Simulação geoestatística na caracterização espacial de óxidos de ferro em diferentes pedoformas

Os minerais da fração argila, goethita e hematita, são óxidos de ferro (Fe) indicadores pedoambientais com grande influência nos atributos físicos e químicos do solo. O conhecimento dos padrões espaciais desses óxidos auxilia a compreensão das interrelações de causa e efeito com os atributos do solo. Nesse sentido, a qualidade das estimativas espaciais produzidas pode alterar os resultados obtidos e, por consequência, as interpretações dos padrões espaciais obtidos. O presente estudo teve o objetivo de avaliar o desempenho dos métodos geoestatísticos de estimativas (KO) e simulações sequenciais gaussianas (SSG) na caracterização espacial de teores de óxidos de Fe, goethita (Gt) e hematita (Hm), em uma pedoforma côncava e outra convexa. Foram coletadas 121 amostras de solos em cada pedoforma de um Argissolo em pontos com espaçamentos regulares de 10 m. Os teores de óxidos de Fe foram obtidos por meio de difração de raios-X. Os dados foram submetidos a análises geoestatísticas por meio da modelagem do variograma e posterior interpolação por KO e SSG. A KO não refletiu a verdadeira variabilidade dos óxidos de Fe, hematita e goethita, demonstrando ser inapropriada para a caracterização espacial dos teores dos óxidos de Fe. Assim, o uso da SSG é preferível à krigagem quando a manutenção dos altos e baixos valores nas estimativas espaciais é necessária. O desempenho dos métodos geoestatísticos foi influenciado pelas pedoformas. Os mapas E-type devem ser recomendados em vez de mapas de KO para os óxidos de Fe, por serem ricos em detalhes e práticos na definição de zonas homogêneas para o manejo localizado em frente de KO, sobretudo em pedoforma côncava.

Paragênese mineral de solos desenvolvidos de diferentes litologias na região sul de Minas Gerais

Estudos sistemáticos sobre os fatores de formação do solo são relativamente escassos no Brasil, em razão da dificuldade de amostrar vários níveis de um fator, mantendo os demais constantes. A região de Lavras, MG, possui grande diversidade geológica em uma área pequena, o que possibilita avaliar o controle exercido por diferentes litologias na mineralogia e nas demais características do solo. Foram selecionados oito solos embasados sobre quartzito, mica-xisto, gabro, itabirito, serpentinito, metacalcário, gnaisse e filito, em condições semelhantes de vegetação (floresta tropical semidecidual), relevo (terço médio de encosta) e clima. Após a descrição dos perfis, coletaram-se amostras dos horizontes e das rochas, e realizaram-se análises físicas e químicas de rotina, composição química total e mineralogia da rocha, da areia e da argila do solo. Todos os solos são pobres em bases trocáveis (exceto o Argissolo sobre itabirito), e notou-se grande variação na composição granulométrica, mineralógica e química. Os teores de Al2O3, SiO2 e Fe2O3 presentes nas rochas não evidenciaram correlação com os respectivos teores nos solos derivados, enquanto o teor de Fe2O3 foi fortemente correlacionado à densidade de partículas e suscetibilidade magnética. Apesar de evidências de material parcialmente alóctone em alguns casos, pôde-se notar forte influência da litologia subjacente na paragênese mineralógica. Os solos foram genericamente agrupados em: cauliníticos com minerais 2:1 (Argissolos sobre mica-xisto e itabirito; e Cambissolo sobre quartzito), cauliníticos (Argissolos sobre gnaisse e filito) e oxídicos (Latossolos sobre metacalcário e gabro; e Plintossolo sobre serpentinito). Os processos de monossialitização e alitização predominam na região, sendo respectivamente associados a rochas com valores intermediários e baixos em sílica, enquanto a presença de minerais 2:1 é acessória à caulinita e parece depender da presença de mica e altos teores de sílica na rocha de origem.

