Propriedades magnéticas de nanoestruturas de metais de transição 3d em superfícies de Pd

Motivados por estudos experimentais acerca de monocamadas de metais de transição 3d sobre superfícies de Pd, nesta dissertação investigamos o complexo magnetismo de nanoestruturas, embebidas ou adsorvidas, em superfícies metálicas através de cálculos de primeiros princípios. Utilizamos o método RS-LMTO-ASA (Real Space - Linear MuffinTin Orbital - Atomic Sphere Approximation), o qual é baseado na teoria do funcional da densidade (DFT - Density Functional Theory) e implementado para o cálculo de estruturas magnéticas não colineares. Com este propósito, investigamos nanoestruturas embebidas e ligas (2 x 2) de metais 3d (Cr, Mn, Fe, Co e Ni) na superfície Pd (110), além de nanoestruturas de Cr adsorvidas sobre a superfície de Pd (111). Primeiro, para as nanoestruturas embebidas na superfície Pd (110), analisamos a variação do momento magnético de spin orbital com relação ao número de vizinhos e de valência dos metais 3d. Também mostramos que estas estruturas têm ordenamento magnético colinear, exceto as de Cr e Mn, que apresentam magnetismo não colinear associado à frustração geométrica. Para o caso de nanofios de Cr adsorvidos sobre a superfície de Pd (111), verificamos uma configuração colinear antiferromagnética para cadeias com até 9 átomos. Para o nanofio com 10 átomos obtivemos uma configuração tipo antiferromagnética inclinada (canted). No caso de nanoestruturas de Cr bidimensionais, verificamos complexas configurações magnéticas não colineares com diferentes quiralidades.

Caracterização e avaliação da potencialidade econômica da coleta seletiva e reciclagem dos resíduos sólidos domiciliares gerados nos municípios de Belém e Ananindeua - PA

Estudo da caracterização física dos resíduos sólidos domiciliares dos municípios de Belém e Ananindeua da Região Metropolitana de Belém, relacionada com a situação socioeconômica, sua evolução temporal, sua potencialidade de reciclagem e com a redução de custos com a limpeza urbana. Inicialmente, foram identificados os roteiros de coleta praticados em cada um dos setores a serem amostrados. Em seguida, iniciou-se a caracterização no Complexo de Destino Final do Aurá onde as amostras dos roteiros selecionados foram analisadas. Após processo de homogeneização, foi retirado um metro cúbico de resíduos sólidos das viagens de cada roteiro, onde, realizou-se a caracterização e seleção dos componentes dos resíduos. Ao final desta etapa, os resultados obtidos foram tratados estatisticamente, tendo os seguintes valores médios para os municípios de Belém e Ananindeua, respectivamente: Peso Específico Aparente Úmido 202,03 e 180,09 kg/m; plástico 14,98 % e 16,27 %; papel e papelão 17,06 % e 17,36 %; metais 2,64 % e 3,87 %; vidro 1,52 % e 2,96 %; matéria orgânica putrescível (compostável) 45,89 % e 42,34 %; e outros 17,91 % e 17,20 %. Os resultados obtidos chamam atenção especialmente na variação do Peso Específico Aparente Úmido, sendo o de Ananindeua de menor valor em função do maior teor de plásticos, vidros e metais; e de um menor teor de matéria orgânica. Essas diferenças basicamente se devem a dois fatores que são: Ananindeua é cidade dormitório de Belém e em Belém a coleta seletiva é mais eficiente devido a existência de uma cooperativa de catadores incentivada pelo poder público. Os valores mensais agregados somente com a reciclagem são: Belém (lr = 100 %) R$ 11.089.740,90; Belém (Ir = média brasileira) R$ 3.256.155,60; Ananindeua (Ir = 100 %) R$ 2.228.510,40; Ananindeua (Ir = média brasileira) R$ 1.160.136,90. Valores Totais com a Reciclagem sem Coleta Seletiva pelo poder público são: Belém (Ir =100 %) R$ 1.080.547,50; Belém (Ir = média brasileira) R$ 402.165,60; Ananindeua (Ir = 100 %) R$ 532.353,60; Ananindeua (Ir= média brasileira) R$ 125.676,00. Os resultados alcançados satisfazem o objetivo deste trabalho, traçando, dessa forma, o perfil de produção dos resíduos sólidos dos municípios de Belém e Ananindeua com os valores agregados pela reciclagem, no ano de 2006.

Avaliação de risco ambiental por contaminação metálica e material orgânico em sedimentos da bacia do Rio Aurá, Região Metropolitana de Belém - PA

A bacia do Rio Aurá está situada na região metropolitana de Belém, entre os municípios de Belém e Ananindeua, onde a taxa populacional tem aumentado sem qualquer medida de controle social ou ambiental. A região é intensamente explorada, sendo que os principais problemas ambientais são o desmatamento, erosão, inundação, poluição e contaminação das águas, especialmente por metais pesados e compostos orgânicos. O comportamento geoquímico dos elementos Al, Fe, Mn, Cr, Ni e Cu e os teores de compostos orgânicos foram avaliados em 30 pontos de amostragem no período entre 2008 e 2010 nos sedimentos fluviais. O aterro sanitário não controlado localizado nas proximidades da bacia do Rio Aurá é responsável, em parte, pela contaminação dos sedimentos. O estresse ambiental é resultado das atividades antrópicas locais, que contribuem no transporte de material clástico contendo metais para o rio. As variáveis estudadas foram classificadas segundo mecanismos de transporte e fonte (autóctone ou alóctone). Os resultados demonstraram que a principal contribuição de íons Al e Fe foi o aterro sanitário; Mn e Ni vieram principalmente dos solos adjacentes; Cr foi modificado (III/VI) por processo alobioquímico e Cu por processo bioinduzido.

Síntese de zeólitas a partir de cinza volante de caldeiras: caracterização física, química e mineralógica

Ao longo dos anos o desenvolvimento industrial trouxe uma crescente geração de resíduos, que são potenciais problemas ambientais. Estudos das características destes materiais, bem como o desenvolvimento de técnicas para sua utilização se tornam imprescindíveis para a preservação do meio ambiente. Assim este trabalho objetiva a caracterização e utilização de cinza volante proveniente da queima de carvão mineral em caldeiras, assim como o uso de microssílica, utilizada para alterar a relação molar Si/Al da mistura cinza/microssílica na síntese de zeólitas. Para a caracterização da cinza foram utilizados métodos de análise química, física e mineralógica como: difração de raios X, fluorescência de raios X, microscopia eletrônica de varredura, análise granulométrica, análise térmica diferencial e termogravimétrica. Os ensaios de síntese foram feitos a 60, 100, 150 e 190 °C, com razão molar de Na₂O/Al₂O₃ igual a 5 e Si/Al variando de 2,12 a 15, e tempo de reação 24 h. Os resultados da caracterização da cinza mostram potencial utilização deste como matéria-prima para a síntese de zeólitas, pois apresenta ~ 50% de SiO₂ e Al₂O₃, fases mineralógicas bem definidas, baixo teor de umidade, baixa granulometria (d₉₀ < 10 µm), entre outros. Análises de difração de raios X dos produtos das sínteses mostraram a formação de alguns tipos de zeólitas, como analcima, phillipsita, sodalita, zeolita P e tobermorita. Deste modo, a mistura cinza e microssílica nestas condições reacionais mostram-se matérias-primas promissoras para a síntese de zeólitas.