A pós-graduação no PRH 3.1

Formação e ocorrência: Constituintes de organismos vivos; ciclos bioenergéticos; modelos de degradação de matéria orgânica querogênio; correlações entre propriedades; efeitos de processos físicos e biológicos; técnicas analíticas. 2. Mecanismos de reações químicas: Cinética e equilíbrio; efeitos de meio; relações estrutural/atividade; catálise; reações estéreo específica. 3. Determinação estrutural: Estrutura atômica e molecular; análise espectroscópica; técnicas de difração; microscopia eletrônica. 4. Reações orgânicas no refino: Craqueamento térmico e catalítico; polimerização; alquilação; reforma; isomerização; coqueamento; desidrogenação; hidrotratamento.

Natureza e caracterização de macromoléculas e sistemas poliméricos. A indústria de polímeros e o mercado brasileiro. Classificação e propriedades de polímeros em função de estrutura molecular, topologia de meros e morfologia supramolecular: copolímeros, mobilidade segmental, isomeria espacial, cristalinidade etc. Transições térmicas e mecânicas. Soluções e permeabilidade de polímeros. Técnicas de caracterização de polímeros. A polimerização como processo. Polimerização em etapas e em cadeia. Cinética clássica de radicais livres. Copolimerização. Cinética de polimerização heterogênea, de Ziegler Natta e metalocênica. Sistemas reacionais homogêneos e heterogêneos (suspensão, dispersão, emulsão, lama). Problemas tecnológicos em sistemas de polimerização. Processamento de polímeros (extrusão, calandragem, moldagem).

Classificação dos processos com membranas e suas aplicações. Técnicas de preparo dos diferentes tipos de membranas poliméricas. Mecanismos de transporte e modelos. Tipos de módulos e suas principais características. Osmose inversa e ultrafiltração: fundamentos teóricos, síntese de membranas pela inversão de fases; influência das variáveis de síntese nas características de transporte das membranas. Polarização de concentração. Influência das variáveis operacionais; aplicações. Projeto para uma aplicação específica. Pervaporação e separação de gases: fundamentos teóricos; síntese de membranas 

Introdução: adsorção em sistemas sólido-gás, sólido-líquido e sólido-sistemas coloidais; Adsorção em fase gasosa: fundamentos, modelagem e aplicações; Adsorção em fase líquida: fundamentos, modelagem e aplicações

Introdução aos escoamentos multifásicos. Aplicações industriais. Classificação e regimes de escoamento. 2. Propriedades dos escoamentos multifásicos dispersos. Acoplamento entre fases. 3. Interação entre fluido e partículas. Equações de conservação para uma partícula para quantidade de movimento, massa e energia. Forças entre fluido e partículas. 4. Modelos particulados versus contínuos. Médias temporal, volumétrica e amostral. 5. Descrição matemática de escoamentos multifásicos. Modelos multifluido baseados em equações promediadas. 6. Escoamentos bifásicos dispersos diluídos: abordagens Euleriana e Lagrangeana para a fase dispersa. 7. Escoamentos bifásicos polidispersos. Conceito de polidispersão. Variáveis internas e externas. Espaço de estado das propriedades das partículas. 8. Balanço populacional. Função de distribuição das propriedades das partículas. Teorema de Transporte de Reynolds no espaço de estado. Equação de balanço populacional. Condições auxiliares. Sistemas fechados e abertos. Agregação e quebra de partículas. 9. Métodos numéricos de solução da equação de balanço populacional. Métodos das classes, dos momentos, dos momentos fechado por quadratura entre outros. 10. Escoamentos particulados densos. Interação entre partículas e entre partículas e paredes. Modelos de esferas dura e macia. Introdução à teoria cinética granular. 11. Escoamentos em meios porosos. Propriedades do meio poroso e equações do movimento de um fluido homogêneo. 12. Tópicos especiais: modelos de drift flux para escoamentos bifásicos dispersos. Modelos de conservação de área interfacial. 

Modelos matemáticos de processos e parâmetros concentrados e distribuídos. Simulação numérica dos comportamentos estacionários e dinâmico de processos. Sistemas de escoamento, de reação e de equilíbrio. Modelos de balanço de população. Métodos dos resíduos ponderados. 

Equações Hidrodinâmicas e Leis de Conservação; Hipótese do Equilíbrio Local; Relações Fenomenológicas-Postulados; Relações Termodinâmicas e Produção de Entropia; Calor de Transporte; Fluxos Cruzados; Difusão Multicomponente Isotérmico; Difusão Multicomponente Não-Isotérmico (Termodifusão). Forças Motrizes para Transporte. 

Aproximação polinomial. Interpolação. Ortogonalidade de funções e expansões em série de funções ortogonais. Quadratura numérica. Método dos resíduos ponderados, método das diferenças finitas, métodos dos elementos finitos e volumes finitos. Resolução numérica de problemas de valor de contorno unidimensional. Método das linhas e método das características. Resolução numérica de equações diferenciais parciais. Resolução de equações diferenciais de diferenças. Técnicas de redução de ordem

Equações diferenciais ordinárias e mapeamentos: existência e unicidade de soluções. Escoamentos e caracterização de trajetórias. Sistemas lineares e não-lineares. Solução permanente. Sistemas dissipativos e conservativos. Estudo de estabilidade: funções de Liapunov. Bifurcações estáticas. Teorema do ponto fixo. Teorema de Hopf. Degenerações de ordem superior. Estabilidade de soluções periódicas. Bifurcações dinâmicas secundárias. Caos: caracterização e universalidade. Crises e bifurcações. Rotas para o caos. Bifurcações globais: órbitas homo-clínicas e heteroclínicas. Ciclos de Silnikov. 

