Filmes finos dielétricos para dispositivos microeletrônicos avançados

Apresentamos mecanismos de formação e de degradação térmica de filmes fi- nos (espessura da ordem de 10 nm) de diferentes dielétricos sobre substrato de silício monocristalino. Tendo em vista a aplicação dessas estruturas em MOSFETs (transistores de efeito de campo metal-óxido-semicondutor), estudamos o consagrado óxido de silício (SiO2), os atuais substitutos oxinitretos de silício (SiOxNy) e o possível substituto futuro óxido de alumínio (Al2O3). Nossos resultados experimentais baseiam-se em técnicas preparativas de substituição isotópica e de caracterização física com feixes de íons (análise com reações nucleares) ou raios- X (espectroscopia de fotoelétrons). Observamos que: (a) átomos de silício não apresentam difusão de longo alcance (além de ~ 2 nm) durante o crescimento de SiO2 por oxidação térmica do silício em O2; (b) nitretação hipertérmica é capaz de produzir filmes finos de oxinitreto de silício com até dez vezes mais nitrogênio que o resultante do processamento térmico usual, sendo que esse nitrogênio tende a se acumular na interface SiOxNy/Si; e (c) átomos de oxigênio, alumínio e silício migram e promovem reações químicas durante o recozimento térmico de estruturas Al2O3/SiO2/Si em presença de O2. Desenvolvemos um modelo de difusão-reação que poderá vir a permitir o estabelecimento de condições ótimas de processamento térmico para filmes finos de Al2O3 sobre silício a serem empregados na fabricação de MOSFETs.

Melhores práticas ambientais em empresas do Rio Grande do Sul

A legislação ambiental, a conscientização ecológica e as relações de comércio têm feito com que muitas empresas desenvolvam práticas ambientais que resultem em maior qualidade ambiental para seus produtos, processos e serviços. O problema de pesquisa foi dado pelo seguinte questionamento: como as empresas do Rio Grande do Sul desenvolvem suas práticas ambientais, visando a melhoria da qualidade ambiental de seus produtos, processos e serviços? O objetivo geral da pesquisa foi: verificar as melhores práticas ambientais em empresas do Rio Grande do Sul, visando a melhoria da qualidade ambiental de seus produtos, processos e serviços. Os objetivos específicos buscaram (1) identificar os principais impactos ambientais negativos e as medidas adotadas pelas empresas para reduzilos, (2) verificar os indicadores adotados pelas empresas para medir a eficiência das ações desenvolvidas, (3) verificar se existe vinculação da qualidade ambiental com as metas de qualidade da empresa e com sua estratégia de negócios. Como método de pesquisa optou-se pelo survey, realizado com 188 empresas com certificação ISO9000 dos setores Químicopetroquímico, Plásticos-borracha, Metal-mecânico e Eletro-eletrônico do RS, seguido por estudo de casos. Os resultados deste estudo indicam que os principais impactos ambientais correspondem à geração de resíduos sólidos e efluentes líquidos, consumo de água e energia. As medidas ambientais adotadas pelas empresas visam sanar os principais impactos ambientais e a atuação ocorre ao longo do processo produtivo. As empresas responsáveis pelas melhores práticas ambientais usam indicadores de desempenho ambiental gerais e específicos e definem suas medidas com base nestes indicadores. No estudo de casos verificou-se que em cada uma das empresas as questões ambientais são tratadas de uma forma diferente, não são identificadas exigências ambientais de mercado, os novos negócios surgem em função da venda de resíduos e redução de custos e a qualidade ambiental é uma questão de eficiência do processo produtivo. A existência de um Sistema de Gestão Ambiental mais estruturado contribui para o tratamento mais abrangente dos aspectos ambientais de todas atividades da empresa.