Hidróxidos duplos lamelares como matrizes para fertilizantes de liberação lenta de nitrato

Diante do extensivo uso de fertilizantes nitrogenados na agricultura e elevado potencial de lixiviação do nitrato, há uma demanda por fertilizantes de liberação lenta ou controlada. Os hidróxidos duplos lamelares (HDLs) sintéticos reúnem características que os qualifica para o uso como matrizes para fertilizantes de liberação lenta de íons nitrato. Os objetivos deste trabalho foram focados na síntese, caracterização e investigação do processo de liberação lenta de nitrato em um HDL contendo íons Mg2+ e Al3+ em sua estrutura. O HDL com a fórmula Mg0,83Al0,17(OH)2(NO3)0,17.0,56H2O foi sintetizado pelo método de coprecipitação em pH alcalino constante, separado por centrifugação e seco em estufa a vácuo. As análises de difração de raios-X, de espectroscopia vibracional na região do infravermelho com transformada Fourier e as análises térmicas comprovam a obtenção do composto contendo o íon nitrato hidratado intercalado, além da fórmula proposta. O composto foi submetido a testes de liberação de nitrato em solução de NaHCO3 tamponado a pH 6,5 e em água destilada. As curvas obtidas evidenciaram dois eventos complementares de liberação de nitrato, um evento inicial rápido e um outro lento e gradativo. O composto investigado neste trabalho demonstrou potencial para ser utilizado como matriz para fertilizante de liberação lenta de nitrato.

Liberação de nitrato de hidróxidos duplos lamelares como potenciais fertilizantes de liberação lenta

Hidróxidos duplos lamelares (HDL) são intercaladores potenciais aniônicos. Com o objetivo de obter fertilizantes de liberação lenta de nitrato, foram sintetizados HDL com a fórmula geral [M2+1-xM3+x(OH)2]x-(NO3)x.yH2O, em que M2+ = Mg2+ e M3+ = Al3+ e, ou, Fe3+, utilizando-se o método de coprecipitação a pH alcalino constante. Medidas de difração de raios-X evidenciaram que a cristalinidade aumenta com o acréscimo do valor de pH e da razão molar M2+/M3+. As medidas de FTIR apresentaram bandas características de nitrato livre no espaço interlamelar, além de pequena contaminação de íons carbonato. Medidas de TGA/DTA possibilitaram a confirmação das composições e dos teores de íons de nitrato intercalados. As curvas de liberação de nitrato demonstraram dois comportamentos de liberação complementar, um inicial rápido (A) e um lento gradativo (D), sendo, este último, relacionado à orientação planar do íon nitrato intercalado. Os materiais sintetizados e investigados neste trabalho apontaram grande potencial para serem utilizados como matrizes para fertilizantes de liberação lenta de nitrato.

RESERVA MINERAL DE K POR DIFERENTES MÉTODOS EM ARGISSOLOS SUBTROPICAIS

A integração de métodos químicos de extração e a difração de raios-X podem ampliar o entendimento das formas de reserva de K+ nas frações do solo e o seu potencial de liberação para as plantas. Os objetivos deste estudo foram empregar os métodos de extração química para estimar a reserva mineral de K+ das frações areia, silte e argila de solos subtropicais, associar os mecanismos de extração com as formas liberadas do nutriente e acompanhar a dinâmica dessa liberação em estudo de cinética. As frações areia, silte e argila dos horizontes A e Bt de três Argissolos subtropicais foram submetidas à extração de formas não trocáveis e estruturais de K+pelos métodos: ácido oxálico 0,01 mol L-1 (cinética de liberação até o tempo acumulado de 2.889 h); HNO3 1 mol L-1 fervente; NaHSO4 na forma de cristais; e HNO3/HF/H2SO4 concentrados (teores totais). A fração argila também foi submetida a tratamento com NaOH 5 mol L-1. As esmectitas dioctaedrais na fração argila foram consideradas importantes na dinâmica de liberação de formas de reserva de K+. A maior e menor liberação de formas não trocáveis e estruturais de K+ foram pela extração com NaHSO4 e pelo ataque ácido com HNO3, respectivamente. Com os dados da cinética de liberação de K+ é possível concluir que as plantas cultivadas, nos Argissolos estudados, no longo dos anos nos solos estariam bem nutridas a partir de formas não trocáveis e estruturais de K+.

