Optimização da produção biológica de polihidroxialcanoatos por aplicação de processos de separação com membranas

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Química e Bioquímica

Avaliação do potencial de atenuação natural do passivo ambiental das bacias de lamas oleosas da RESIM - Águas de St. André - Caso de estudo

As bacias de lamas oleosas do Ecoparque RESIM de Santo André constituem um passivo ambiental devido à contaminação dos seus solos. O presente trabalho consistiu no estudo de amostras de solo provenientes das bacias de lamas oleosas com o objectivo de avaliar o potencial de atenuação natural nas mesmas. As amostras foram caracterizadas para vários parâmetros físico-químicos como pH, potencial redox, condutividade eléctrica, aniões (através do método de cromatografia iónica), textura, teor de humidade e densidade e foram ainda determinados os compostos orgânicos voláteis e semi-voláteis das amostras de forma a conhecer a natureza da contaminação. A determinação dos compostos orgânicos voláteis foi realizada com os métodos Headspace - Cromatografia Gasosa - Espectrometria de massa. Os compostos semi-voláteis foram extraídos através do método Soxhlet Warm e determinados através de Cromatografia Gasosa - Espectrometria de Massa. Tanto a caracterização físico-química como a determinação dos compostos foram realizadas antes e após um ensaio de respirometria. Os ensaios de respirometria foram realizados em frascos OxiTop e conduzidos em ambiente controlado a uma temperatura média de 23,5 ºC durante alguns dias. Os contaminantes detetados foram essencialmente hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAH), mais concretamente o naftaleno, compostos BTEX e uma vasta gama de hidrocarbonetos do petróleo. As amostras em estudo apresentaram variações nas abundâncias e natureza dos compostos presentes após os ensaios de respirometria. O método de respirometria utilizado não se mostrou apropriado para amostras com elevadas abundâncias de compostos orgânicos voláteis.

Medições experimentais de ar exalado em ambiente hospitalar no serviço de Nefrologia

As análises ao ar exalado assumem cada vez uma maior importância como meio de diagnóstico não invasivo. O ar exalado encerra informações acerca do estado metabólico de cada pessoa, em particular, acerca das doenças, nutrição e medicação. Cada vez são em maior número os compostos encontrados na respiração humana com ligação a estados fisiológicos. A matriz respiratória, de caráter mais simples que a matriz sanguínea e urinária, é composta por gases inorgânicos, substâncias não voláteis e compostos orgânicos voláteis (VOCs). As concentrações individuais de cada VOC são na gama das partes por milhão (ppm) a partes por trilião (ppt), pelo que a sua deteção exige a utilização de uma técnica analítica com elevada sensibilidade. Este trabalho experimental teve como objetivo principal analisar os compostos orgânicos voláteis em doentes renais. Neste sentido, analisou-se o ar exalado de doentes em hemodiálise, antes e após o tratamento. Realizaram-se, também, análises ao ar exalado de doentes em estádios intermédios da doença renal crónica (DRC3 e DRC4), a fim de verificar a existência de um padrão evolutivo através da análise ao ar exalado. Para tal utilizou-se o BreathSpec®, uma técnica analítica não invasiva e de elevada sensibilidade, cujo princípio físico de funcionamento é a espetrometria de mobilidade iónica acoplada a uma coluna multicapilar (MCC-IMS). Este trabalho foi realizado em colaboração com a Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa (FCT/UNL), NMT,S.A. e o serviço de Nefrologia do Hospital Garcia de Orta. Futuramente, pretende-se que esta técnica seja utilizada como meio de diagnóstico precoce da doença renal, bem como, nos casos de pacientes em estádio final da doença, avaliar a eficácia da hemodiálise.

Utilização de redes neuronais artificiais como ferramenta de gestão de processos de digestão anaeróbia. Caso de estudo – ETAR do Seixal