Sistema integrado por filtro anaeróbio, filtro biológico de baixa taxa e banhado construído aplicado ao tratamento de lixiviado de aterro sanitário

A disposição no solo, qualificada ou não, provavelmente por longo tempo permanecerá como alternativa adotada por países não abastados para a destinação dos seus resíduos sólidos. Dada a escassez de recursos econômicos de tais nações, há uma demanda urgente por alternativas de baixo custo para o tratamento do efluente líquido ambientalmente altamente impactante gerado em tal processo: o lixiviado. O presente trabalho, desenvolvido em uma área do Aterro Sanitário da Extrema, Porto Alegre, vem contribuir apresentando resultados da utilização de três métodos biológicos de baixo custo aplicados consecutivamente ao tratamento de lixiviado bruto proveniente de aterro sanitário de resíduos sólidos: (1) filtro biológico anaeróbio com meio suporte de pedra britada nº 5, (2) filtro biológico aeróbio de baixa taxa com meio suporte de pedra britada nº 3 e (3) banhado construído de fluxo subsuperficial com cultivo de Typha latifolia sobre areia de elevada granulometria. O filtro anaeróbio demonstrou constituir-se em excelente alternativa de reduzido custo para o tratamento de lixiviado bruto. Utilizando-se afluente com 2690-8860 mgDBO5/L e 5345-14.670 mgDQO/L, apontou-se para um tempo de detenção hidráulica próximo a 56 dias como ótimo dos pontos de vista operacional e econômico, produzindo eficiências de remoção de DBO5 de 82,43% e de DQO de 77,70%. A pesquisa conduzida com filtro aeróbio de baixa taxa, ainda que produzindo resultados de significância limitada do ponto de vista estatístico, em função do reduzido número de repetições e utilização de apenas uma unidade experimental, apontou para um desempenho satisfatório da unidade, uma vez que, aplicado lixiviado previamente tratado anaerobicamente a 0,063 m3/(m2.d), obtiveram-se remoções de 53,17% de NTK, de 46,12% de nitrogênio (todas as formas) e de 36,01% de DBO5. A pesquisa com banhado construído de fluxo subsuperficial utilizado no polimento do lixiviado previamente tratado anaeróbia e aerobicamente produziu limitado número de resultados, sobretudo pela dificuldade de aclimatação das macrófitas utilizadas. Ainda assim, elevadas remoções de DBO5, DQO, NTK, nitrogênio (todas as formas), fósforo e cromo total foram obtidas operando-se com diluições para controle da salinidade, havendo adaptado-se as plantas a lixiviado com condutividade elétrica de 6370 µmho/cm.

Índice de qualidade de praia : o exemplo de Capão da Canoa

A população dos municípios do litoral norte do Rio Grande do Sul vem crescendo nas últimas duas décadas (IBGE, 2004). Em conseqüência, disso, começaram a surgir diversos problemas ambientais nessa região. Com o objetivo de avaliar o impacto ambiental produzido por esse crescimento foi criado, de forma inédita, um método para aferir o Índice de Qualidade de Praia (IQP), constituído por cinco indicadores, são eles: limites de segurança de praia, plano de manejo de dunas, balneabilidade da água, qualidade sanitária da areia e adequação da disposição final dos resíduos sólidos. Esse método foi testado na zona de balneário do município de Capão da Canoa, no período de dezembro de 2001 a março de 2002. Para tanto, foram atribuídos pesos para cada indicador por parte dos atores – técnicos, turistas e residentes – por meio do método de pesquisa de opinião-técnica Delphi. O somatório do produto do peso pela nota de cada indicador (0 ou 1), resultou numa classificação da praia do tipo C. Nessa categoria a balneabilidade é imprópria para banho. Não existe programa de limites de segurança de praia. Já a qualidade da areia é satisfatória, há área adequada para o depósito dos resíduos sólidos e há plano de manejo de dunas em funcionamento. De acordo com esse resultado, pode-se sugerir uma agenda de ações mitigadoras, ordenadas por prioridades, tendo em vista a gestão ambiental. Essa agenda e a avaliação confirmada com base no IQP pode, a longo prazo, contribuir para melhorar a qualidade de vida dos freqüentadores das praias, diminuir a degradação do ambiente costeiro e medir as melhorias implementadas.

