O Brasil é crucial para mitigar as mudanças climáticas e evitar a perda de biodiversidade. Noentanto, dependendo do caminho para transição energética, as grandes obras de infraestruturasde energia podem causar consequências negativas, como conflitos no uso e coberturado solo e desmatamento. Além disso, as mudanças climáticas podem afetar a disponibilidadede recursos de energia renovável, resultando na implantação inadequada de novas infraestruturasem determinados locais. Para explorar estas complexidades, propomos a utilização dométodo de 'modelagem para gerar alternativas' (MGA) incorporado no Calliope, um modelode energia baseado em programação linear, que visa minimizar os custos. MGA explora alternativaspróximas à solução ótima não excedendo 5% do custo total do sistema. Ao combinarcinco camadas principais - demanda, política, mudanças climáticas, dados meteorológicos ealternativas - serão gerados 1.600 soluções energéticas de longo prazo para o Brasil. O modeloe os cenários contam com uma abordagem extensiva de dados preparada em uma etapade pré-processamento. Primeiro, realizaremos uma simulação e correção de viés da recursoseólico e solar utilizando dados de reanálise ERA-5. Em segundo lugar, serão utilizados dadosgeoespaciais para calcular a disponibilidade de terras e a capacidade máxima energética quepode ser implantada em determinada zona. Em terceiro, serão aplicados fatores de mudançasclimáticas (CCF) aos recursos renováveis para avaliar seus impactos sobre o sistema de energiabrasileiro. Esta proposta está inserida no escopo do INCT-Mudanças Climáticas 2, componenteSegurança Energética, que implementou a metodologia para cálculo do CCF para os recursosde energia solar e eólica, de modo que esta proposta dará continuidade com desenvolvimentode ajustes ao modelo energético brasileiro. Por último, cada cenário será analisado e categorizadoem indicadores de sustentabilidade e energia.

Diante da necessidade de formar um corpo técnico para atuar junto ao projeto colaborativo "Energia limpa, vida sustentável", vinculado ao "Programa Iniciativa Amazônia +10" e que tem como organizadores o CONFAP, CONSECTI e CNPq, o presente requerimento tem como objetivo selecionar um bolsista Treinamento Técnico nível III (TT-3) para atuar fornecendo suporte às demandas dos/as pesquisadores/as nos trabalhos de planejamento, organização e execução das atividades previstas no projeto. O intuito da bolsa é contribuir para a formação do estudante graduado, ao mesmo tempo promovendo especialização e abertura de perspectiva interdisciplinar.

O plano de atividade de bolsa de pós-doutorado propõe o estudo da deposição de filmes de vanadato de bismuto (BiVO4) sobre substrato de vidro condutor, e a formação de heterojunções hiperfinas para aumentar a estabilidade química em meio aquoso e acelerar a transferência de cargas na superfície. O material BiVO4 (BVO) é um semicondutor do tipo n com características estruturais e eletrônicas muito promissoras para reações de evolução de oxigênio (OER), tais como, estreita energia de bandgap (~2,4 eV), alto coeficiente de absorção, estabilidade química em potenciais em soluções com uma ampla faixa de pH. No entanto, BiVO4 sob iluminação em uma solução com pH próximo de neutro, pode se tornar instável, devido ao quase nível de Fermi de buracos sofrer mudanças para potenciais mais anódicos, e redefinir a estabilidade química do material. Neste projeto, iremos estudar a formação de fotoanodos de BiVO4 com alto controle de espessura e iremos investigar a estabilidade em uma ampla faixa de potencial de pH, com diferentes eletrólitos tamponados (borato, fosfato e citrato). Será realizado um estudo detalhado da formação de heterojunções hiperfinas (< 3nm) com camadas protetoras para a reação e evolução de oxigênio (OER). Por fim, após obtermos um sistema estável e de elevada atividade para OER, iremos utilizar o BiOV4 como fotoanodo em um dos lados da célula tandem, que será aplicado no sistema de geração de hidrogênio sem potencial externo (bias-free). Além do estudo da formação de fotoanodo estável, o candidato a bolsa PD fará estudos das propriedades eletrônicas dos materiais para a construção do diagrama de bandas de energia, utilizando técnicas avançadas de superfície, tais como XPS, UPS e Mott-Schottky.

