Variable temperature and pressure study of the aquation reactions of cobalt(III) and chromium(III) penta- and tetra-amines

Preparation of a series of specific penta- and tetra-amine derivatives of Co-III and Cr-III with a neutral leaving ligand has been carried out in order to accomplish a fine tuning of the associativeness/dissociativeness of their substitution reactions. Spontaneous aquation reactions of the neutral ligands have been studied at variable temperature and pressure. Although rate constants and thermal activation parameters show an important degree of scatter, the values determined for the activation volumes of the substitution process illustrate the mechanistic fine tuning that may be achieved for these reactions. In all cases, in the absence of important steric constraints in the molecule, electronic inductive effects seem to be the most important factor accounting for the dissociative shifts observed both for pentaamine (i.e.Delta V double dagger=+4.0 or +14.0 cm(3) mol(-1) and +5.2 or +16.5 cm(3) mol(-1) for the aquation of cis- or trans-[Co(MeNH2)(NH3)(4)(DMF)](3+) and cis- or trans-[CoL15(DMF)](3+) respectively, where L-15 represents a pentaamine macrocyclic ligand), and tetraamine systems (i.e.Delta V double dagger=+4.1 or +8.4 cm(3) mol(-1) and -10.8 or -7.4 cm(3) mol(-1) for the aquation of cis-[Co(NH3)(4)Cl(DMAC)](2+) (DMAC=dimethylacetamide) or cis-[Co(en)(2)Cl(DMAC)](2+) and cis-[Cr(NH3)(4)Cl(DMF)](2+) or cis -[Cr(en)(2)Cl(DMF)](2+)). From the results, clear evidence is obtained which indicates that, only when the situation is borderline I-a/I-d, or the steric demands are increased dramatically, dissociative shifts are observed; in all other cases electronic inductive effects seem to be dominant for such a tuning of the substitution process.

Antiphase dynamics of a chaotic multimode laser

Antiphase dynamics of an optically pumped NH3 bidirectional ring laser under the chaotic, phase-sensitive mode coupling is experimentally observed. Our experimental result suggests strongly that the dynamics is a generic behavior of the laser.

Homoclinic orbits and chaos in a multimode laser

We show experimentally that under certain conditions the chaotic intensity dynamics of an optically pumped NH3 bidirectional ring laser could be well described in terms of Shil'nikov homoclinic orbits and chaos. We found that the mechanism that resulted in this kind of dynamics of the laser is the competition between effects caused by the mode interaction between the forward and the backward modes of the laser and by the intrinsic single-mode dynamics of the interacting modes. (C) 1997 Optical Society of America.

Productive performance, nutrient digestion and metabolism of Holstein (Bos taurus) and Nellore (Bos taurus indicus) cattle and Mediterranean Buffaloes (Bubalis bubalis) fed with corn-silage based diets

The objective of this study was to evaluate the productive performance, nutrients digestion and metabolism of three different genetic groups fed with the same diet based on corn silage. 30 heifers in growth were used of three groups of cattle, the following: Nellore (Bos taurus indicus) (n = 10), Holstein (Bos taurus taurus) (n = 10), and Mediterranean buffaloes (Bubalis bubalis) (n = 10). The animals were fed in groups and received the same experimental diet composed of corn silage and concentrate for growing heifers. In the evaluation of animals the performance, consumption and total apparent digestibility of dry matter and nutrients with the aid of internal markers (chromic oxide) and external (iADF), rumen fermentation, excretion of purine derivatives, nitrogen balance and blood metabolites were measured. No differences were observed in animal performance. There were differences in nutrient intake and apparent digestibility of dry matter and nutrients in different groups of cattle. The concentration of ammonia nitrogen (NH3-N) and short chain fatty acids (SCFA) in the rumen were higher and lower, respectively, for the group of buffaloes in relation to other experimental groups evaluated. When considering the excretion of total purine derivatives, buffaloes showed the lowest value compared to other genetic groups evaluated; about 61.76% of the total genetic group Nellore and 57.62% of the total genetic group Holstein with an average of 33.67 mmol/day. For the buffaloes, the excretion of xanthine and hypoxanthine observed was of 5.11% of total purine derivatives. There was a better nitrogen balance (g/day) for groups of Holstein heifers and Nellore in relation to the group of buffalo heifers. There were differences in the concentrations of urea and urea nitrogen in serum and liver enzymes where the buffaloes had higher values in relation at the bovines. There is a great metabolic diversity among the experimental groups evaluated and it was more exacerbated among buffaloes and bovines, when submitted to the same diet and same management conditions. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Impact of point source pollution on nitrogen isotope signatures (delta N-15) of vegetation in SE Brazil