Aspectos do comportamento não saturado de dois solos coluvionares : gasoduto Bolívia-Brasil

Nesta dissertação investiga-se o comportamento não saturado de dois solos coluvionares situados na divisa dos estados do Rio Grande do Sul e Santa Catarina, em um dos trechos do Gasoduto Bolívia-Brasil. Os solos coluvionares amostrados são constituídos por materiais provenientes de derrames básicos da Formação Serra Geral (basalto) e da Formação Botucatu (arenito). O trabalho de pesquisa realizado com esses solos tem seu enfoque dividido em duas partes principais (1) determinação da curva característica dos solos na condição indeformada e (2) análise do potencial de colapso de amostras indeformadas e remoldadas. O programa experimental inclui também ensaios de caracterização física e mineralógica dos materiais. A determinação da curva característica é fundamental para o entendimento do comportamento do solo não saturado, pois representa a capacidade do solo de armazenar água quando submetido a diferentes valores de sucção. As curvas características dos solos coluvionares investigados foram obtidas através de uma nova proposta de ensaio para o método do papel filtro. Os resultados das curvas características exibiram um formato de “sela”, indicando que a microestrutura e a macroestrutura presentes nesses solos têm um papel determinante na entrada e na saída de água dos poros do solo. Um modelo físico e uma hipótese para a variação da área de água nos diferentes trechos da curva característica foram propostos O índice de vazios inicial e a histerese determinaram a forma das curvas características dos solos estudados. Os valores elevados de índices de vazios iniciais, a presença de macroestrutura e microestrutura bem definidas, e a condição não saturada dos solos coluvionares motivaram uma análise do potencial de colapso. O colapso foi analisado através de critérios qualitativos (ensaios de caracterização e índices físicos) e quantitativos (ensaios oedométricos simples e duplo). Os critérios qualitativos e os ensaios oedométricos simples classificam todas as amostras como não colapsíveis. O ensaio oedométrico duplo, em geral, superestima os valores de potencial de colapso para os solos. As amostras remoldadas apresentaram valores de colapso maiores que as indeformadas.

Um método de modelagem de um sistema de indicadores de sustentabilidade para gestão dos recursos hídricos-MISGERH : o caso da bacia dos Sinos

Um dos debates dentro a temática ambiental concentra-se sobre o desenvolvimento de indicadores de sustentabilidade para monitorar, mensurar e avaliar a sustentabilidade do desenvolvimento. Neste contexto, o presente trabalho objetivou desenvolver um método de modelagem de um sistema de indicadores para avaliar a sustentabilidade do sistema dos recursos hídricos, propiciando a participação dos atores sociais e visando ter maior conhecimento do problema e legitimidade do processo da gestão dos recursos hídricos numa bacia hidrográfica. Para tal, adotou-se o paradigma construtivista e foram abordados três temas: gestão ambiental, sistemas de apoio à decisão e indicadores de sustentabilidade. Esta metodologia foi aplicada, através de um estudo de caso, na bacia hidrográfica do Rio dos Sinos. A proposta do sistema de indicadores congrega duas áreas de interesse: a primeira, na perspectiva dos objetivos privados - a sustentabilidade como fluxo de bens e serviços, que contempla 8 Clusters: abastecimento público, abastecimento industrial, irrigação, criação de animais, geração de energia elétrica, navegação, aquicultura, turismo e recreação; a segunda, na perspectiva dos interesses públicos - a sustentabilidade como estoque dos recursos hídricos, que contempla 4 Clusters: regime hidrológico, qualidade da água, estrutura "habitat", resíduos sólidos. Em suma, foram definidos um total de 238 indicadores básicos, alguns deles (88 indicadores) são partilhados entre os Clusters, mostrando a interação dos indicadores e dependência entre os Clusters setoriais do sistema de recursos hídricos. Em termos gerais, recomenda-se empregar esse método se o interesse for, além do resultado, sendo a proposta de um sistema de indicadores de sustentabilidade, também do processo de participação dos atores envolvidos para compreender a problemática dos recursos hídricos. Assim, a modelagem de um sistema de indicadores será feita sob as inter-relações da ciência, política e os valores e objetivos dos atores sociais.

