Sobre a difusão como fenómeno chave para a prática da hemodiálise, e os primórdios de uma tecnologia que remonta a 1913

Os primeiros cientistas a aplicar realmente o princípio de difusão à remoção de substâncias do sangue de animais vivos foram John J. Abel, Leonard Rowntree e B.B. Turner. (...) Abel descreveu os seus resultados preliminares (...) em 1913: «São numerosos os estados tóxicos em que os órgãos de eliminação do corpo, mais especialmente os rins, são incapazes de remover do corpo, a uma taxa adequada, as substâncias naturais ou não naturais cujo acúmulo é prejudicial à vida. Na esperança de fornecer um substituto em tais emergências, que podem superar uma crise perigosa, bem como para as informações importantes que se pode esperar fornecer sobre as substâncias normalmente presentes no sangue foi inventado um método pelo qual o sangue de um animal vivo pode ser submetido a diálise fora do corpo e novamente devolvido à circulação natural sem exposição ao ar, infecção por microorganismos ou quaisquer alterações que necessariamente sejam prejudiciais à vida. O processo pode ser denominado apropriadamente como vivi-difusão »

(...) Em dois artigos publicados em 1914, Abel, Rowntree e Turner deram um relato muito mais detalhado de seu aparelho, que chamaram de rim artificial [6, 7]. Esse foi, até onde sabemos, o primeiro uso do termo rim artificial e os resultados obtidos com ele. (...) Seu aparelho de vivi-difusão era feito de tubos de celoidina imersos em num banho de dialisato contido numa capa de vidro. Em animais anestesiados, uma cânula arterial foi conectada ao aparelho e o sangue retornou por meio de outra cânula para uma veia. A pressão arterial conduziu o sistema sem bomba. (...) A anticoagulação foi feita com hirudina, um anticoagulante natural obtido de sanguessugas. 

Equipamento de vivi-difusão de J.J. Abel, L. Rowntree, e B.B. Turner. Fonte


O crédito pela realização da primeira diálise humana pertence a Georg Haas, que viveu de 1886 a 1971. (...) Apesar da interrupção da sua investigação na Primeira Guerra Mundial, ele conseguiu desenvolver um dialisador adequado para o trabalho com cães e coelhos [II]. Haas não sabia do trabalho anterior de Abel até 1925, mas, como Abel, usava celoidina para tubos de diálise e hirudina para anticoagulação.

A primeira diálise num humano durou apenas 15 minutos. Cânulas vasculares foram inseridas na artéria radial esquerda e na veia antecubital sob anestesia local. O paciente não sofreu nenhum efeito adverso com a cirurgia e o procedimento foi isento de interrupções ou complicações. Haas calculou (...) que 150 ml de sangue foram limpos. Assim, a primeira diálise de um ser humano, por mais ineficaz que fosse para o benefício do paciente, foi realizada (..) em outubro de 1924.



Dialisador desenvolvido por G. Haas. Fonte

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Fonte: Gottschalk, C. W., & Fellner, S. K. (1997). History of the Science of Dialysis. American Journal of Nephrology, 17(3-4), 289–298

Sobre a parceria entre Total e Indian Oil no setor dos betumes, e o ambicioso projeto Bharatmala que construirá 84 mil km de novas estradas na Índia

A Indian Oil Corporation, maior refinadora e comerciante de produtos petrolíferos da Índia, e a Total, empresa global de energia anunciaram em 2020 a formação de uma empresa 50:50 Joint Venture (JV) que fabricará e comercializará derivados de betume de alta qualidade e produtos especiais para a crescente indústria de construção de estradas na Índia.

A Total é a principal fabricante e fornecedora de betume na Europa enquanto a Indian Oil é o maior player no mercado de betume indiano. As duas empresas já estabeleceram um relacionamento comercial na Índia, principalmente em negócios de GLP e aditivos para combustível.

A procura por material agregado e material manufaturado para o setor de construção e reabilitação de estradas na Índia é muito alta, especialmente para derivados de betume de boa qualidade.

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Fonte: Total 


O projeto Bharatmala, e o atraso na execução devido ao COVID

Num grande esforço de infraestruturação, o governo aprovou um mega plano para construir 83677 km de estradas até março de 2022 [prazo entretanto revisto], a um custo de cerca de 79 mil M€, que inclui o ambicioso projeto Bharatmala. 34800 km de rodovias serão sob a Fase 1 do projeto Bharatmala.