This study presents novel evidence that N-15 natural abundance can be used as a robust indicator to detect pollutant nitrogen in natural plant communities. Vegetation from the heavily polluted industrial area of Cubatao in Sao Paulo State, SE Brazil, was strongly N-15 depleted compared to plants at remote sites. Historic herbarium samples from Cubatao were significantly less N-15 depleted than extant plants, indicating that N-15 depletion of vegetation is associated with present-day nitrogen pollution in Cubatao. The heavy load of nitrogenous atmospheric pollutants in Cubatao provides a nitrogen source for plants, and strongly N-15 depleted air NH3 is likely to contribute to plant and soil N-15 depletion. Epiphytic plants from Cubatao were extremely N-15 depleted (average -10.9parts per thousand) contrasting with epiphytes at remote sites (averages -1.0parts per thousand and -3.0parts per thousand). Nitrogen isotope composition of vegetation provides a tool to determine input of pollutant nitrogen into plant communities. The strong isotopic change of epiphytes suggests that epiphytes are particularly sensitive biomonitors for atmospheric pollutant nitrogen.

Novel molecular sieve silica (MSS) membranes: characterisation and permeation of single-step and two-step sol-gel membranes

High quality MSS membranes were synthesised by a single-step and two-step catalysed hydrolyses employing tetraethylorthosilicate (TEOS), absolute ethanol (EtOH), I M nitric acid (HNO3) and distilled water (H2O). The Si-29 NMR results showed that the two-step xerogels consistently had more contribution of silanol groups (Q(3) and Q(2)) than the single-step xerogel. According to the fractal theory, high contribution of Q(2) and Q(3) species are responsible for the formation of weakly branched systems leading to low pore volume of microporous dimension. The transport of diffusing gases in these membranes is shown to be activated as the permeance increased with temperature. Albeit the permeance of He for both single-step and two-step membranes are very similar, the two-step membranes permselectivity (ideal separation factor) for He/CO2 (69-319) and He/CH4 (585-958) are one to two orders of magnitude higher than the single-step membranes results of 2-7 and 69, respectively. The two-step membranes have high activation energy for He and H-2 permeance, in excess of 16 kJ mol(-1). The mobility energy for He permeance is three to six-fold higher for the two-step than the single-step membranes. As the mobility energy is higher for small pores than large pores and coupled with the permselectivity results, the two-step catalysed hydrolysis sol-gel process resulted in the formation of pore sizes in the region of 3 Angstrom while the single-step process tended to produce slightly larger pores. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Biodigestão anaeróbia de efluente de abatedouro avícola

Objetivou-se, com este trabalho, avaliar o processo de biodigestão anaeróbia no tratamento de efluentes de abatedouro avícola, considerando-se os TRH de 7, 14 e 21 dias, além da adição de enzima lipolítica aos substratos, nas concentrações de 0; 0,5; 1,0 e 1,5 g L-1 de carga adicionada aos biodigestores. A influência dos TRH e da adição de enzima lipolítica aos substratos foi avaliada por meio das produções de biogás e CH4, dos potenciais de produção por DQO, adicionada e removida, bem como pelas reduções dos teores de DQO, concentrações de N, P e K e dos valores de pH. Os resultados obtidos demonstraram que houve influência dos TRH (em que o TRH 7 expressou os melhores resultados, para produção semanal média de biogás, com 40,7 L, e CH4, com 32,2 L) e das concentrações de enzimas, com maiores valores de produção para os tratamentos 1,0 (24,6 L) e 1,5 g L-1 (26,2 L), que não diferiram entre si. As concentrações de enzimas de 1,0 e 1,5 g L-1 apresentaram maiores potenciais de produção de biogás (1,1 e 1,1 L g-1 de DQO adicionada, respectivamente) e metano (0,9 e 0,8 L g¹ de DQO adicionada, respectivamente), quando comparadas com as da 0,5 g L-1 (0,8 e 0,7 L g-1 biogás e CH4, respectivamente) e 0 (0,7 e 0,5 L g-1 biogás e CH4, respectivamente). As maiores remoções de DQO foram alcançadas nas concentrações de 0,5 g L-1 (83,3%) e TRH de 21 dias (74,4%). Contudo, para que haja maior eficiência na reciclagem energética, recomenda-se a utilização de concentrações de 1,0 g L-1 de efluente e tempo de retenção hidráulica de 7 dias.