As redes neuronais artificiais (RNA) têm sido apontadas como uma boa ferramenta de gestão da digestão anaeróbia, e o presente trabalho procurou explorar as funcionalidades de um aplicativo informático de criação de RNA, analisando a sua capacidade para modelar e otimizar os processos anaeróbios. O trabalho inseriu-se num estudo mais amplo, desenvolvido pelo grupo Águas de Portugal, no qual se pretendeu obter uma visão mais alargada e robusta da aplicabilidade deste tipo de ferramentas em digestores anaeróbios de diferentes instalações. O caso de estudo foi a ETAR do Seixal, pertencente à SIMARSUL, e o software utilizado foi o NeuralTools®. O desenvolvimento do estudo iniciou-se com a preparação dos dados referentes à ETAR do Seixal, tendo-se considerado esta como sendo a etapa determinante. A partir da caracterização das variáveis e de uma análise de correlações entre elas, foi possível selecionar 20 variáveis a integrar nos ensaios de treino e de teste, cujos principais objetivos se prenderam com a identificação da RNA com maior capacidade para prever o biogás produzido e a seleção das variáveis mais adequadas para a modelação dos processos anaeróbios. O treino e teste de redes envolveu a realização de 266 ensaios, a partir dos quais se identificaram as cinco melhores redes para previsão. A melhor RNA foi criada a partir dos dados de tempo de retenção hidráulico, pH, temperatura, ácidos gordos voláteis e alcalinidade total do digestor, e permitiu obter boas previsões do biogás produzido. Os resultados alcançados com esta rede ficaram, contudo, aquém dos valores de referência de uma previsão considerada “muito boa” e o reduzido número de casos usados para treinar a rede afigura-se como a principal causa. A escassez de dados constituiu, de resto, a principal limitação ao longo do estudo, permitindo realçar a importância da monitorização na gestão da digestão anaeróbia.

Fitoquímica no Ceará - compilação dos resultados

Os trabalhos de fitoquímica envolvendo a determinação estrutural começaram a ser divulgados em 1967 e conduziram a 212 trabalhos até o ano de 1984, distribuídos entre comunicações, reuniões científicas e publicações em períodicos. Na compilação apresentada, além da lista de trabalhos classificados por autores cronologicamente, são apresentadas também a relação das 172 espécies vegetais e dos 29 tipos de substâncias químicas isoladas, desde simples ácidos orgânicos até xantonas. As listagens foram elaboradas com auxílio do programa DBASE 11 da Ashton-Tate, em microcomputador CP 500 adaptado com placa para Sistema Operacional SOL/M Versão 10 da Microsol Ltda. de Fortaleza, CE.

Qualidade do ar interior em habitações: fontes emissoras de poluentes

Nos últimos anos, a qualidade do ar interior tem emergido como uma das principais preocupações para os utilizadores, proprietários e gestores de edifícios. A consciência e procura de ambientes interiores saudáveis têm vindo a aumentar, sendo que é generalizado o reconhecimento da importância de ambientes interiores com concentrações de poluentes aceitáveis, confortáveis e produtivos. As pessoas gastam cerca de 90 por cento do seu tempo em ambientes fechados, sendo que o ar dentro de habitações e noutros edifícios pode ser mais poluído do que no ar exterior. Nas habitações diversas fontes emissoras de poluentes estão presentes e a distância entre estas fontes e os ocupantes é muito reduzida. Isto significa que a exposição a poluentes do ar dentro das habitações pode ser muito elevada. O presente estudo teve como objetivo caraterizar a exposição a fontes interiores em habitações. Foram estudadas as seguintes fontes emissoras: lareiras abertas e lareiras fechadas com recuperador de calor com queima de pinho e briquetes; confeção de alimentos, incluindo preparações de fritos e cozidos, bem como o uso de torradeiras elétricas. A exposição de seres humanos a poluentes durante o sono também foi avaliada. As medições de poluentes, como material particulado (PM1, PM2,5, PM10), ozono (O3), monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), compostos orgânicos voláteis (COVs) e formaldeído (CH2O), e parâmetros de conforto, como temperatura e humidade relativa, foram realizadas em três casas com caraterísticas diferentes. A análise temporal dos dados e a comparação entre as concentrações de poluentes medidas no interior e exterior foram utilizadas para avaliar o impacte das fontes avaliadas. Os resultados indicaram que os seres humanos estão expostos a concentrações elevadas de poluentes quando estão perto de fontes específicas. As medições efetuadas em espaços com lareiras indicaram que as concentrações foram mais elevadas no caso da lareira aberta aquando da combustão de pinho. As concentrações de partículas, COVs, CO e CH2O ultrapassaram os valores limite definidos pela legislação. Durante as atividades de culinária as concentrações de COVs, CH2O e partículas medidas na cozinha também excederam os valores limite definidos pela legislação nacional. As concentrações foram mais elevadas para a confeção de alimentos de fritos em fogão a gás e quando a torradeira foi utilizada para um pão bastante torrado. Durante a noite foi observado o aumento das concentrações de CO2 e concentrações superiores de poluentes foram registadas para porta e janela fechadas.