Influência da Matéria Orgânica no Diâmetro Médio de Minerais da Fração Argila de Solos Desenvolvidos de Basalto no Sul do Brasil

RESUMO A interação de compostos orgânicos com minerais de argila pode alterar o tamanho dos cristais. No entanto, em solos, esse efeito é ainda pouco claro por causa das limitações na separação de fases puras de minerais para realizar experimentos de dissolução. Neste estudo, a relação entre a matéria orgânica do solo (MOS) e diâmetro médio do cristal (DMC) de minerais de argila de horizontes superficiais e subsuperfíciais de solos de uma topossequência no sul do Brasil foi avaliada. Os teores de C e N foram determinados, e a natureza dos grupos funcionais da MOS foi avaliada por espectroscopia de FTIR. O DMC dos minerais foi avaliado por difração de raios X, em umas amostras desferrificadas e outras com óxidos de Fe concentrados. Os teores de C e N e as intensidades relativas dos espectros de FTIR foram considerados como variáveis preditoras; e o DMC de hematita, goethita, caulinita e gibbsita, como variáveis preditas. Os teores de C e N e os grupos carboxílicos e C-O-Alquil evidenciaram efeito significativo sobre a variação do DMC. A dimensão dos cristais de óxidos de Fe e de caulinita foi inversamente correlacionada com esses atributos da MOS. Em contraste, o DMC de gibbsita não foi influenciado pelos atributos dae MOS. A influência da MOS sobre o DMC dos óxidos de Fe foi atribuída às reações de complexação de superfície e de redox, que promovem um processo contínuo de dissolução-precipitação.

Recobrimento de apatitas "in vitro" sobre titânio: influência do tratamento térmico

Titânio comercialmente puro, Ti-cp, e algumas de suas ligas são consideradas muito importantes na área médica devido sua excelente biocompatibilidade e propriedades mecânicas. Recentemente, foi desenvolvido um método químico, relativamente simples, para induzir a bioatividade desses materiais metálicos inertes, cujo princípio é imitar as condições biológica para obtenção do material desejado. Esta técnica denominada biomimético, foi utilizada para modificar a superfície do Ti-cp através do depósito de uma camada de apatita. O objetivo principal deste trabalho foi estudar a influência do tratamento térmico na evolução da cristalinidade das fases depositadas. Os recobrimentos de apatitas, com tratamentos térmicos entre 400 e 600 ºC, mostraram através das técnicas de difração de raios-X e microscopia eletrônica de varredura, uma baixa cristalinidade semelhante às apatitas biológicas. Acima de 700 ºC, os recobrimentos de apatita mostraram-se mais cristalinos apresentando uma mistura de fases de hidroxiapatita, fosfato octacálcico e fosfato de magnésio.

Síntese de hidroxiapatita pelo método sol-gel utilizando precursores alternativos: nitrato de cálcio e ácido fosfórico

A hidroxiapatita [Ca10(PO4)6(OH)2, HA] foi sintetizada utilizando-se a rota sol-gel partindo-se de ácido fosfórico e nitrato de cálcio como precursores de cálcio e fósforo, respectivamente e como solvente utilizou-se o metanol na preparação do sol que posteriormente será utilizado na obtenção de recobrimentos de hidroxiapatita sobre substratos de ligas de titânio. O sol permaneceu estável e não ocorreu gelatinização em temperatura ambiente durante sete dias. O sol transformou-se em um gel branco somente após a remoção do solvente a 100ºC. O produto assim obtido foi calcinado em 300°C, 500°C e 700°C e caracterizou-se por DRX, FT-IR, MEV/EDS e TGA/DSC. As fases de HA sintetizada tornaram-se estáveis sem sub-produtos a 700°C. A difração de raios X mostrou que a estrutura apatita é aparente em 300°C. O tamanho do cristal e o teor de HA aumentaram com o aumento da temperatura de calcinação. A análise por MEV mostrou a presença de poros que são importantes para aplicações biomédicas, favorecendo a adesão entre o tecido ósseo neoformado e a apatita sintética, ou seja, osseointegração.