Comparabilidade energética entre sistemas de ciclo de 1 andar e de 2 andares

Este trabalho faz uma análise comparativa do desempenho termodinâmico, num mesmo fluído frigorigéneo, de ciclos frigoríficos em diferentes regimes térmicos, de modo a avaliar as vantagens na utilização da compressão em dois andares sobre a compressão em andar único, para as mesmas temperaturas de evaporação e condensação, nos respectivos permutadores de calor. No estudo o escoamento do fluído é considerado sem perdas de carga, as expansões isentálpicas e as compressões isentrópicas. Os vários rendimentos têm valor unitário de modo a não particularizar o resultado. As temperaturas de regime neste trabalho são -40ºC para a evaporação do fluído e de 40ºC para a sua condensação. As temperaturas intermédias estão no intervalo situado entre -20ºC e 8ºC, com intervalos de 1ºC entre si. Os processos alvo de observação são arrefecimento intermédio (intercooler), remoção do título de vapor à pressão intermédia (flash gas removal), e a combinação dos dois num único processo, com a injecção total de fluído, para o mesmo fluído refrigerante, o NH3 Seguidamente foi analisada a opção em cascata para NH. Foram quantificados valores de COP utilizando compressão seca e compressão húmida. 3/NH3 e em dois fluidos, NH3/CO2 Constatou-se que o processo intercooler e flash gas removal em sistema combinado em compressão seca tem desempenho cerca de 15,5% superior ao ciclo de compressão num só andar, e que a compressão húmida tem melhor desempenho do que a compressão seca, nomeadamente o melhor desempenho na compressão húmida é 11,7% superior ao melhor desempenho na compressão seca.

n-Hexane hydroisomerisation over bifunctional Pt/MCM-22 catalysts. Influence of the mode of Pt introduction

Three different methods were used to introduce 1.0 wt.% of Pt in bifunctional Pt/MCM-22 zeolite catalysts: ion exchange with Pt(NH3)(4)(2+), incipient wetness impregnation with PtCl6H2 and mechanical mixture with Pt/Al2O3. The Pt dispersion was estimated by transmission electron microscopy and the hydrogenating activity with toluene hydrogenation at 110 degrees C. From these experiments, it can be concluded that with the ion exchanged sample, platinum was located within the inner micropores and on the outer surface, whereas with the impregnated one, platinum was essentially on the outer surface under the form of large particles. With all the samples there is a fast initial decrease in the activity for n-hexane hydroisomerisation at 250 degrees C. With exchanged and impregnated samples, this decrease is followed by a plateau, the activity value being then higher with impregnated sample. For the sample prepared by mechanical mixture a continuous decrease in activity can be observed. All these differences can be related with the distinct locations of Pt.

Projecto de concepção de entreposto frigorífico para produtos alimentares congelados

Pretende-se com este trabalho de projecto de Mestrado, conceber um entreposto frigorífico para conservar produtos alimentares perecíveis, de grandes dimensões, energeticamente optimizado. O trabalho inicia-se com a definição dos principais objectivos de uma unidade frigorífica deste tipo. O projecto propõe o dimensionamento do entreposto frigorífico na sua vertente de produção de frio e serviços complementares. Será feita a descrição do edifício, com instalações técnicas para manter temperaturas e humidades adequadas. Serão também dimensionadas as áreas de apoio às tarefas e processos tecnológicos desenvolvidos na recepção e expedição dos produtos alimentares perecíveis. Será analisado o enquadramento técnico-funcional e as condições higio-sanitárias exigidas para o funcionamento correcto desta unidade, de acordo com a regulamentação comunitária e nacional existente. Para complementar estas matérias abordaremos o sistema preventivo de controlo de riscos de Segurança Alimentar designado por HACCP (Análise de Perigos e Controlo de Pontos Críticos). De seguida, teremos uma abordagem teórica de dois fluidos frigorigéneos, designadamente o NH3 e o R404A, ambos de impacte ambiental nulo, os quais poderão ser utilizados na instalação frigorífica do entreposto, com características específicas conforme o fluido utilizado. Também foi objecto deste estudo, o enquadramento desta unidade como um dos elos fundamentais da chamada cadeia do frio. Após o dimensionamento das instalações, define-se o respectivo isolamento e realiza-se o balanço térmico a partir dos quais as instalações frigoríficas serão dimensionadas. Serão abordados, do ponto de vista termodinâmico e tecnológico, dois conceitos diferentes para a instalação frigorífica desta unidade. Num deles, a produção de frio faz-se por expansão directa do R404A como fluido frigorigéneo nos evaporadores. No outro, a produção de frio processa-se com alimentação forçada dos evaporadores, com NH3 líquido a temperaturas negativas, por bombeamento a partir de um separador de líquido. Os custos de aquisição e montagem destas instalações frigoríficas são diferentes, mas os consumos energéticos durante a sua vida útil também variam. Finalmente, um estudo comparativo dos dois conceitos concluirá na solução com maior eficácia energética e menor custo a médio prazo.