Estudo da influência de nanotubos de carbono funcionalizados nas propriedades de revestimentos de poliuretano

Dissertação de mestrado em Propriedades e Tecnologias de Polímeros

The influence of kaolin application on key metabolic pathways associated with grape berry quality: a molecular and biochemical analysis

Dissertação de mestrado em Biologia Molecular, Biotecnologia e Bioempreendedorismo em Plantas

Viabilidade do tratamento do soro de queijo com digestão anaeróbia

O principal objetivo deste trabalho con sistiu em avaliar a digestão anaeróbia de soro de queijo (68.000mg DQO/l), sem correção de pH, em digestores tipo mistura completa, semi-contínuos em escala laboratorial, mantidos à temperatura de 35° ± 1°C. Foi utilizado como inóculo estéreo bovino, com teor de sólidos totais igual a 8%. O experimento foi desenvolvido num período de 100 dias, onde os primeiros 20 dias foram caracterizados pela aclimatação do inóculo e quatro tempos de retenção (¸) de 20 dias. Foi adicionado em cada reator uma carga de 3,0g DQO/l de reator/dia. No primeiro ¸ a carga foi dividida em 3 partes e adicionada aos digestores em intervalos de 8 horas. No segundo ¸ a carga foi dividida em 2 partes e adicionada aos digestores em intervalos de 12 horas; no terceiro ¸ foi utilizado intervalo de 6 horas para a alimentação com a carga de DQO dividida em 4 porções; o quarto ¸ foi caracterizado pela alimentação da carga total de uma única vez. O acompanhamento do experimento foi feito por análises de acidez, alcalinidade e pH, juntamente com produção de biogás; foi avaliado também a DQO no efluente. Foi constatado que os sistemas de alimentação empregados no presente trabalho, influenciaram no desenvolvimento do processo, sendo que a produção de ácidos graxos voláteis foi acentuada durante os TRH estudados levando a um desequilíbrio populacional e, consequentemente, a uma baixa eficiência de tratamento. Nestas condições, a produção de biogás expressa em 1.biogás/g DQO destruído foi de 0,35 l/g.

Estudio sobre la resistencia quimica de baldosas ceramicas no-esmaltadas para pavimentos industriales

The chemical resistance of ceramic tiles is the subject of the European Standard UNE-EN ISO 10545-13. In order to evaluate the effect of aqueous solutions of several chemicals agents on the aspect of the tile surface, this standard establishes a series of tests at room temperature followed by visual inspection. According to this standard the tiles of this study are classified as being of maximum resistance (UHA). However operating conditions can be more aggressive than those detailed in the standard. So, a systematic study has been undertaken. In the present work, the effect of aqueous solutions of several organic and inorganic acids on the tile surface is evaluated. Samples immersed in different solutions are subjected to the following conditions: T= 60º C; pH=2 and to agitation processes. Visual analysis, as well as optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM) were performed in order to determine the possible variation of the superficial aspect of tiles. Moreover, atomic absorption spectrophotometry has been used in order to obtain quantitative information concerning the solubility of system M (III)-L (M= Fe; L= H2O or L= ligand). The results obtained show, in all cases, a progressive dissolution of iron oxide precipitates presents in the ceramic body

Liberação de potássio de frações de solos e sua cinética

Ácidos orgânicos de baixo peso molecular têm sido utilizados em estudos de cinética de liberação de potássio em solos. Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de investigar a cinética de liberação de potássio nas frações granulométricas de dois solos do Rio Grande do Sul. Foram utilizadas amostras superficiais (0-20 cm) do horizonte A de um Gleissolo Háplico e de um Chernossolo Ebânico, nas quais foi quantificado o potássio liberado dos solos após 15 extrações sucessivas com ácido oxálico 0,01 mol L-1 de 1 a 864 h, totalizando um período de 3.409 h. As quantidades de potássio liberadas das frações de ambos os solos decresceram na seqüência argila > silte > areia. A descrição da cinética de liberação do potássio pela equação parabólica de difusão mostrou que o processo ocorreu a diferentes velocidades, em duas fases, para as frações areia e silte, e em três fases, para a fração argila. As quantidades de potássio extraídas das amostras dos solos representaram 3,4% do K-total no Gleissolo e 6,2% do K-total no Chernossolo.