Eletro-oxidação de etanol sobre eletrocatalisadores PtRh/C, PtSn/C e PtSnRh/C preparados pelo método da redução por álcool

Os eletrocatalisadores PtRh/C, PtSn/C e PtSnRh/C foram preparados pelo método da redução por álcool e caracterizados pelas técnicas de EDX, difração de raios X e voltametria cíclica. A eletro-oxidação direta de etanol foi estudada por voltametria cíclica utilizando a técnica do eletrodo de camada fina porosa. Na região de interesse para aplicações em células a combustível a etanol direto (0,3 a 0,4 V) os eletrocatalisadores PtSn/C e PtSnRh/C se mostraram mais ativos que os eletrocatalisadores PtRh/C.

Caracterização de cálculos renais por análise térmica

Dez amostras de cálculos renais foram estudadas por Análise Elementar de CHN (EA), Espectroscopia de Absorção no Infravermelho (IV) e Difração de raios X pelo método de Pó (XRD). O comportamento térmico das amostras foi estudado por Termogravimetria/Termogravimetria Derivada (TG/DTG) e por Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC). Os resultados de EA, Espectroscopia de Absorção IV e XRD mostraram a presença de estruvita [NH4Mg(PO4).6H2O], apatita, oxalato de cálcio monohidratado e oxalato de cálcio dihidratado. As curvas TG e DSC permitiram classificar as amostras em dois grupos diferentes: Grupo I mostrando comportamento térmico típico de estruvita e Grupo II apresentando um perfil termoanalítico característico de mistura de oxalatos.

Características físico-químicas de ácidos húmicos em diferentes etapas da vermicompostagem

Amostras de materiais coletados em diferentes estádios de vermicompostagem foram submetidas a procedimentos de extração de ácidos húmicos. Técnicas de titulação potenciométrica, termogravimetria (DTG), difração de raios X e espectrofotometria no uv/visível e no infravermelho foram utilizadas no estudo desses materiais. Os dados de titulação foram submetidos ao ajuste por regressão não-linear, determinando-se, assim, cinco valores de pKa característicos de cinco classes de grupos tituláveis. Nas curvas DTG, foram observadas duas etapas, sendo a primeira característica da separação de estruturas alifáticas e, ou, alicíclicas e a segunda, a decomposição de estruturas aromáticas. A difratometria de raios X apresentou diferenças marcantes nos resultados, principalmente nos três primeiros picos onde parecem ocorrer reorganização estrutural e polimerização ao longo do processo de vermicompostagem. Os espectros do infravermelho não apresentaram diferenciação entre os espectros. Os valores da razão E4/E6 encontrados estão de acordo com os característicos dos ácidos húmicos, mas não fornecem informações que possam contribuir para a elucidação da estrutura e formação desses ácidos.

Caracterização física e mecânica de argamassas à base de cimento Portland e cinza de casca de arroz residual

A casca de arroz, utilizada como fonte de energia em indústrias de beneficiamento de arroz, converte-se, depois da queima, em uma cinza residual. Esse resíduo, ainda sem um destino adequado, é muitas vezes depositado em grandes áreas abertas e provoca elevado impacto ambiental. Este trabalho teve como objetivo avaliar a viabilidade de utilização da cinza de casca de arroz (CCA) residual na produção de argamassas, como substituta parcial do cimento. A caracterização da CCA foi realizada por meio da análise de fluorescência de raios-X (composição química), análise do teor de carbono e difração de raios-X; também foi realizada análise granulométrica a laser. Os corpos de prova foram submetidos a dois tipos de exposição: ambientes externo e interno, com duração máxima de cinco meses. Foram realizados os ensaios de resistência à compressão simples e não destrutivo (velocidade do pulso ultrassônico - VPU). Embora as argamassas tenham apresentado bom desempenho mecânico, os ensaios de pozolanicidade indicaram que a cinza de casca de arroz residual utilizada não é uma pozolana, mas pode ser utilizada em matrizes cimentícias como material inerte (filler).