Elaboração de cenários para o consumo energético e emissões de GEE do sector dos transportes rodoviários de Portugal: horizonte 2020

Nos tempos actuais, a problemática das alterações climáticas está muito em voga, nomeadamente no que concerne ao consumo energético e respectivas emissões atmosféricas. Relativamente a este aspecto, as emissões de gases de efeito de estufa (GEE) são um dos factores que mais contribui para esse fenómeno global, sendo o sector dos transportes, nomeadamente o modo rodoviário, um dos sectores que regista maior consumo energético e emissões de GEE devido essencialmente ao consumo de combustíveis fósseis. Neste contexto, torna-se relevante ter uma noção da importância que o transporte rodoviário tem actualmente em matéria de consumo energético e emissões, bem como uma percepção desses indicadores para um horizonte futuro através da realização de uma previsão, permitindo contribuir para a definição de estratégias que promovam uma maior sustentabilidade neste sector. Desta forma foi desenvolvida uma metodologia de cálculo para determinação do consumo energético e emissões de gases de efeito de estufa em Portugal do sector dos transportes rodoviários, nomeadamente dióxido de Carbono (CO2), metano (CH4) e óxido nitroso (N2O) para o ano base de 2008, realizando-se posteriormente uma análise de âmbito estocástico destes factores para o horizonte 2020, ou seja, um estudo apoiado em diversas variáveis explicativas do consumo energético e emissões cuja quantificação futura é difícil de prever, estando por isso associadas a uma incerteza significativa. Nesta análise foi empregue um software de análise de risco (@Risk) de modo a caracterizar estatisticamente esta incerteza associada às variáveis chave do estudo.

Projecto de entreposto frigorífico a R-744/R-717 para produtos congelados

Pretende-se com este trabalho de Projecto de Mestrado conceber uma câmara frigorífica de 20000 m3 para armazenar produtos congelados e estudar um sistema frigorífico com dois fluidos frigorigénios que serão o CO2 (R-744) e o NH3 (R-717) O trabalho inicia-se com a definição dos objectivos principais para o projecto de um sistema frigorífico deste tipo. Após a definição dos objectivos, o projecto propõe um estudo termodinâmico do CO2 (R-744) como fluido frigorigénio, definindo se o seu historial de utilização, características principais, diagrama pressão-entalpia com a distinção das diversas fases do fluído, comparação em diversos parâmetros com outros fluidos, o porquê da utilização deste fluído, problemas comuns em sistemas com a presença deste fluído, entre outros parâmetros de estudo. De seguida será feito o dimensionamento de uma câmara frigorífica de 20000 m3 para armazenar produtos congelados paletizados através de um balanço térmico manual e um balanço térmico informático através do programa da Centauro comparando no final o resultado dos dois métodos. Será feito uma descrição das características básicas da câmara frigorífica com um esquema simples do edifício. Será abordado de seguida o sistema frigorífico a CO2 (R-744) e a NH3 (R-717) nas suas diversas características, nomeadamente no cálculo de caudais, diagrama pressão-entalpia, dimensionamento de tubagens e finalmente selecção de equipamento. Procede-se assim também ao estudo um sistema apenas a NH3 (R-717) com as suas diversas características nomeadamente no cálculo de caudais, diagrama pressão-entalpia, dimensionamento de tubagens e finalmente selecção dos equipamentos mais importantes, para que desta forma se proceda à comparação dos dois sistemas a nível energético, consumo eléctrico e manutenção de equipamentos. Finalmente proceder-se-á interpretação de resultados com o objectivo final de escolher a melhor solução nos vários parâmetros de comparação, para o esquema em questão.

Concepção de sistema de refrigeração por absorção, com aquecimento por painéis solares

O presente trabalho é constituído por dois temas principais: as máquinas de absorção LiBr/H2O e NH3/H2O, e os sistemas solares capazes de fornecer calor aos geradores das máquinas. Na primeira parte são referidos os diferentes sistemas de absorção, tendo sido descrito o seu funcionamento com os respectivos esquemas de princípio tendo sempre em atenção a sua optimização energética. Fez-se um estudo sobre os processos termodinâmicos associados ao funcionamento do ciclo NH3/H2O, para as temperaturas nos diferentes componentes aplicados num sistema de climatização Após esta análise termodinâmica foi realizado um estudo concreto para uma máquina, com a potência frigorífica de 16,9 kW, valor real da máquina de absorção ROBUR Modelo GAHP-AR, que servirá de base para a implementação de um sistema de fornecimento de calor, obtido com um conjunto de painéis solares. A segunda parte deste trabalho é dedicada aos sistemas solares, com uma análise dos diversos tipos de painéis, e respectivo funcionamento. Procurámos realizar o dimensionamento e optimização dessa instalação de captação de energia solar, de modo a captar cargas térmicas para um circuito de água, e assim fornecer a energia necessária ao correcto funcionamento do gerador do sistema de absorção.

Minimização de odores em contentores de resíduos sólidos

Mestrado em Engenharia Química