O Ministro da União, Nitin Gadkari, disse que o Bharatmala será um importante motor para o crescimento económico do país e ajudará a concretizar a visão do Primeiro Ministro Narendra Modi de uma 'Nova Índia'.

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Fonte: India TV News 


Cerca de 21 % da execução do projeto Bharatmala foi concluída a 31 de março de 2020. Dada a disponibilidade limitada de mão de obra e perda de produtividade devido ao COVID-19, o ritmo de execução para o AF2021 permanecerá baixo, em 3.104 novos km e, posteriormente, deverá aumentar  em 10-15 % em 2022 antes do pico no 2024. As obras pendentes deverão ser concluídas até o 2026.

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Fonte:  Business Today


As refinarias da Indian Oil e a produção de betume em território indiano: 

 

A capacidade de refinação do grupo Indian Oil é de 80,2 milhões de toneladas métricas por ano (MMTPA) - a maior parcela entre as empresas de refinação na Índia. É responsável por aproximadamente 32% da capacidade nacional de refino.

A IndianOil produz betumes nas suas refinarias em Panipat, Mathura, Koyali, Haldia e Chennai, e comercializa-os a granel bem como embalado em tambores de aço. A IndianOil também comercializa Betume modificado de borracha fragmentada (CRMB) e Emulsão. O CRMB é produzido nas refinarias Panipat, Mathura, Koyali, Haldia e CPCL. A IndianOil comercializa a emulsão de betume com a marca Indemul e é produzida a partir de fábricas de emulsão localizadas em Haldia.

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Fonte: Indian Oil

Coluna 'Ver para Crer' BEQ (2021.2): uma ferramenta para medir a espessura de revestimentos aplicados a superfícies

Tool to Measure Wet Film Thickness from r/specializedtools


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Corroborando a máxima de que uma imagem vale mais que mil palavras, a coluna 'Ver para Crer' BEQ tem por objetivo divulgar conteúdos multimédia cativantes que possam elucidar dos diferentes fenómenos e contextos em que a engenharia química tenha uma palavra a dizer, seja de forma direta ou meramente simbólica. 




Revista de imprensa BEQ (2021.2): GALP muda de CEO e reforça no lítio, 1ª fábrica de vacinas em Portugal, e dificuldades no abastecimento de oxigénio no Brasil



"Em comunicado, a Savannah refere que foi assinado um acordo de fornecimento garantido (off-take) à Galp de uma parte (até 50%) do lítio que a Savannah extrair em Covas do Barroso. A Galp irá pagar 6,4 milhões de dólares (5,2 milhões de euros) para ficar com uma participação de 10% na empresa criada para o efeito. Adicionalmente, a petrolífera – que até ontem era liderada por Carlos Gomes da Silva - assume a intenção de participar na gestão do projecto e partilhar a sua “experiência significativa no desenvolvimento de projectos de matérias-primas de larga escala em Portugal”."


"Com o enorme desafio da transição energética pela frente, a portuguesa Galp contratou um gestor com três décadas e meia de experiência na petrolífera Shell, petrolífera que em 2019 deu o salto dos combustíveis fósseis para a nova era das renováveis. Chama-se Andy Brown e em breve porá fim a 14 anos de Carlos Gomes da Silva na administração da Galp, que agora renuncia ao cargo”.(...) E entra, a 19 de fevereiro, o consultor especializado em hidrogénio e novas energias, mas ainda assim com um enorme background do setor petrolífero."


"O grupo farmacêutico espanhol Zendal, fabricante da nova vacina contra a covid-19, Novavax, está a construir uma unidade industrial em Paredes de Coura. A fábrica, que representa um investimento de 15 milhões de euros e deverá entrar em fase de produção no final deste ano, irá reforçar a capacidade de produção do grupo com sede em Porriño, na Galiza. E que produzirá a Novavax para toda a Europa. Será a primeira unidade industrial de fabricação de vacinas em grande escala de Portugal."


"A Associação Brasileira de Indústria Química (Abiquim) disse, em nota, que a produção de oxigênio hospitalar no país é suficiente para atender ao aumento da demanda pela pandemia do novo coronavírus, (...) Segundo a Abiquim, o problema está relacionado à logística e ao transporte seguro desses gases medicinais. "As situações de consumo atípico poderiam ser supridas por outras instalações no país, mas as dificuldades logísticas de algumas regiões tornam esta distribuição mais demorada e complexa", diz a nota."