Caracterização do grânulo de amido de bananas (Musa AAA-Nanicão e Musa AAB-Terra)

O amido de bananas tem sido pesquisado na área de nutrição a partir da introdução do conceito de Amido Resistente. O amido de Musa AAA-Nanicão e Musa AAB-Terra foram caracterizados quanto as suas respostas fisiológicas [12]. Em continuidade, o presente trabalho estudou características físicas e morfológicas dos grânulos de amido de ambas as espécies de banana comparando-as com amido nativo de milho comercial. O amido de bananas foi extraído segundo CHIANG, CHU & CHU [3]. A morfologia dos grânulos foi realizada após tratamento enzimático in vitro a 37°C/24h com alfa-amilase pancreática. Foram efetuados os respectivos amilogramas e difractogramas de raios-X. Os grânulos de amido da Musa Tipo AAA-Nanicão apresentaram comprimento entre 30-40µm. Em Musa AAB-Terra, os grânulos, também ovais e alongados, eram um pouco menores, 20-30µm. A corrosão enzimática in vitro iniciava-se sobre a superfície anteriormente lisa e formavam estrias superficiais e apicais. A Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) mostrou que a hidrólise in vitro por 24 horas foi pequena e ocorria sobretudo nas camadas amorfas dos grânulos de ambas as espécies. O padrão de corrosão demonstrou-se distinto daquele ocorrido no amido de milho. As suspensões de amido de bananas ao viscosímetro demonstraram forte capacidade de hidratação e menor capacidade de retrogradação em relação ao milho, sobretudo do amido de Musa Tipo AAA-Nanicão; o amido de Musa Tipo AAB-Terra apresentou maior estabilidade de pasta. Na análise de difração de raios-X, os grânulos de bananas apresentaram padrão tipo B e C para Musa Tipo AAA-Nanicão e Musa Tipo AAB-Terra, respectivamente. Conclui-se que os amidos de Musa AAA-Nanicão e Musa AAB-Terra são estruturalmente distintos, justificando as respostas fisiológicas distintas encontradas posteriormente pelos mesmos autores. As distinções das propriedades físicas e bioquímicas obtidas para os grânulos, embora moderadas entre si e bastante distintas em relação ao amido de milho, não explicaram a alta resistência dos amidos das bananas à digestão enzimática. Os parâmetros obtidos nas análises permitiram, pela primeira vez avaliar as características e diferenças entre grânulos de amido de espécies distintas de banana e suas relações ao amido de milho.

Efeito do tamanho dos grânulos nas características estruturais e físico-químicas do amido de trigo

A distribuição de tamanho dos grânulos influencia diretamente a composição química do amido, afetando sua funcionalidade, características de gelatinização, susceptibilidade enzimática, e cristalinidade. Os grânulos de amido de trigo possuem distribuição bimodal de tamanho e são divididos em grânulos tipo A (10-40 µm) e B (<10 µm). Neste trabalho amidos de trigo obtidos de quatro diferentes cultivares foram isolados e fracionados por tamanho. Amidos de diferentes tamanhos foram analisados quanto ao teor de lisofosfolipídeos e amilose, difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura, susceptibilidade enzimática, poder de inchamento e propriedades térmicas e de pasta. O fracionamento possibilitou a divisão dos grânulos em grandes (>15 µm) e pequenos (<10 µm). Independente da cultivar, grânulos grandes apresentaram diâmetro médio de 22 µm e formato lenticular, enquanto grânulos pequenos mostraram diâmetro médio de 6 µm e forma arredondada. Grânulos grandes apresentaram menor teor de lisofosfolipídeos, maior teor de amilose e menor índice de cristalinidade (IC) quando comparados aos pequenos. Apesar da maior cristalinidade, os grânulos pequenos foram mais susceptíveis à hidrólise que os grânulos grandes, sugerindo que a susceptibilidade enzimática dos grânulos pequenos está relacionada à sua maior área superficial.