Resíduos de plantas de cobertura e mobilidade dos produtos da dissolução do calcário aplicado na superfície do solo

As plantas de cobertura têm recebido atenção adicional em função da liberação de ácidos orgânicos de baixo peso molecular capazes de formar complexos orgânicos com alumínio, cálcio e magnésio. Dessa forma, além de neutralizarem o alumínio tóxico, esses ácidos podem aumentar a mobilidade, no perfil do solo, dos produtos originados da dissolução do calcário aplicado na superfície. Os objetivos deste trabalho foram (a) identificar os ácidos orgânicos de baixo peso molecular presentes nos resíduos de plantas de cobertura e na solução do solo; (b) avaliar o efeito desses resíduos, juntamente com a aplicação superficial de calcário, na correção da acidez das camadas subsuperficiais do solo no sistema plantio direto, e (c) verificar a relação dos ácidos orgânicos de baixo peso molecular, liberados na decomposição de resíduos vegetais, com os efeitos, na profundidade do solo, da aplicação superficial de calcário. O experimento foi realizado em casa de vegetação em colunas de PVC com amostras indeformadas de um Cambissolo Húmico Alumínico Léptico argiloso há cinco anos no sistema plantio direto. Os tratamentos constaram da aplicação de resíduos (10 Mg ha-1) de aveia preta (1), ervilhaca (2) e nabo forrageiro (3), calcário (13 Mg ha-1) (4), calcário mais resíduo de aveia preta (5), de ervilhaca (6) e de nabo forrageiro (7) calcário mais ácido cítrico (0,91 Mg ha-1) (8) e uma testemunha (9), dispostos em blocos ao acaso. O uso da cromatografia líquida permitiu identificar os ácidos orgânicos de baixo peso molecular nos resíduos vegetais utilizados. Na aveia preta, houve predomínio do ácido transaconítico, na ervilhaca predominou o ácido málico e no nabo forrageiro os ácidos cítrico e málico. Não foi possível detectar nenhum tipo de ácido orgânico de baixo peso molecular tanto na solução percolada como na solução do solo. Os resíduos vegetais não tiveram efeito na correção da acidez do solo em profundidade. Seus efeitos restringiram-se na camada de 0-2,5 cm, tanto isoladamente como junto com o calcário.

Calagem superficial e cobertura de aveia preta antecedendo os cultivos de milho e soja em sistema plantio direto

Os resíduos de plantas de cobertura podem mobilizar cátions no solo e beneficiar a ação da calagem superficial, por meio da liberação de ácidos orgânicos de baixo peso molecular da fração solúvel dos resíduos. Entretanto, faltam estudos no campo que comprovem tais efeitos em sistema plantio direto. Para avaliar as alterações químicas do solo e a resposta do milho e da soja com a aplicação de doses de calcário dolomítico na superfície (0,0, 2,5, 5,0 e 7,5 t ha-1), na ausência e na presença de cobertura de aveia preta, foi realizado um experimento em um Latossolo Vermelho distrófico textura argilo-arenosa, há cinco anos no sistema plantio direto, em Ponta Grossa (PR). As doses de calcário foram aplicadas nas parcelas em novembro de 2000 e, nas subparcelas, foram realizados dois cultivos, sem e com aveia preta em 2001 e 2002, antecedendo as culturas de milho e soja. A massa de aveia preta produzida não foi influenciada pela aplicação de calcário, tendo-se obtido aproximadamente 4 t ha-1 de matéria seca de aveia, em 2001 e 2002. A calagem também não alterou a capacidade de neutralização do hidrogênio (482 mmol c kg-1), a soma de cátions solúveis (29,5 mmol c L-1) e a condutividade elétrica (1.230 µS cm-1) do extrato de aveia. O calcário aplicado na superfície aumentou o pH, Ca2+ e Mg2+ e reduziu o Al3+ do solo até à profundidade de 10 cm. O resíduo de aveia preta mantido na superfície do solo não ocasionou benefícios à ação da calagem superficial na correção da acidez de camadas do subsolo. A calagem superficial não modificou a nutrição do milho, reduziu as concentrações de Zn e Mn nas folhas de soja e não causou alterações no rendimento de milho e soja. A cobertura de aveia preta aumentou as concentrações de P, Ca e Mg, nas folhas de milho, de N e P, nas folhas de soja, e reduziu o Mn no tecido foliar de soja. A manutenção do resíduo de aveia preta sobre a superfície do solo aumentou o rendimento de milho, mas não influiu no rendimento de soja, cultivada após o milho, no sistema plantio direto.