Sobre um tecido superhidrofóbico inspirado no pêlo dos ursos polares, para o isolamento térmico simultâneo ao ar e água



Os ursos polares têm pêlos especiais com microestrutura porosa e superfície hidrofóbica, que os ajudam a manter-se aquecidos tanto no ar frio quanto na água. Devido à grande diferença na temperatura e no processo de transferência de calor dos ambientes aquáticos e terrestres, é bastante difícil para os materiais isolantes térmicos conhecidos manterem o isolamento ideal no ar e em água em simultâneo. Para resolver esse problema, [investigadores do College of Chemical and Biological Engineering da Zhejiang University (China) desenvolveram] um têxtil poroso superhidrofóbico que imita as excelentes propriedades de isolamento térmico dos pêlos do urso polar.

(...) Considerando apenas a convecção natural (...) o coeficiente de transferência de calor convectivo h é de cerca de 3∼20W m-2 K-1 no ar, mas aumenta para 100∼600W m-2 K-1 se em ambiente subaquático [17]. Portanto, ainda que a temperatura do ar seja muito mais baixa do que a temperatura da água na região ártica, a perda de calor por convecção em água pode ser dezenas de vezes maior do que no ar. (...) A maioria dos materiais isolantes depende do ar aprisionado na estrutura porosa para atingir o isolamento ideal [19-20]. Esses materiais perdem facilmente a capacidade de isolamento térmico quando o ar nos poros é substituído por água. (...) Por outro lado, os materiais mais comumente usados ​​para proteção térmica subaquática são espumas de borracha, como o neopreno de célula fechada [14]. Eles funcionam em água através do ar ou outros gases encerrados nas células fechadas, exibindo uma condutividade térmica de cerca de 50∼200 mW ·m-2 K-1 [14-16].


Teste de isolamento térmico de têxteis porosos hidrofílicos, ~
têxteis não porosos superhidrofóbicos e têxteis porosos 
superhidrofóbicos tanto no ar como em água. Fonte


(...) Devido à sua natureza hidrofóbica e porosa, [os pêlos do urso polar] apresentam uma excelente capacidade de isolamento térmico tanto no ar quanto em água, o que os ajuda a sobreviver na fria região ártica [24]. Seguindo a mesma estratégia, [os investigadores Ziyu Shao, Yujie Wang, e Hao Bai] confeccionaram um têxtil superhidrofóbico com fibras porosas obtidas através de uma técnica chamada freeze-spinning [25] seguida de um tratamento superficial superhidrofóbico. O têxtil resultante é capaz de capturar o ar na estrutura porosa multi-escala, proporcionando excelente capacidade de isolamento térmico tanto ao ar quanto em água. Com a versatilidade e escalabilidade da abordagem, [estes investigadores] acreditam que o estudo abre caminho para a engenharia bioinspirada de têxteis termorreguladores tanto em ar frio quanto em água [1], [26-28].

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Fonte: Ziyu Shao, Yujie Wang, Hao Bai, A superhydrophobic textile inspired by polar bear hair for both in air and underwater thermal insulation, Chemical Engineering Journal, 397 (2020) 125441.

Coluna 'Ver para Crer' BEQ (2021.2): diferentes comprimidos a dissolver em água em câmara lenta


Timelapse of pills dissolving in water from r/Damnthatsinteresting

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Corroborando a máxima de que uma imagem vale mais que mil palavras, a coluna 'Ver para Crer' BEQ tem por objetivo divulgar conteúdos multimédia cativantes que possam elucidar dos diferentes fenómenos e contextos em que a engenharia química tenha uma palavra a dizer, seja de forma direta ou meramente simbólica. 



Sobre misturadores/reatores de jatos opostos (T-Jet ou Y-Jet), suas vantagens e os vários parâmetros influentes no seu desempenho


 CFD simulations of the active mixing on T-jets mixers. Fonte


A mistura é uma das operações unitárias mais comuns e importantes entre os processos industriais. A importância é particularmente significativa em escoamentos turbulentos com reações químicas associadas porque as escalas de tempo de reação podem ser semelhantes ou até mesmo em ordens de magnitude inferiores às da mistura. Consequentemente, a eficiência da mistura no sistema é um fator crucial na melhoria da qualidade de um produto desejado. 

Entre os diferentes tipos de reatores, os reatores a jato de colisão confinada(referidos neste trabalho simplesmente como reatores a jato) são frequentemente usados em processos que requerem altas intensidades de mistura, como a produção de partículas por precipitação [1-3]. Este tipo de reator permite a mistura quase instantânea ao nível molecular (na ordem de milissegundos) e limita o risco de retenção do produto (ou entupimento em casos extremos) [4-6]. Os reatores a jato são comumente utilizados na indústria, entre outros, para a produção de partículas [1,2,7,8] ou simplesmente como agentes de pré-mistura [9].