1) Equações de conservação. 2) Modelos de turbulência. 3) Métodos de discretização. 4) Geração de Malhas. 5) Inicialização de solução. 6) Monitores de solução. 7) Pós-Processamento. 8) Problemas complexos de Mecânica dos Fluidos.

Modelos de Otimização Linear. Não Linear e Inteira-Mista. Princípios de análise convexa: Conjuntos convexos, concavidade e convexidade de funções, funções diferenciáveis côncavas e convexas. Conceitos Básicos em Otimização: Função Objetivo, Domínio de Busca, Restrições, Otimização sem Restrições, Otimização com Restrições. Programação Linear (LP). Programação Quadrática (QP). Otimização Não Linear (NLP) sem Restrições. Otimização Não Linear (NLP) com Restrições. Otimização Inteira (IP) e Inteira Mista Linear (MILP). Estudos de casos na cadeia petroquímica. 

Princípios Básicos: propriedades físicas, comportamento de fases, escoamento. Condicionamento. Extração de líquidos de gás natural, estabilização, fracionamento e tratamento. Síntese de fluxogramas de Processamento de Gás Natural. Simulação de processos de condicionamento e fracionamento de gás natural. Ementa: Princípios Básicos - Propriedades físicas de sistemas de hidrocarbonetos: equações de estado, densidade, etc., - Comportamento de fases: predição de envelope de fases, equilíbrio LV, sistemas H2O-HC - Escoamento de fluidos Equipamentos e Instrumentação de Processo - Separadores bifásicos e trifásicos - Separadores supersônicos - Trocadores de calor - Compressores - Sistemas de refrigeração - Colunas - Vasos - Instrumentação e Controle Processos de Condicionamento e Fracionamento - Extração de Líquidos de Gás Natural: controle de ponto de orvalho de hidrocarbonetos (HCDP) - Estabilização/Fracionamento: de-metanizadora, de-etanizadora e de-propanizadora - Remoção de CO2, H2S e mercúrio - Desidratação: controle de ponto de orvalho de água (WDP) Síntese de Fluxogramas de Processamento de Gás Natural - Métricas de desempenho econômico: CAPEX e OPEX - Métricas de desempenho ambiental: algoritmo WAR - Métricas de controlabilidade e flexibilidade - Métricas de segurança intrínseca, processos inerentemente seguros - Otimização de desempenho Simulação de Processos de Condicionamento de Gás Natural - Fluxograma de trem de compressão - Recuperação de líquidos de gás natural - Fluxogramas de processo offshore para controle de ponto de orvalho - Fluxogramas de fracionamento de gás natural - Fluxogramas de sistemas de escoamento com bombas e compressores.

Introdução. Terminologia em inglês e em português. Classificação de abordagens. Abordagens baseadas em modelos quantitativos. Abordagens baseadas em modelos qualitativos e estratégias de busca. Abordagens baseadas em dados do processo. Métodos híbridos. Aplicações a processos químicos e bioquímicos. Propósitos e objetivos. Terminologia safeprocess (comitê do ifac (international federation of automatic control) terminologia em português. Classificações dos métodos. Abordagens baseadas em métodos quantitativos. Conceito de redundância analítica. Geração de resíduos através do uso de modelos (uso de relações de paridade, estimação de parâmetros etc.) Avaliação de resíduos. Estratégias de busca (busca topográfica, busca sintomática etc.); Abordagens estratégias de busca baseadas em modelos qualitativos (dígrafos, árvores de falhas etc.).Abordagens baseadas em dados do processo. Métodos qualitativos (sistemas especialistas etc.). Métodos quantitativos (PCA; PLS; redes neuronais etc.). Tópicos avançados; métodos híbridos. Introdução a sistemas de controle tolerante a falhas. Aplicações em processos químicos (processo TENNESSEE; EASTMAN e outros). Aplicações a processos bioquímicos (fermentadores bateladas etc.). Comparações entre abordagens. 

1) Cinética e Reologia de Resinas Termorígidas: a) Definição, Vantagens e Aplicação de Materiais Compósitos. b) Modelos Cinéticos da Reação de Cura das Resinas Termofixas. c) Modelos Reológicos das Resinas Termofixas. d) Técnicas de Monitoramento das Reações de Cura. 2) Processos de Manufatura de Compósitos Poliméricos: a) Descrição de vários processos, como: Autoclave, Pultrusão, Filament Winding, Hand Lay-Up, Vac-Bag Molding, Resin Transfer Molding, Sheet Molding Compound. b) Descrição de testes mecânicos básicos, como tensão, compressão, dureza. 3) Modelagem Matemática dos Processos de Manufatura a) Apresentação das equações dos fenômenos - escoamento da resina através das fibras, transferência de calor e cura das resinas termofixas, envolvidos nos processos de manufatura de compósitos. b) Resolução numérica do sistema de equações diferenciais parciais de transferência de calor e da cinética de cura das resinas. c) Simulação de alguns processos de manufatura de compósitos. 