Reciclagem de cobre de sucatas de placas de circuito impresso

O crescimento constante na geração de resíduos sólidos em todo o mundo tem estimulado estudos para os mais variados tipos de resíduos. As sucatas eletrônicas fazem parte deste universo de materiais obsoletos e/ou defeituosos que necessitam ser dispostos de maneira mais adequada ou então reciclados. Neste trabalho foram estudadas as Placas de Circuito Impresso que fazem parte das sucatas eletrônicas e que são encontradas em quase todos os equipamentos eletro-eletrônicos (computadores, televisores, VCR´s, DVD´s, telefones celulares, impressoras, etc.). Para realizar esse estudo foram coletadas placas de circuito impresso (PCI) obsoletas ou defeituosas de computadores pessoais que são atualmente a maior fonte deste tipo de resíduo. As PCI são compostas de uma maneira geral de polímeros, cerâmicos e metais, o que dificulta o seu processamento. Por outro lado a presença de metais base (como cobre) e metais preciosos estimulam estudos quanto a sua reciclagem. Também a presença de metais pesados como Pb e Cd, que tornam as placas resíduos perigosos, demonstram a necessidade de pesquisar soluções para este tipo de resíduo, a fim de que possam ser dispostos adequadamente, sem prejudicar o meio ambiente. Na primeira etapa deste trabalho foi utilizado processamento mecânico, como moagem, separação granulométrica, separação magnética e separação eletrostática para obter uma fração concentrada em metais (principalmente Cu, Pb e Sn) e uma outra fração contendo polímeros e cerâmicos. Ao final deste processo foi possível obter nas frações concentradas em metais uma concentração média de cobre de 50%. Na segunda etapa a fração concentrada em metais foi dissolvida com ácidos e enviada para uma eletro-obtenção a fim de recuperar os metais separadamente, neste primeiro momento o cobre. Por eletro-obtenção foram obtidos cátodos com teores de cobre acima de 96% Os resultados obtidos demonstram a viabilidade técnica de se recuperar o cobre utilizando processamento mecânico seguido de uma técnica eletrometalúrgica.

Mecanismos técnico-institucionais para a sustentabilidade da drenagem urbana

A drenagem urbana, especialmente nos grandes centros, tem sido efetuada de forma não sustentável com contaminação e alterações no regime de escoamento superficial devido à impermeabilização de superfícies, e deposição de resíduos sólidos. Estas condições representam ameaça considerável ao homem e ao ecossistema do corpo receptor. O emprego de práticas sustentáveis aparece como caminho a ser perseguido, encontrando no Desenvolvimento Urbano de Baixo Impacto (Low Impact Development, LID) o conjunto de técnicas que mais se aproxima desta meta. LID objetiva atingir paisagens com funções hidrológicas, apresentando comportamento mais similar ao natural, por controlar não somente o pico de vazões, mas volume, freqüência/duração, além de qualidade dos escoamentos pluviais. Este tipo de desenvolvimento atua recuperando a capacidade de infiltração das superfícies urbanas, além de estimular o reuso de água, reduzindo os impactos, com ganhos econômicos e paisagísticos em comparação ao controle efetuado pelos métodos tradicionais de controle por condutos e mesmo detenções. A utilização desta nova tecnologia se aplica à implantação de novos desenvolvimentos e redesenvolvimentos, a priori, apresentando ainda vantagens para implantação destas em empreendimentos antigos com relação a métodos tradicionais Buscou-se, por intermédio deste estudo, avaliar os potenciais mecanismos técnicoinstitucionais que possam ser empregados na realidade brasileira, em especial em Porto Alegre, vislumbrando a implementação da sustentabilidade, assim como, avaliar as respostas obtidas da simulação numérica da implantação das técnicas de LID a um condomínio hipotético. Para tanto, fez-se necessário aplicar metodologia diferente da proposta pelos manuais existentes, em virtude da insuficiência destes em representar o comportamento dos dispositivos de controle do escoamento. Os resultados obtidos confirmaram a necessidade de revisão nos mecanismos para controle da drenagem vigentes, bem como, as vantagens de aplicação de técnicas que apresentam abordagem mais integradora e de escala menor.