A Agrovoltaica Animal combina melhor conforto térmico, produção de proteínade origem animal e energia renovável numa mesma área, uma alternativa viável paraintensificação sustentável na produção de bovinos de corte em ambiente tropical. Noentanto, o empoeiramento em currais de confinamento, além de ser um fator de risco asaúde humana e animal, pode também diminuir a eficiência na geração de energia pormódulos fotovoltaicos, um problema que precisa ser investigado. Nessa pesquisa,objetiva-se estudar o impacto do empoeiramento em currais de confinamento de bovinosde corte sobre a taxa de deposição de poeira em painéis fotovoltaicos e sua influência naeficiência de geração de energia elétrica. O estudo será conduzido entre setembro enovembro de 2023 no Laboratório de Bioclimatologia Animal da FCAV/UNESP, campusde Jaboticabal. Durante sessenta dias consecutivos, será feita a limpeza diária de cincomódulos fotovoltaicos em uma estrutura de sombreamento artificial com 21 painéis,instalada em um curral com 890 m2. Nesse curral, 20 bovinos Nelore ficarão alojadosdurante 120 dias. A taxa de geração de energia elétrica (kW/h) será medidasimultaneamente em intervalos de cinco minutos por meio de micro inversores defrequência, em módulos fotovoltaicos limpos e não limpos. Será medida também a taxade partículas em suspensão no curral (µm m-3) e a quantidade de partículas depositadasna face superior dos módulos fotovoltaicos (mg m-2). As variáveis meteorológicastemperatura do ar, radiação solar de ondas curtas, radiação solar ultravioleta e velocidadedo vento serão medidas em intervalos de cinco minutos. Modelos de regressão utilizandoinferência bayesiana serão ajustados para testar o efeito de múltiplas variáveisindependentes (e.g., módulos fotovoltaicos limpos e não limpos, dias do experimento,irradiância solar de ondas curtas, irradiância solar ultravioleta e quantidade de partículasdepositadas nos módulos) sobre a eficiência de geração de energia elétrica. Os resultadosdesse projeto trarão conhecimento científico robusto de como a poeira em currais deconfinamento de bovinos pode afetar a eficiência de geração de energia em sistemas deprodução integrados como a Agrovoltaica Animal.

Um dos processos mais promissores para a produção de energia limpa e sustentável é a fotossíntese artificial. Apesar dos esforços científicos significativos na redução fotocatalítica de CO2, o processo ainda só é viável ao nível de laboratório devido ao fato de que os materiais fotocatalisadores atuais sofrem de vários problemas, como (1) baixa absorção de luz visível, (2) baixa separação de carga, (3) alta taxa de recombinação de carga, (4) transporte de carga lento, (5) baixa seletividade do produto, (6) capacidade redox insuficiente e (7) baixa atividade catalítica. Este trabalho visa investigar e construir um esquema-S baseado em heteroestruturas de BiVO4 decoradas com materiais com propriedades magnéticas. BiVO4 é um semicondutor com energias de bandas adequadas para reduzir a molécula de CO2, sendo um importante candidato para formar heteroestrutuas (esquema - S) com materiais semicondutores, com estruturas de banda apropriadas para separação de portadores de cargas (por exemplo, NiFe2O4). A capacidade de potencial redox e separação espacial de cargas serão alcançadas pela configuração do esquema - S. O transporte e a separação de cargas serão potencializados através da aplicação de um campo magnético externo. Os cocatalisadores operam como extratores de elétrons, atuando como sítios ativos na adsorção e ativação de CO2, capazes de facilitar a seletividade do produto gerado. Uma variedade de novos fotocatalisadores magnéticos para formar esquema-S com BiVO4 serão construídos. Prevê-se que os efeitos sinérgicos da configuração do esquema-S, potencializados pela presença de um campo magnético externo, resultem em excelente desempenho fotocatalítico na conversão de CO2 e seletividade completa do produto. Os principais objetivos desta proposta estão alinhados com a Contribuição Nacionalmente Determinada (NDC) do Brasil para reduzir as emissões de gases de efeito estufa sob o Acordo de Mudança Climática de Paris (AMC). A experiência do candidato e do supervisor na redução fotocatalítica de CO2, fotossíntese artificial e estudo de formação de heteroestruturas de semicondutores, bem como o acesso às infraestruturas adequadas para desenvolver o projeto, garantem que os objetivos propostos sejam alcançados com sucesso.