Instrumentação, controle e automação industrial Caracterização de instrumentos de medida, controle e atuação. Atuadores (válvulas e motores) e características inerentes e instaladas. Sistemas de controle, supervisão e diagnóstico de falhas; principais premissas. Arquitetura e tecnologia digital para processos industriais - Fieldbus Foundation. Conceitos básicos e ferramentas disponíveis para uma aplicação industrial em sistemas de automação e controle. Projetos de sistemas digitais de monitoração, controle e supervisão.

1) Introdução, aerossóis, espumas, emulsões e dispersões, sua importância na tecnologia e biologia, exemplos de caracterização e classificação; forma e tamanho de coloides, distribuição de tamanhos, comportamento de coloides, movimento browniano e difusão, comportamento dielétrico, espalhamento de luz, propriedades reológicas das suspensões, descrição macroscópica e microscópica. 2) Energia superficial e suas consequências, Termodinâmica de superfície, ângulo de contato e molhamento, medição e estimativa de propriedades superficiais, Nucleação homogênea, concentração miscelar crítica, considerações termodinâmicas de formação de micelas,. estabilidade de coloides, cargas elétricas e estabilidade, efeito de polímeros e estabilização estérica, floculação e formação de agregados, termodinâmica de estabilização estérica e teoria de soluções poliméricas. Técnicas espectroscópicas para medição de estrutura e estabilidade, fases de gel e sol, cristalinidade, transição. 3) Interações entre partículas, interações entre pares e teoria de London, aditividade de potencial, teoria de Hamaker, aproximação de Deryaguin, campos elétricos na interface, dupla camada elétrica, Modelo de Gouy-Chapman, Interações entre camadas duplas, Teoria DLVO, estabilidade e cinética de coagulação, potencial de sereia (Asakura -Oosawa), função de distribuição radial, estabilização estérica, métodos de simulação e cálculo, extensão aos sistemas polidispersos. 4) Propriedades de transporte de suspensões, sedimentação, viscosidade e propriedades de escoamento, Efeitos eletrocinéticos, Métodos de medição e estimativas.

Matérias-primas e insumos. Recursos naturais no Brasil: potencialidades de aplicação biotecnológica. Critérios de escolha de matérias-primas. Classificação de matérias-primas. Matérias-primas sacaríneas. Matérias-primas amiláceas. Matérias-primas lignocelulósicas. Matérias-primas alcoólicas. Matérias-primas complexas. Aproveitamento de resíduos. Conceito de biorrefinaria. Introdução à cromatografia líquida de alta performance (HPLC). Tratamento de amostras. Preparo de padrões. Análise de carboidratos e álcoois em HPLC. Caracterização e hidrólise de materiais amiláceos. Caracterização e hidrólise de materiais lignocelulósicos.

Corrosão: - Conceitos Básicos. - Potencial de Eletrodo. - Termodinâmica dos Processos Corrosivos. - Velocidade de Corrosão; - Passivação - Polarização. 2) Morfologia dos processos corrosivos. 3) Tipos de Corrosão na Indústria do Petróleo. 4) Métodos e Prevenção e Controle. 5) Ensaios e monitoramento da corrosão. 6) Estudo de Casos. 

1. Introdução ao gás natural: definição, conceitos e história. 2. Composição do gás natural. 3. Aplicações energéticas e não energéticas do gás natural. 4. Reservas de gás natural no mundo e no Brasil. 5. Exploração, produção e processamento de gás natural. 6. Gás natural e infraestrutura: gasodutos de escoamento da produção, transporte, transferência e distribuição. 7. Gás natural e terminais de GNL. 8. Estocagem geológica ou subterrânea de gás natural: Definições e aspectos técnicos; Tipos de estocagem geológica; Panorama da estocagem no mundo e no Brasil. 9. Gás natural e regulação. Aspectos teóricos da regulação; breve panorama da regulação internacional de gás natural; Regulação do gás natural no Brasil: a Constituição Federal, a Lei do Petróleo, a Lei do Gás e normas/regulamentações infralegais. 

1) Introdução, aerossóis, espumas, emulsões e dispersões, sua importância na tecnologia e biologia, exemplos de caracterização e classificação; forma e tamanho de colóides, distribuição de tamanhos, comportamento de colóides, movimento browniano e difusão, comportamento dielétrico, espalhamento de luz, propriedades reológicas das suspensões, descrição macroscópica e microscópica. 2) Energia superficial e suas consequências, Termodinâmica de superfície, ângulo de contato e molhamento, medição e estimativa de propriedades superficiais, Nucleação homogênea, concentração miscelar crítica, considerações termodinâmicas de formação de micelas,. estabilidade de colóides, cargas elétricas e estabilidade, efeito de polímeros e estabilização estérica, floculação e formação de agregados, termodinâmica de estabilização estérica e teoria de soluções poliméricas. Técnicas espectroscópicas para medição de estrutura e estabilidade, fases de gel e sol, cristalinidade, transição. 3) Interações entre partículas, interações entre pares e teoria de London, aditividade de potencial, teoria de Hamaker, aproximação de Deryaguin, campos elétricos na interface, dupla camada elétrica, Modelo de Gouy-Chapman, Interações entre camadas duplas, Teoria DLVO, estabilidade e cinética de coagulação, potencial de sereia (Asakura -Oosawa ), função de distribuição radial, estabilização estérica, métodos de simulação e cálculo, extensão aos sistemas polidispersos. 4) Propriedades de transporte de suspensões, sedimentação, viscosidade e propriedades de escoamento, Efeitos eletrocinéticos, Métodos de medição e estimativas. 

