presión de vapor Reid, método ASTM D 323

• Destilador automático según la norma ASTM D 86 (Tanaka Scientific LTDA, modelo AD-6)

• Medidor de densidad y de velocidad del sonido (modelo Anton Paar DSA 5000)

• Refractómetro automático (Rudolph Research Analytical modelo J357)

• Viscosímetro de gota de bola (todos con control de temperatura Peltier) (Anton Paar modelo AMVn)

• Calorímetro para la determinación de la capacidad calorífica, entalpía de la mezcla y determinación de las curvas de calorimetría de barrido diferencial (Calorímetro de Micro Reacción del Modelo de Tecnología de Riesgo Térmico)

• Titulador automático Karl-Fisher (Mettler-Toledo modelo C20)

• Microscopio Nikon E200 para mediciones de microscopía óptica con acceso a luz polarizada (modelo Nikon E200-eclipse)

• Conductímetros CON500 (determinaciones a diferentes temperaturas) ION; modelo CON500)

• Cromatógrafo de gases (analizador GC de gases de hidrocarburos modelo 600 de DPS Instruments, Inc.)

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Nuevos materiales

Esta linea de investigación ofrece a los profesionales de diversas áreas la oportunidad para su capacitación en técnicas modernas de desarrollo y caracterización de materiales y procesos, con el fin de atender las demandas y solucionar problemas relacionados a las industrias químicas, farmacéuticas, de materiales del área biomédica y de la sociedade en general. Para ello, esta línea de investigación cubre las áreas de corrosión, nanotecnología, recubrimientos, adsorbentes, compósitos y biocompósitos poliméricos, siempre considerando las cuestiones ambientales y con un enfoque innovador.

 

Proyectos:

• Estudios de corrosión y su control

• Estudios de inhibidores de corrosión ambientalmente no agresivos

• Producción y caracterización de recubrimientos funcionales

• Síntesis y caracterización de materiales nanoestructurados

• Síntesis y caracterización de nuevos materiales para procesos de separación

• Tecnología de polímeros

 

Infraestructura: Esta línea de investigación cuenta con dos laboratorios, cuya superficie total es igual a 112 m2, como se describe a continuación:

• Laboratorio de electroquímica y corrosión (LEC) (dividido en sala de preparación de muestras, sala húmeda y sala de instrumentos)

• Laboratorio de Materiales para Ingeniería Química (LabMEQ)

 

El Laboratorio de Electroquímica y Corrosión (LEC) cuenta con una infraestructura propia para el desarrollo de los estudios de esta línea de investigación, como se detalla a continuación, además del equipos analíticos básicos, ya descritos.

• Pulidoras (3)

• Medidores de conductividad (Analyzer, Metler y Analion)

• Lupa (Olympus) con adquisición automática de imágenes

• Espectrofotómetro UV/visible Camspec M501 (1)

• Fuentes de corriente (Dayer) (2)

• Potenciostatos/Galvanostatos PT05 (3)

• Potenciostato/galvanostato Autolab (tres Autolab 302N y un Autolab 128)

• Microbalanza de cristal de cuarzo (1)

• Unidades de disco rotativas

• Valorador automático Karl Fisher Metler 53D (1)

• Sistema de recubrimiento por inmersión (1)

 

El Laboratorio de Materiales de Ingeniería Química (LabMEQ) cuenta con los siguientes equipos:

- Sistemas para el control de pH y flujo de reactivos líquidos

- Baño termostático

- Bombas de vacío

- Aerógrafo de presión constante (20 psi, modelo Vonder)

- Unidad de evaluación catalítica conectada al cromatógrafo de gases

- Unidad de permeación de gases conectada a un cromatógrafo de gases.

 

Además de estos laboratorios, la Línea de Investigación de Nuevos Materiales cuenta con dos laboratorios que se comparten con el Programa de Posgrado en Química de IQ /UERJ.

• Laboratorio de procesamiento de polímeros (40 m2)

• Reómetro de torque Haake Polylab OS-System - con cámara de mezcla Rheomix 600 y extrusora de doble husillo co-rotatorio interpenetrante PTW 16/25

• Inyector AXPlastico

• Máquina de ensayos universal EMIC, modelo DL 2000

• Estufa para acondicionamiento - ensayo de biodegradación

 

• Laboratorio de reología (15 m2)

• Reómetro rotacional Anton Paar

• Reómetro MDPT

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