A geração de energia elétrica por meio de micro-aerogeradores em áreas urbanas é de grandeimportância atualmente, dada a crescente preocupação com a sustentabilidade e a busca porfontes renováveis de energia. O objetivo deste projeto é criar um modelo para calcular aquantidade de energia produzida por micro-aerogeradores em áreas urbanas, utilizandotécnicas de aprendizado de máquina, como árvore de decisão, redes neurais e modelos deregressão. Os dados necessários para treinar o modelo serão obtidos através de simulaçõesrealizadas com o aplicativo System Advisor Model (SAM). Para as medidas anemométricas eclimatológicas da região estudada e as especificações técnicas do micro-aerogerador, serãoutilizados dados disponibilizados na biblioteca do aplicativo SAM. O tema proposto contribuipara a otimização da geração de energia elétrica a partir de fontes renováveis, especialmenteem áreas urbanas, onde o espaço disponível para instalação de sistemas de geração de energiaé limitado.

O aumento da população mundial trás como necessidade uma maior produção de energia tornando-se este um dos maiores desafios para o século XXI. Uma alternativa sustentável é a produção de energia utilizando biomassa lignocelulósica da casca do cacau. Em 2017, 4,2 milhões de toneladas de cacau foram produzidas, deste valor, 85% é composto por rejeitos (casca do cacau, casca da amêndoa do cacau e mucilagem), assim há uma oportunidade no tratamento desses rejeitos. O tratamento da lignocelulose já vem sido pesquisado, visando formas mais eficiências de transformá-la em diversas formas de energia e combustível. Para tal, os processos utilizados envolvem tratamentos físicos, químicos e biológico, tal como uma combinação dos mesmos, que visam quebrar os mecanismos de resistência da lignocelulose e disponibilizar seus componentes em compostos mais simples. Entretanto, os tratamentos físicos e químicos demonstram custo relativamente maior, se comparado ao biológico, e também não são favoráveis ao meio ambiente, e apesar desse tratamento representar maior custo beneficio e ser mais sustentável, não tem recebido tanta atenção. Em específico, para o tratamento biológico são usados fungos (da podridão branca e parda, entre outros), tal como enzimas especificas, que são capazes de quebrar a estrutura da lignocelulose. Diante do exposto, o objetivo deste projeto será desenvolver um método ágil e eficaz para o tratamento da casca do cacau visando a produção de biocombustível, de forma sustentável e economicamente viável.

Criação de um repositório de dados linguísticos, culturais, etnográficos para o projeto "Energia limpa, vida sustentável: fomento à educação escolar, à transmissão de práticas tradicionais e à geração de renda entre os povos indígenas do Baixo Oiapoque e MapueraTrombetas-Nhamundá (Calha Norte)". A atividade será desenvolvida ao longo de dois anos, considerando a execução de 5 etapas, que podem ser executadas em paralelo ao longo de todo o projeto. São elas: 1. coleta e preparação dos dados, 2. Documentação e divulgação dos resultados do projeto, 3. Capacitação e treinamentos, 4. Edição de materiais, análises e criação de metadados e 5. Espelhamento da coleção em acervos digitais de parceiros e ajustes de regras e políticas de acesso e assinatura de termos de salvaguarda entre instituições.A bolsista aplicará metodologia que desenvolveu em projetos anteriores - no Museu Goeldi e Museu do Índio - para a otimização de processos e analisará a necessidade de desenvolver novas metodologias; definirá os padrões e nomenclaturas que serão utilizados na organização dos materiais; realizará a pesquisa junto a parceiros e acervos atuais para classificação de conteúdos e por fim intermediará e executará as atividades de análise da integridade, consistência e validação dos dados das coleções. Para isso, utilizará equipamentos que serão adquiridos pelo projeto, como o storage NAS que utiliza tecnologia de redundância de dados, com sistema RAID 6; computadores voltados para edição de multimidias; smartphones, filmadoras e gravadores para captura de materiais. Tudo com suporte de tecnologia para proteção contra variações da energia elétrica. Serão mais de 20 terabytes de espaço de armazenamento destinado a receber e replicar dados primários, secundários, entre outros. Considerando a volatilidade de dados digitais, o projeto prevê também o espelhamento das coleções estruturadas em acervos digitais de institutos parceiros. Além destas atividades a bolsista irá apoiar a gestão do projeto nas atividades de elaboração de prestação de contas. (AU)