Conceitos básicos de garantia de escoamento; requerimentos de garantia de escoamentos; propriedades termofísicas de hidrocarbonetos; formação de hidratos; deposição de parafinas; escoamentos laminar e turbulento; escoamento multifásico; pistonamento severo (severe slugging); escoamento transiente; condução de calor; convecção forçada; convecção natural; isolamento térmico; transferência de calor transiente; aquecimento ativo; inibidores químicos de hidratos; corrosão; pigging; simulação computacional.

Desenvolvimento Sustentável. Analogia com ecossistemas. Ecologia Industrial. Parques eco-industriais. Projeto de Processos para o Ambiente (DfE). Indicadores de desempenho ambiental. Projetos visando a prevenção de poluição. Minimização de impacto ambiental. Gerenciamento de Materiais. Reciclo e Reuso. Ciclos de Vida: Princípios, Estudos de Caso. Metabolismo Industrial. Química Verde. Captura e Sequestro de CO2. Créditos de Carbono.

1) Fundamentos teóricos. Busca univariável e multivariável com e sem restrições. 2) Métodos estocásticos e determinísticos. Programação linear e não-linear. 3) Programação mista. 4) Otimização de processos dinâmicos: Métodos variacionais e controle preditivo. 5) Algoritmos de otimização e aspectos computacionais. 6) Programação dinâmica e heurística. 7) Aplicações a equipamentos e processos químicos.

A diversidade de problemas de otimização na Engenharia Química. Fundamentos teóricos. Busca univariável e multivariável sem restrições. Programação linear simples e com objetivos múltiplos. Programação não-linear. Programação dinâmica e heurística. Programação linear e não-linear com inteiros. Aspectos computacionais. Aplicações a equipamentos e a processos. Análise da literatura recente.

1) Modelagem de processos: funções de transferência, variáveis de estado, linearização, identificação. 2) Análise dinâmica: pontos de equilíbrio e estabilidade. 3) Malhas de controle: hardware de controle, sintonia de controladores, critérios de desempenho de controladores e auditoria de desempenho de malhas. 4) Compensação de tempo morto e resposta inversa. 5) Controle feedback multivariável: análise por RGA e SVD, projeto de estruturas feedback multivariáveis. 6) Análise de Controlabilidade. 7) Controle Plant-Wide. 8) Controle baseado em modelo: controle por modelo interno (IMC), controle preditivo, controle adaptativo, controle inferencial. 9) Controle de sistemas amostrados: introdução aos sistemas discretos, análise e projeto de sistemas discretos, controladores digitais. 10) Observadores de estado: Filtro de Kalman.

1) Introdução às Redes Neurais Artificiais - Redes neurais e Inteligência Artificial; 2) Fundamentos de Redes Neurais; 3) Perceptrons Multicamadas a; 4) Redes de Base Radial; 5) Redes de Kohonen; 6) Tópicos Avançados em Análise de Redes Neurais; 7) Panorama de Aplicações à Engenharia Química - Implementações desenvolvidas para a disciplina e revisão da literatura para aplicações de: a) Regressão não linear; b) Soft-sensor; c) Modelagem; d) Controle; e) Detecção de falhas etc.

Introdução aos Processos de Separação com Membranas; Aplicações dos processos com membranas na indústria de Petróleo e Gás; Geração de energia associada a processos com membranas; Condicionamento de água de injeção - Nanofiltração; Tratamento de água associada à produção de petróleo - Ultrafiltração; Remoção de dióxido de carbono do gás natural - Permeação de Gases e Contactores com Membranas; Energia Azul: como aproveitar a energia desperdiçada no encontro dos rios com o mar

Sistemas e Processos Químicos. Redes em Processos Químicos. Síntese e Análise no Projeto de Processos. Análise como instrumento de avaliação de concepções alternativas. Redes de Trocadores de Calor e de Equipamentos que usam água. Avaliação econômica, dimensionamento, simulação e otimização na análise e síntese de processos. Integração de processos via métodos heurísticos e programação matemática. Funções objetivo. Componentes Ambientais e Sociais no contexto da Sustentabilidade. Problemas com Múltiplos Objetivos. Incerteza, Risco e Sensibilidade. Conceitos e exemplos de aplicação na Análise de Processos. Planejamento e Programação da Produção.