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Fonte: K. Wojtas, W. Orciuch,  Ł. Makowski, Large Eddy Simulations of Reactive Mixing in Jet Reactors of Varied Geometry and Size, Processes 2020, 8, 1101


Vantagens (também) para gerir reações complexas e rápidas

Os reatores de jatos opostos são baseados no contacto direto de correntes reativas, o que permite altas concentrações máximas locais dos referidos reagentes, aumentando a velocidade de reação química. Portanto, esses reatores são particularmente adequados para reações químicas complexas e rápidas. Um tipo particular de sistemas de reação introduzidos para a micromistura de referência são as reações químicas competitivas consecutivas [1, 2] (...) Os reatores de jatos opostos são particularmente adequados para lidar com este tipo de reações desafiadoras por por promover contato de dois jatos líquidos (... ) rápido o suficiente para que [uma] segunda reação não ocorra.

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Fonte:  R.J. Santos, M.A. Sultan, State of the Art of Mini/Micro Jet Reactors, Chem. Eng. Technol., 36: (2013) 937-949.

 

Distribuições de concentração de fluxo para diferentes seções transversais de um reator de jatos opostos em forma de Y. Fonte


Parâmetros que afetam o desempenho de um misturar/reator de jatos opostos:

Os regimes de escoamento são afetados não apenas pelo número de Re da operação, mas também pela geometria do misturador. Devido à escala da maioria dos reatores de jato em T, o número Re associado ao regime de fluxo é baixo e, portanto, a maioria dos regimes de escoamento de operação são laminares. (...) O regime de escoamento em reatores de jato em forma T tem um forte efeito na mistura e depende de muitos parâmetros, como a razão de momento dos jatos, o número de Re dos jatos, e a relação de larguras câmara-injetor ou de largura-profundidade da câmara.
 
(...) Um dos parâmetros que foi identificado como chave nos jatos T é a proporção da largura da câmara de mistura W sobre a largura do injetor w, a proporção W / w. Estudos sobre jatos de colisão livre, ou seja, jatos que colidem sem estarem confinados numa câmara de mistura, demonstram que a folga entre os jatos opostos é um fator importante para a estabilidade do fluxo. (...) A expansão dos jatos e do headspace não são os únicos parâmetros geométricos conhecidos com efeito sobre o regime de escoamento dos jatos em T. A profundidade da câmara de mistura também é um fator importante. (...) O headspace é uma cavidade acima dos jatos onde os vórtices são formados, o que é um fator crítico para habilitar a auto-oscilação dos jatos [76, 92], mas não é uma opção de dimensaionamento comum. (...) As dimensões da câmara também podem ter um impacto na mistura.

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Fonte:  R.J. Santos, M.A. Sultan, State of the Art of Mini/Micro Jet Reactors, Chem. Eng. Technol., 36: (2013) 937-949.

Revista de imprensa BEQ (2021.1): hidrogénio na rede de gás, Saint-Gobain investe e automatiza-se, nova fábrica angolana de gás , refinaria de lítio prioritária

 


"Projeto liderado pela Galp Gás Natural Distribuição envolve outras empresas portuguesas, como a Gestene e a PRF, e será em Portugal o primeiro teste no terreno à mistura de hidrogénio no gás, abrangendo 80 consumidores finais. (...) Não é um projeto de milhões. Não é revolucionário à escala global. Mas é pioneiro em Portugal e poderá ser o teste de pequeníssima escala de que o país precisa para verificar a exequibilidade técnica da injeção de hidrogénio na rede de gás. Chama-se Green Pipeline Project e vai acontecer no Seixal."


"A multinacional francesa Saint-Gobain investiu 1,2 milhões de euros numa nova linha de pastas de produção, em Aveiro, que lhe permitirá a ampliar a oferta de produtos Weber e incrementar a produtividade. (...) a nova linha, já operacional desde novembro, permitirá "ampliar a capacidade de produção dos produtos de revestimento de fachadas, assim como a possibilidade de produzir novos produtos nas gamas de colagem e pavimentos". "Adicionalmente, o investimento levará a um "upgrade" da automação dos processos, permitindo um incremento da produtividade".