A conjuntura mundial atual, em profunda transformação em virtude da pandemia de covid-19, coloca sérias questões a respeito do meio ambiente, crescimento econômico, energia e sociedade. Dessa forma, o uso eficiente de energia em prol de um desenvolvimento equânime e sustentável se tornou assunto bastante importante, de modo a compelir reflexões e ações na busca de soluções na forma de programas de eficiência energética. No Brasil, a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) já há alguns anos tem proposto procedimentos para tais programas, sendo que uma das possibilidades se refere à realidade das populações de baixa renda. Nesse sentido, as ações nesse âmbito têm sido orientadas historicamente e majoritariamente pela substituição de equipamentos antigos e ineficientes por outros, novos e eficientes. No entanto, tais ações não esgotam as possibilidades, pois deixam de considerar não apenas aspectos relativos aos modos de vida e cultura das populações de baixa renda, mas também novas tecnologias disponíveis de aproveitamento de energias renováveis. Dessa maneira, esta proposta de pesquisa de doutorado tem como objetivo estudar a viabilidade de formação de comunidades de energia centradas na geração fotovoltaica, tendo em vista sua aplicação em programas de eficiência energética para populações de baixa renda. O conceito de comunidade de energia expressa o envolvimento de pessoas no suprimento, demanda e distribuição de energia, cujos resultados são divididos entre seus membros. Este projeto de pesquisa se caracteriza como um estudo de caso a ser desenvolvido na Região Noroeste de Campinas, que tem o menor Índice de Desenvolvimento Humano do município. O projeto é definido como sendo de métodos mistos de caráter exploratório e pretende contribuir para um diálogo interdisciplinar sobre o tema, bem como também contribuir para a formulação de políticas públicas para o desenvolvimento socioeconômico e bem-estar da população. Pretende, ainda, contribuir para o planejamento de programas de eficiência energética, num momento em que o mundo todo se volta para a questão do meio ambiente e sustentabilidade.

O consagrado método de Tower foi criado em 1924 e ao longo de quase um século tem sido amplamente utilizado. No IQUSP, sua utilização tem sido bastante ampla para a síntese de nanomateriais, com destaque para nanopartículas de hidróxidos de metais de transição, sendo o Ni um dos mais utilizados. Ao longo de anos, o método de Tower foi utilizado seguindo o que a literatura descrevia, utilizando difração de raios-X para monitorar a qualidade do material formado. Em 2020, ao sintetizar materiais, um estudante do grupo optou também por realizar a análise elementar do material obtido, detectando um teor de carbono bastante acima do que era esperado. Na época não havia uma explicação definitiva para o fato, e teor de C foi atribuído à glicerina não eliminada na lavagem. Recentemente passou-se a suspeitar da formação de glicerolatos dos metais, uma vez que, pode haver a formação de glicerolatos metálicos, hidróxidos metálicos e eventualmente de espécies mistas (glicerolatos + hidróxidos metálicos), tendo em vista que foi verificado que tanto os glicerolatos metálicos como os hidróxidos metálicos apresentam padrões de difração de raios-X muito semelhantes, especialmente em relação ao pico em baixo ângulo atribuído a formação de estruturas lamelares. Assim, o entendimento de tais processos é de grande importância e a avaliação das potencialidades dos glicerolatos de diferentes metais poderá proporcionar resultados relevantes para a área de supercapacitores, baterias, eletrocatálise e de sensores eletroquímicos. No presente projeto de doutorado pretende-se desenvolver nanomateriais baseados em sóis de alfa-NiCo(OH)2 (ou NiCo-Gli, NiCo-G) em diferentes proporções de níquel e cobalto, aplicando-se o método de Tower modificado (sol-gel) na presença e ausência da base KOH. Será investigada a semelhança estrutural observada inicialmente em ambos os materiais através dos padrões de difração dos raios-X (DRX) reportados na literatura. Esta pesquisa buscará responder se realmente ocorre a formação de alfa-NiCo(OH)2 quando aplicado o método Tower modificado ou se ocorre a formação de glicerolatos metálicos. Além da comparação dos resultados por DRX, os diferentes materiais serão comparados por diferentes técnicas espectroscópicas e eletroquímicas. Os glicerolatos e/ou hidróxidos metálicos eletroativos, deverão ser utilizados para preparar filmes finos, visando a aplicação em tecnologias enérgicas, como eletrocatalisadores e materiais de eletrodos (positivos) em supercapacitores híbridos. Adicionalmente, deveremos aplicar estes materiais para o desenvolvimento de sensores, visando a determinação e quantificação de espécies de interesse com o uso de técnicas eletroanalíticas em fluxo, como Flow Injection Analysis (FIA) e Batch Injection Analysis (BIA), com a confecção de células eletroquímicas otimizadas. (AU)