1) Introdução, aerossóis, espumas, emulsões e dispersões, sua importância na tecnologia e biologia, exemplos de caracterização e classificação; forma e tamanho de coloides, distribuição de tamanhos, comportamento de coloides, movimento browniano e difusão, comportamento dielétrico, espalhamento de luz, propriedades reológicas das suspensões, descrição macroscópica e microscópica. 2) Energia superficial e suas consequências, Termodinâmica de superfície, ângulo de contato e molhamento, medição e estimativa de propriedades superficiais, Nucleação homogênea, concentração miscelar crítica, considerações termodinâmicas de formação de micelas,. estabilidade de coloides, cargas elétricas e estabilidade, efeito de polímeros e estabilização estérica, floculação e formação de agregados, termodinâmica de estabilização estérica e teoria de soluções poliméricas. Técnicas espectroscópicas para medição de estrutura e estabilidade, fases de gel e sol, cristalinidade, transição. 3) Interações entre partículas, interações entre pares e teoria de London, aditividade de potencial, teoria de Hamaker, aproximação de Deryaguin, campos elétricos na interface, dupla camada elétrica, Modelo de Gouy-Chapman, Interações entre camadas duplas, Teoria DLVO, estabilidade e cinética de coagulação, potencial de sereia (Asakura -Oosawa), função de distribuição radial, estabilização estérica, métodos de simulação e cálculo, extensão aos sistemas polidispersos. 4) Propriedades de transporte de suspensões, sedimentação, viscosidade e propriedades de escoamento, Efeitos eletrocinéticos, Métodos de medição e estimativas.

Introdução: Importância e atualidade desta linha específica de síntese; Fundamentos: Crescimento de uma fase sólida em interfaces S-G e S-L. Mecanismos de nucleação homogênea e heterogênea. Velocidade da nucleação versus velocidade de crescimento da fase sólida .Parâmetro que afetam e controlam a Velocidade da nucleação e velocidade de crescimento; Métodos de Síntese: Processo sol -gel (Método de Stober, Método de Stober modificado); Sínteses hidrotérmicas, processo polyois; Morfologias versus métodos de síntese (auto organização e organização direcionada); Diferentes morfologias: 0D, 1D, 2D, 3D, morfologias tipo core shell (núcleo -casca) e york-shell(núcleo/vazio/casca); Aplicações em diferentes campos. Mercado de novos materiais. Biossegurança

Introdução. Elementos de probabilidade e estatística. Diferentes tipos de modelos. Métodos de Identificação linear não paramétrica nos domínios do tempo e da frequência. Estimação de Parâmetros. Métodos recursivos de estimação de parâmetros. Métodos de identificação não linear. Projeto de experimentos, Seleção de estruturas. Validação de modelos.

1) O Problema de Identificação de Processos a) Procedimentos de identificação de sistemas; b) Resposta impulsional, funções de transferência e pertubações; c) Simulação, predição e controle; d) Observadores 2) Modelos Lineares a) Não paramétricos: - Modelos não paramétricos; - Análise de correlação e resposta transiente; - Análise frequencial; - Modelos multivariáveis b) Paramétricos: - Regressores Lineares - Modelos ARMAX e Box Jenkins - Modelos multivariáveis - Modelos de espaço de estado e filtro de Kalman 3) Métodos de Resolução, Seleção e Validação de Modelos a) Mínimos quadrados recursivos; b) Máxima verosimilhança; c) Seleção de estruturas - critérios d) Validação de modelos 4) Obtenção e Tratamento de Dados a) Frequência de amostragem b) Filtragem de sinais c) Seleção de perturbações 5) Tópicos avançados em Identificação

1) Propriedades fundamentais dos catalisadores. 2) Catalisadores heterogêneos. Adsorção física e química. 3) Equilíbrio sobre superfícies. 4) Métodos de preparação de catalisadores. 5) Propriedades físico-químicas dos catalisadores. 6) Caracterização de catalisadores. 7) Tratamento de dados experimentais - Taxas intrínsecas. 8) Reações sensíveis e insensíveis. 9) Reações Modelo.

Conceitos fundamentais em cinética química. Técnicas experimentais de determinação de parâmetros cinéticos. Termodinâmica das reações químicas. Mecanismo de reação. Teoria das taxas de reação. Introdução à cinética de reações catalíticas heterogêneas. Processos de transporte externo em reações heterogêneas. Processos de transporte interno; difusão e reação em catalisadores porosos em sistemas isotérmicos e não-isotérmicos. Fundamentos das reações enzimáticas em fase homogênea e heterogênea. Biocatálise orgânica. Cinética de enzimas alostéricas.

1) Propriedades fundamentais dos catalisadores. 2) Catalisadores heterogêneos. Adsorção física e química. 3) Equilíbrio sobre superfícies. 4) Métodos de preparação de catalisadores. 5) Propriedades físico-químicas dos catalisadores. 6) Caracterização de catalisadores. 7) Tratamento de dados experimentais - Taxas intrínsecas. 8) Reações sensíveis e insensíveis. 9) Reações Modelo.

Taxas de reação simples e complexas em sistema homogêneo. Etapas determinantes. Cinética de processos enzimáticos; noções de cinética enzimática, modelos de Michaelis-Menten e suas variantes, modelos de inibição por produto. Cinética de processos de polimerização; mecanismos básicos de crescimento em reações de polimerização, cinética de reações de poli-condensação, cinética de reações de adição (reações em cadeia). Cinética de reações em sistemas heterogêneos; modelos e equação de taxa considerando adsorção, reação e dessorção em partícula isolada, etapa determinante, taxas globais de reação em sistema gás-sólido: transferência de massa e calor inter e intra partícula, etapa determinante, taxas de reação em sistemas bi e trifásicos.