Representações e práticas socioambientais : o caso dos agricultores ecologistas da AECIA

O modo como o ser humano vê, pensa e imagina a natureza é muito variável no tempo e no espaço. O meio ambiente é um campo que toca profundamente o imaginário, as representações e o sistema de valores sociais, obrigando o homem a repensar as relações entre sociedade, técnica e natureza e, portanto, tudo o que rege essas relações na organização social. Escolheu-se analisar, neste estudo, o grupo de agricultores que pertencem à primeira associação de agricultores ecológicos criada no estado. A AECIA – Associação dos Agricultores Ecologistas de Ipê e Antônio Prado, foi criada em 1989, por um grupo de jovens que assumiu o desafio da agricultura ecológica e do associativismo. Esses municípios localizam-se na Serra do Rio Grande do Sul, região de forte presença da imigração italiana. Através de suas histórias de vida e de alguns indicadores ambientais, analisa-se a percepção que esses agricultores possuem a respeito dos recursos naturais locais (água, solo, biodiversidade), sua relação com o destino final dos resíduos sólidos, e suas concepções e expectativas a respeito da certificação e comercialização de produtos orgânicos. Igualmente, dentro de uma perspectiva antropológica, pretendeu-se trabalhar com o estudo do contexto cultural, em que esses agricultores estão inseridos, analisando-se a questão dos sentidos que são construídos nas relações sociais e como eles são negociados, a dimensão simbólica dos discursos, a valorização do cotidiano como campo fundamental das relações sociais, suas relações de parentesco, processos de mediação, ritos, símbolos religiosos, a forma como as políticas públicas afetam a vida desses agricultores, sua relação com as diferentes instituições, as ligações e associações que eles mantêm com os animais e plantas de seu ambiente e o quanto o conhecimento empírico que esses agricultores adquiriram ao longo de sua história pode estar relacionado aos princípios básicos da ecologia. Por meio dos diferentes aspectos analisados, podem-se conhecer quais fatores foram fundamentais para a mudança de modelo agrícola experimentada por esses agricultores. Através dos relatos, pode-se observar, também, quais instituições tiveram papel essencial nessa transformação. Suas visões sobre qualidade de vida, expectativas futuras, o grau de confiança nas instituições e como eles se vêem em relação à situação das pessoas que vivem melhor e pior no Brasil também estão contemplados neste estudo. A relação desses produtores com os recursos naturais da região e os conceitos e expectativas que eles apresentam frente aos processos de certificação e comercialização de seus produtos são, igualmente, discutidos ao longo do texto.

Reciclagem de pó de aciaria elétrica como matéria-prima na fabricação de materiais cerâmicos argilosos : controle das emissões atmosféricas de zinco

O pó de aciaria é um dos resíduos sólidos gerados pela indústria siderúrgica durante a produção de aço em forno elétrico a arco. Este trabalho tem por objetivo investigar a evolução de Zn na produção de materiais cerâmicos ao utilizar-se pó de aciaria como matéria-prima no processamento de massas cerâmicas à base de argilas vermelhas. Para tanto, foram preparadas massas cerâmicas contendo 0, 1, 5, 10, 20 e 30% em peso de pó de aciaria. Os corpos-de-prova, medindo cerca de 20x60x8 mm3, foram prensados e queimados em fornos elétricos tipo mufla, em laboratório. As temperaturas de queima foram de 850oC a 1050oC, taxa de aquecimento de 150°C/h e 300°C/h, em patamar de queima de 2 horas. Com o objetivo de avaliar as possíveis emissões atmosféricas geradas durante a queima, os corpos-de-prova foram dispostos em um reator de quartzo, com pressão abaixo da pressão atmosférica. As emissões gasosas assim coletadas eram lavadas e a água de lavagem foi analisada. Os resultados mostraram que Zn foi coletado nas águas de lavagens dos gases, não ficando totalmente imobilizado na estrutura cerâmica. De acordo com os resultados obtidos, observou-se que quanto maior a taxa de aquecimento, maior a emissão de zinco nas águas de lavagem dos gases. O pó de aciaria é um dos resíduos sólidos gerados pela indústria siderúrgica durante a produção de aço em forno elétrico a arco. Este trabalho tem por objetivo investigar a evolução de Zn na produção de materiais cerâmicos ao utilizar-se pó de aciaria como matéria-prima no processamento de massas cerâmicas à base de argilas vermelhas. Para tanto, foram preparadas massas cerâmicas contendo 0, 1, 5, 10, 20 e 30% em peso de pó de aciaria. Os corpos-de-prova, medindo cerca de 20x60x8 mm3, foram prensados e queimados em fornos elétricos tipo mufla, em laboratório. As temperaturas de queima foram de 850oC a 1050oC, taxa de aquecimento de 150°C/h e 300°C/h, em patamar de queima de 2 horas. Com o objetivo de avaliar as possíveis emissões atmosféricas geradas durante a queima, os corpos-de-prova foram dispostos em um reator de quartzo, com pressão abaixo da pressão atmosférica. As emissões gasosas assim coletadas eram lavadas e a água de lavagem foi analisada. Os resultados mostraram que Zn foi coletado nas águas de lavagens dos gases, não ficando totalmente imobilizado na estrutura cerâmica. De acordo com os resultados obtidos, observou-se que quanto maior a taxa de aquecimento, maior a emissão de zinco nas águas de lavagem dos gases.