Solubilidade, fracionamento e fitoextração de metais pesados após aplicação de agentes quelantes

A baixa biodegrabilidade de quelantes sintéticos usados para induzir a fitoextração resulta em alto risco ambiental pela possibilidade de lixiviação de metais pesados. Agentes quelantes naturais, mais rapidamente degradados no solo, podem ser uma alternativa para os quelantes sintéticos. O objetivo deste trabalho foi comparar a performance de ácidos orgânicos naturais (gálico, cítrico e oxálico) com ácidos sintéticos (EDTA, DTPA e NTA) na fitoextração induzida de metais. O solo foi contaminado com 500, 300 e 200 mg kg-1 de Pb, Zn e Cu, respectivamente, e cultivado com milho (Zea mays) e mucuna preta (Stizolobium aterrimum). Os agentes quelantes, na dose de 10 mmol kg-1, foram aplicados no solo sete dias antes da coleta das plantas. Amostras do solo foram submetidas à extração com CaCl2 e fracionamento. Os teores dos metais na solução do solo foram também determinados. Os quelantes sintéticos EDTA, DTPA e NTA foram eficientes na solubilização dos metais pesados no solo. Dentre os ácidos orgânicos naturais, apenas o ácido cítrico foi eficiente na solubilização dos metais nas primeiras vinte e quatro horas após a sua aplicação. A distribuição dos metais entre as frações apresentou a seguinte ordem: Pb: matéria orgânica (MO) > óxido de Fe amorfo (OxFeA) > trocável (Tr) > óxido de Fe cristalino (OxFeC); Cu: MO > Tr > OxFeC > OxFeA; e Zn: MO > Tr > OxFeC > OxFeA. De modo geral, a adição dos quelantes sintéticos provocou aumento nos teores trocáveis de Pb e Cu e redução nos teores de Pb, Cu e Zn nas frações óxidos de Fe amorfo e cristalino. O extrator CaCl2 0,01 mol L-1 pode ser utilizado para predição da concentração de Pb, Cu e Zn na solução do solo.

Mobilidade de íons em solo ácido com aplicação de calcário, ácido orgânico e material vegetal em superfície

Há controvérsias quanto à eficiência da correção da acidez da camada subsuperficial pela aplicação de calcário na presença de materiais vegetais de plantas de cobertura e faltam informações sobre os mecanismos envolvidos no processo. O objetivo deste estudo foi quantificar a contribuição dos materiais vegetais de plantas de cobertura, com ênfase nos seus conteúdos de ácidos orgânicos de baixa massa molar e nutrientes solúveis, sobre a mobilização, no perfil do solo, dos produtos da dissolução do calcário aplicado em superfície. Foram desenvolvidos dois experimentos em laboratório, usando colunas de PVC de 30 cm de altura com amostras deformadas de um Latossolo Vermelho textura muito argilosa. Os tratamentos constituíram-se da aplicação isolada ou conjunta de calcário para atingir 80 % de saturação por bases (6,1 t ha-1) e de materiais vegetais (20 t ha-1) de nabo forrageiro e aveia-preta, bem como de soluções de ácidos orgânicos e sais neutros aproximadamente equivalentes ao conteúdo dessas espécies. A calagem isolada ou em associação com os materiais vegetais promoveu a redução da acidez somente na camada superficial (0-8 cm). A baixa taxa de recuperação dos ácidos orgânicos adicionados (< 7,2 %) indica que essas substâncias presentes na massa seca do nabo forrageiro foram rapidamente degradadas por microrganismos ou adsorvidas aos colóides do solo, tendo pouca influência na mobilização de cátions. Parte substancial do efeito sobre a mobilização de íons pela aplicação de material vegetal de nabo forrageiro se deveu à composição química do material, em vista da alta solubilidade em água dos cátions (65 a 71 %) e ânions (84 %). Além disso, a solução de sais foi o tratamento mais eficiente para deslocar o Al do solo para as soluções percoladas. A adição de materiais vegetais teve pouca influência na mobilização no perfil do solo dos produtos da dissolução do calcário aplicado em superfície.