Breve histórico e fundamentos da catálise heterogênea. Adsorção. Catálise sobre metais, óxidos, e outras estruturas. Propriedades dos catalisadores e conceitos fundamentais (atividade, seletividade, estabilidade, dispersão metálica, interações metal-suporte). Cinética de adsorção, reação superficial e dessorção. Conceitos sobre investigação de mecanismos de reações (cinética, espectroscopia, estudos isotópicos, teoria do funcional de densidade). Aplicações catalíticas: reações de hidrogenação, oxidação, química do C1, reforma de alcanos, síntese de amônia, geração de gás de síntese, craqueamento catalítico FCC, isomerização, exaustão automotiva, captura e conversão de CO2, hidrotratamentos, e desativação de catalisadores.

1- A economia do Hidrogênio: panorama e perspectivas 2- Infraestrutura: transporte, distribuição e armazenamento 3- Produção de hidrogênio 4- Células combustíveis 5- Cenário brasileiro de geração e aplicação do hidrogênio.

1) Probabilidade e Estatística: a) Distribuições de Probabilidade; b) Estatísticas Amostrais; c) Princípio da Máxima Verossimilhança; d) Estimativa de Intervalos; e) Testes de Hipóteses. 2) Estimação de Parâmetros em Modelos Lineares com uma Variável Independente: a) Mínimos Quadrados; b) Análise de Variância, c) Regiões de Confiança. 3) Estimação de Parâmetros em Modelos Lineares com várias Variáveis Independentes: a) Mínimos Quadrados; b) Máxima Verossimilhança; c) Matrizes de Covariâncias; d) Funções Ortogonais; e) Análise de Variância; f) Regiões de Confiança. 4) Estimação de Parâmetros em Modelos Não-Lineares Explícitos: a) Otimização não-Linear sem restrições: Busca Direta e Indireta. b) Matrizes de Covariâncias; c) Regiões de Confiança; d) Estatísticas. 5) Regressão Não-Linear em Modelos Implícitos Multi-Resposta: a) Princípio da Máxima Verossimilhança; b) Matrizes de Covariâncias; c) Regiões de Confiança; d) Estatísticas. 6) Projeto Fatorial de Experimentos: Replicação, Projetos Ortogonais, Projetos "Rotatórios", Expansão da Malha Experimental, Análise de Variância. 7) Projeto Sequencial de Experimentos: a) Critérios para Programação Sequencial Draper-Hunter e box-Lucas; b) Reflexões na Região de Confiança dos Parâmetros Estimados. 8) Projeto Sequencial de Experimentos para Discriminação de Modelos: a) Entropia Informacional e o Critério Box-Hill.

1) Importância econômica da inovação: Schumpeter. 2) Inovação de produto e de processo. Inovação radical e incremental. 3) Trajetórias tecnológicas. 4) Inovação e indústria química. 5) Análise histórica da indústria: - evolução e papel da inovação no seu crescimento. 6) A indústria química como uma indústria "science based", a função de P & D. 7) Tendência, caracterização da inovação na indústria química atual. 8) Inovação como um processo interativo. 9) Aspectos tecnológicos, organizacionais e relacionais da inovação. 10) Competências organizacionais. 11) Economia das relações produtor-utilizador. 12) Caracterização dos papéis funcionais: produtor, fornecedor, utilizador e outros. 13) Problemas de coordenação entre os atores. 14) Estratégias de inovação e competências organizacionais. 15) Estudo de casos em inovação na indústria química.

Parte I: Conceitos e Fundamentação Conceitos: Economia circular como forma de organização sustentável da produção de materiais. Origem e evolução do conceito. Relações com a ecologia industrial. Simbiose industrial. Fundamentação: Desafios da produção atual de materiais e energia. Dimensões de sustentabilidade econômica, ambiental e social. Uso eficiente dos recursos. Parte II: Estruturação Destinação dos materiais e economia circular: desafios para as cadeias produtivas estabelecidas. O papel dos produtores de materiais, dos transformadores, dos end users, dos consumidores. Inovações em economia circular. Novos modelos de negócios e reestruturação das cadeias produtivas estabelecidas. Decisões sobre origem dos recursos, concepção do produto, lógicas de produção e destinação de resíduos. Simbiose industrial e reorganização do espaço industrial. Oportunidades e desafios. Casos de simbiose industrial. Transição dos sistemas tecnológicos: mudança nos regimes sociotécnicos, papel das experimentações em nichos, influência da paisagem e o papel das Políticas públicas. Parte III: Economia Circular e a sua relação com a Bioeconomia Contribuição da Bioeconomia para a Economia Circular. Decisão sobre matérias-primas, tecnologias, produtos. O desafio dos bioprodutos, dilema biobased versus biodegradabilidade. Biorrefinarias, complexos industriais e valorização dos resíduos. Parte IV: Exploração de Estudos de Casos Resíduos sólidos urbanos: alternativas de destinação e valorização no âmbito da economia circular. Estruturação das cadeias e negócios baseados em resíduos sólidos urbanos. Experiência internacional. Desafios e oportunidades para o caso brasileiro. Embalagens e sustentabilidade. Estruturação das cadeias produtivas de embalagens no contexto da economia circular. Plásticos e economia circular: alternativas de destinação e valorização no âmbito da economia circular. Estruturação das cadeias e negócios em economia circular dos plásticos. Experiência internacional. Desafios e oportunidades para o caso brasileiro. Estratégias de produtores e end users na economia circular dos materiais.