"O objectivo do ministro do Ambiente é tornar Portugal numa potência europeia na cadeia das baterias eléctricas. A refinação é a chave na corrida europeia do lítio. (...) Portugal é apontado como tendo das maiores reservas deste mineral na Europa, mas ainda precisa de as confirmar, lançando o concurso para prospecção e pesquisa.(...) Até 2030 a procura de lítio vai aumentar 14 vezes. E em 2050, o mercado vai ser 43 vezes maior. ".


"Pelo menos três mil postos de trabalho directos vão ser criados, a partir do segundo trimestre de 2021, com a construção pela petrolífera ENI-Angola de uma fábrica de processamento de gás natural, no município do Soyo, província do Zaire. A unidade fabril será (...) com capacidade para processar 400 milhões pés cúbicos/dia de gás. O projecto é um consórcio entre a ENI-Angola-SPA e a Sonangol-EP e contempla também a exploração de dois campos de gás não associados (Quilima e Maboqueiro), localizados na área do offshore angolano em águas rasas, 50 quilómetros da costa Norte de Angola ao sul do rio Congo.".

Sobre uma inovadora forma de gerar eletricidade a partir de sombras que pode também servir de sensor para registar a presença/movimento de um objeto


Uma equipa dos departamentos de Ciência e Engenharia de Materiais e de Física da National University of Singapore (NUS) criou um dispositivo gerador de energia por efeito de sombra (SEG), que faz uso do contraste na iluminação entre áreas iluminadas e sombreadas para gerar eletricidade. O avanço da investigação foi relatado na revista científica Energy & Environmental Science em 15 de abril de 2020.

“As sombras são omnipresentes e muitas vezes dadas como garantidas. Em aplicações convencionais fotovoltaicas ou optoeletrónicas, onde uma fonte constante de luz é usada para alimentar dispositivos, a presença de sombras é indesejável, pois degrada o desempenho dos dispositivos. Neste trabalho, capitalizámos o contraste de iluminação causado pelas sombras como uma fonte indireta de energia. O contraste na iluminação induz uma diferença de voltagem entre a sombra e as seções iluminadas, resultando na criação de corrente elétrica. Este novo conceito de recolha de energia na presença de sombras não tem precedentes ”, explicou o líder da equipa de investigação, Dr. Tan Swee Ching, professor no departamentos de Ciência e Engenharia de Materiais da NUS.

(...) Esta nova abordagem para viabilizar energia a partir da iluminação e das sombras (associadas a baixas intensidades de luz) para maximizar a eficiência da coleta de energia é emocionante e oportuna.

Para enfrentar este desafio tecnológico, a equipa da NUS desenvolveu um SEG de baixo custo e fácil de fabricar para realizar duas funções: (1) converter o contraste de iluminação das sombras parciais em eletricidade e (2) servir como um sensor de proximidade alimentado para monitorar objetos que passam.


Desenho da estrutura e desempenho interno do SEG. 
Fonte: Energy Environ. Sci., 2020,13, 2404-2413


“Quando toda a célula SEG está sob iluminação ou na sombra, a quantidade de eletricidade gerada é muito baixa ou nenhuma. Quando uma parte da célula SEG é iluminada, um output elétrico significativo é detectado. Também descobrimos que a área de superfície ideal para geração de eletricidade é quando metade da célula SEG está iluminada e a outra metade na sombra, pois isso dá área suficiente para geração de carga e recolha, respectivamente ”, disse o co-líder da equipe, Dr. Andrew Wee, professor no departamento de Física da NUS.

Com base em ensaios de laboratório, o SEG de quatro células da equipa é duas vezes mais eficiente sob o efeito de sombras em movimento quando comparado com células solares de silício comerciais.  Além disso, a equipe também mostrou que o SEG pode servir como um sensor autoalimentado para monitorar objetos em movimento. Quando um objeto passa pelo SEG, ele projeta uma sombra intermitente no dispositivo e aciona o sensor para registar a presença e o movimento do objeto.

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Fonte: NUS News

Coluna 'Ver para Crer' BEQ (2021.1): um permutador de calor de carcaça e tubos de respeito

 

Impressive Heat Exchanger (Pic) from r/ChemicalEngineering


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Corroborando a máxima de que uma imagem vale mais que mil palavras, a coluna 'Ver para Crer' BEQ tem por objetivo divulgar conteúdos multimédia cativantes que possam elucidar dos diferentes fenómenos e contextos em que a engenharia química tenha uma palavra a dizer, seja de forma direta ou meramente simbólica.