Junções rasas em Si e SIMOX

Foi estudado o comportamento do As (dopante tipo n) em dois tipos diferentes de substratos de Si: bulk e SIMOX (Separation by IMplanted OXygen). Ambos os substratos receberam uma implantação de 5x1014 cm-2 de As+ com energia de 20 keV. Após as implantações, as amostras foram recozidas por um dos dois processos a seguir: recozimento rápido (RTA, Rapid Thermal Annealing) ou convencional (FA, Furnace Annealing). A caracterização física e elétrica foi feita através do uso de diversas técnicas: SIMS (Secondary Ion Mass Spectrometry), RBS (Rutherford Backscattering Spectrometry), MEIS (Medium Energy Ion Scattering), medidas de resistência de folha, medidas Hall e medidas de perfil de portadores por oxidação anódica. Na comparação entre os substratos SIMOX e Si bulk, os resultados indicaram que o SIMOX se mostrou superior ao Si bulk em todos os aspectos, ou seja, menor concentração de defeitos e menor perda de dopantes para a atmosfera após os recozimentos, maior concentração de portadores e menor resistência de folha. A substitucionalidade do As foi maior no SIMOX após RTA, mas semelhante nos dois substratos após FA. Na comparação entre RTA e FA, o primeiro método se mostrou mais eficiente em todos os aspectos mencionados acima. As explicações para o comportamento observado foram atribuídas à presença de maior concentração de vacâncias no SIMOX do que no Si bulk e à interação destas vacâncias com os dopantes.

Análise da percepção ambiental como instrumento ao planejamento da educação ambiental

O presente trabalho teve como objetivo realizar um diagnóstico da percepção ambiental da comunidade educativa da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (professores, alunos e técnicos administrativos). O estudo da percepção ambiental de uma população é fundamental para compreender as inter-relações da mesma com o seu ambiente. Conhecendo a realidade desta comunidade, pode-se realizar projetos de educação ambiental que atenda as necessidades encontradas nesta população. Conforme a Conferência de Tbilisi, a educação ambiental deve girar em torno de problemas concretos e ter um caráter interdisciplinar. Conforme a Política Nacional de Educação Ambiental, a educação ambiental deve ser tratada em todos os níveis de ensino, formal e informal. Este trabalho foi realizada uma pesquisa quantitativa, baseada em um questionário pré-estabelecido, com uma amostra de 1042 entrevistas. Com a análise dos dados observou-se que a comunidade educativa da UFRGS está preocupada com as questões ambientais, mas está pouco envolvida em ações concretas. A comunidade educativa da UFRGS possui trabalhos que permitem uma análise mais apurada das relações entre a percepção ambiental dessa comunidade e a educação ambiental, como o Relatório de Resíduos Sólidos (GIGA), que trata da gestão dos resíduos produzidos nessa comunidade. Além disso, a UFRGS passa, a partir de 2006, a oferecer um Curso de Graduação em Engenharia Ambiental, o qual pode contribuir significativamente para a consolidação de um processo de educação ambiental e de gestão de resíduos dentro da UFRGS. Este trabalho demonstrou a necessidade de implantação de um projeto de Educação Ambiental na UFRGS, e os resultados desta pesquisa poderão servir como subsídio para a elaboração deste projeto.