Transição energética: de fontes fósseis para renováveis. Matriz energética mundial e brasileira. Planejamento energético. Energia a partir de biomassa. Energia solar. Energia do hidrogênio. Energia Eólica. Células a combustível. Biocombustível

1) Degradação de Combustíveis por Microrganismos. 2) Biorremediação aplicada a Solos e Águas contaminadas por Petróleo e seus derivados. 3) Dessulfurização Microbiana de Combustíveis visando Redução de Poluição Ambiental. 4) Bi lixiviação de Xisto retortado para recuperação do Enxofre. 5) Estudo dos Microrganismoss Lixiviantes. 6) Biocorrosão de Equipamentos utilizados na Indústria Petrolífera e seu efeito sobre o Petróleo e seus derivados; 7) Emprego de Biocidas na Prevenção da Corrosão Microbiológica. 8) Monitoramento Microbiológico e Químico para detecção do Potencial de Corrosão de ambientes Terrestres e Aquáticos. 

Fundamentos de bioquímica e microbiologia: Aspectos gerais e vias metabólicas para obtenção de produtos de interesse industrial. Cinéticas de crescimento microbiano e produção de metabólicos. Biorreatores: tipos e modos de operação. Monitoramento de processos biotecnológicos: medição e controle de variáveis de interesse. Fundamentos de modelagem de bioprocessos. Estimação de parâmetros e sensibilidade paramétrica.

Matérias-primas e insumos. Recursos naturais no Brasil: potencialidades de aplicação biotecnológica. Critérios de escolha de matérias-primas. Classificação de matérias-primas. Matérias-primas sacaríneas. Matérias-primas amiláceas. Matérias-primas lignocelulósicas. Matérias-primas alcoólicas. Matérias-primas complexas. Aproveitamento de resíduos. Conceito de biorrefinaria. Introdução à cromatografia líquida de alta performance (HPLC). Tratamento de amostras. Preparo de padrões. Análise de carboidratos e álcoois em HPLC. Caracterização e hidrólise de materiais amiláceos. Caracterização e hidrólise de materiais lignocelulósicos.

Metabolismo Celular e Metodologias para Avaliação dos Processos Metabólicos. Cinética Enzimática e Análise de Sequências de Reações. Alteração da Expressão Gênica. Redes Metabólicas: Estrutura e Controle Metabólico. Regulação e Síntese das Redes Metabólicas. Modelos para Descrição das Redes de Reação. Análise de Fluxo Metabólico e suas aplicações. Tratamento, manipulação e visualização de dados. Estimação dos Coeficientes de Controle Metabólico.

Panorama da produção de etanol no mundo. Tecnologias para a produção de etanol (maduras e portadoras de futuro). Caracterização das matérias-primas (açucaradas, amiláceas e lignocelulósicas). Tratamento da matéria-prima/processos de hidrólise. Preparo do meio de fermentação. Microrganismos agentes do processo fermentativo. Via bioquímica da produção de etanol. Modos de operação do processo fermentativo (batelada, batelada alimentada e contínuo). Separação do etanol do meio fermentado (destilação, retificação, desidratação e peneira molecular). Alternativas para o aproveitamento de resíduos e efluentes gerados no processo produtivo. Oleaginosas para produção de biocombustíveis, transesterificação e hidroesterificação, processos batelada e contínuo para produção de biodiesel, relação entre matéria-prima e propriedades dos tipos de biodiesel. Aplicações da glicerina, bioóleo gerado por pirólise de biomassa. Rota BTL (biomass-to-liquids). Gaseificação de biomassa. Potenciais matérias-primas. Síntese de Fischer- Tropsch. Hidrocraqueamento. Catalisadores heterogêneos para gaseificação, FT e hidrobeneficiamento. Comparação entre as rotas BTL, GTL e CTL. Qualidade dos produtos obtidos por rota BTL (diesel, GLP, nafta petroquímica). Integração entre rotas de produção de etanol e diesel. Ciclo de vida e créditos de carbono. 

O curso pretende fornecer ao aluno conhecimentos teórico-práticos relativos à produção de enzimas extra-celulares de interesse para Bicombustíveis / Biorrefinaria. As enzimas a serem estudadas serão produzidas por microrganismos em fermentação submersa, e o sobrenadante obtido será utilizado como preparação enzimática bruta. A produção das enzimas será avaliada através da cinética do crescimento microbiano, consumo de substrato e medida da concentração de enzimas. Conceitos como unidade de atividade enzimática e atividade enzimática específica serão abordados, bem como aspectos da cinética enzimática, tais como velocidade inicial, velocidade máxima e constante de Michaelis. O curso também envolverá análise e discussão de trabalhos científicos relevantes na área. Todas as atividades experimentais terão o suporte teórico necessário.

Objetivos: A disciplina tem por objetivo levar o pós-graduando a realizar estudos analíticos e construção de texto na temática de biomassas, empregando elementos básicos de metodologia científica. É destinada aos alunos de doutorado e de mestrado que já tenham o tema de dissertação definido. O trabalho final da disciplina envolve a redação da revisão bibliográfica da dissertação ou do exame de qualificação. Ementa: Pesquisa bibliográfica na temática Biomassas: Bases de dados. Palavras-chave como subsídio para a busca em bases de dados. Elementos de construção de texto para elaboração de resenha crítica. Elementos de construção de texto para elaboração de pesquisa bibliográfica. Estudos de casos. Programa: 1. Pesquisa bibliográfica na temática Biomassas: principais bases de dados de busca de artigos. Uso de filtros e expressões booleanas; 2. Palavras-chave como subsídio para a busca em bases de dados: definição e escolha de palavras-chave. 3. A resenha crítica como forma de estudo e compreensão de artigos científicos: Elementos de construção de texto para elaboração de resenha crítica. 4. Oficina de criação de texto: elaboração e apresentação de resenhas críticas. 5. Elementos de construção de revisão bibliográfica: estruturação de texto, formatação, apresentação da informação. 6. Oficina de criação de texto: elaboração e apresentação de revisão bibliográfica. 7. Estudos de casos: Discussão de tecnologias de aproveitamento de biomassas com base nos temas estudados 

Introdução aos Bioprodutos de origem vegetal e microbiana. Introdução aos Processos Verdes e suas métricas. Processos de Separação por Membranas. Energias Não-térmicas: Micro-ondas e Ultrassom. Solventes Neotéricos: Líquidos Iônicos, Solventes Eutéticos, Fluidos Pressurizados, Solventes Fluorados, Microespumas (Aphrons). Sistemas Micelares. Sistemas Bifásicos Aquosos. Biocatalisadores: Enzimas, Micro-organismos e Tecidos Vegetais. Intensificação de Bioprocessos: Miniaturização e Remoção de Produto in Situ

Matéria prima e indústria química: características das matérias primas, matéria prima como elemento estruturante da indústria química e de energia, histórico, importância, grandes mudanças, a passagem do carvão para petróleo e gás, relações entre as indústrias de energia e química. Consequências estruturais da mudança de matéria prima: produtos, processos, escalas, novos competidores, estratégias dos competidores estabelecidos, competição dentro da indústria estabelecida e competição pela nova estrutura industrial. Mudança de matéria prima como um processo de inovação. Dimensões críticas do processo de inovação, geração de variedades e processo de seleção, direcionamento do esforço tecnológico. Inovações de ruptura. Novos modelos de negócios. Aspectos institucionais. Matérias primas renováveis e estrutura da indústria: características estruturais da industrial atual, etanol e biodiesel; competidores, escala, fatores críticos de competitividade, tendências de evolução da estrutura industrial. Matérias primas renováveis e inovação: fatores indutores da utilização de matérias primas renováveis. Biocombustíveis, bioprodutos e biorrefinarias. Caracterização dos projetos em curso. Alternativas tecnológicas. Tipos de matérias primas. Processos e Produtos. Avaliação tecno-econômica. Bases de conhecimento. Modelos de negócios. Estratégias dos principais competidores; estabelecidos e novos entrantes: petróleo, química e agribusiness; biotecnologia, novos investidores (Escola de Química / Departamento de Engenharia Química)

1.Tecnologias de Tratamento de Efluentes Líquidos. Processos físicos, químicos e biológicos. Técnicas não-convencionais de tratamentos. Processos Híbridos. 

Desenvolvimento Sustentável. Clima e Meio Ambiente. Conceitos de Química Verde. Segurança Química. Avaliação de Ciclo de Vida. A Química Verde no Brasil. Esverdeamento de produtos e processos químicos – casos práticos

Sistemas aeróbios com biomassa imobilizada para o tratamento de águas residuárias; Sistemas anaeróbios de alta taxa; Novos processos para remoção biológica de nitrogênio; Remoção biológica de fósforo; Aplicação de processos visando redução de custos operacionais de plantas de tratamento; Competição entre organismos presentes em sistemas biológicos de tratamento de águas residuárias; Estudo dos principais grupos microbianos funcionais em sistemas de tratamento, Dinâmica da estrutura da comunidade bacteriana em sistemas de tratamento biológico. 

Introdução - FI em biotecnologia

Superfícies em sistemas biológicos e biomateriais; Origem das cargas em sistemas biológicos e biomateriais; Interface Líquido-Líquido; Interface Sólido-Líquido 

Proteínas: Interface e Adsorção; Células e Membranas celulares; Separação e Purificação de bioprodutos 

Revisão de controle clássico. Controle digital. Controle de sistemas multivariáveis. Introdução à reconciliação de dados. Introdução à detecção e isolamento de falhas. Introdução ao controle estatístico de processos

Produtos de química orgânica básica e química fina; hidrocarbonetos parafínicos, olefínicos, aromáticos e heterocíclicos. Química das Macromoléculas: síntese, estruturas, propriedades, processamento, aplicabilidade. Oleoquímica. Carboidratos: química e propriedades funcionais. Compostos organometálicos: síntese e propriedades catalíticas. Nanotecnologia. Sustentabilidade e Química Verde - inovações tecnológicas