Nanochromics: old materials, new structures and architectures for high performance devices

Due to the development of nanoscience, the interest in electrochromism has increased and new assemblies of electrochromic materials at nanoscale leading to higher efficiencies and chromatic contrasts, low switching times and the possibility of color tuning have been developed. These advantages are reached due to the extensive surface area found in nanomaterials and the large amount of organic electrochromic molecules that can be easily attached onto inorganic nanoparticles, as TiO2 or SiO2. Moreover, the direct contact between electrolyte and nanomaterials produces high ionic transfer rates, leading to fast charge compensation, which is essential for high performance electrochromic electrodes. Recently, the layer-by-layer technique was presented as an interesting way to produce different architectures by the combination of both electrochromic nanoparticles and polymers. The present paper shows some of the newest insights into nanochromic science.

Rheology of decane/water and triglyceride/water emulsions stabilized by 'beta'-casein and sodium caseinate

Emulsões estabilizadas por 'beta'-caseína e sódio caseinato tiveram suas propriedades reológicas investigadas em função da natureza da fase oleosa, da força iônica e do pH. Fases oleosas de características estruturais distintas, a saber, decano e óleos vegetais de alto teor triglicerídico, foram ensaiadas. A emulsificação dos sistemas contendo decano foi significativamente mais efetiva do que aquela das amostras contendo triglicérides. Efeitos de pH e força iônica mostraram-se relativamente pouco importantes sobre a capacidade emulsificante da proteína. As propriedades reológicas foram marcadamente distintas em cada caso, com estruturas de caráter sólido (G' G") sendo produzidas com decano, diferentemente do que foi observado para amostras contendo triglicérides, nas quais a viscoelasticidade não foi nem mesmo aparente. A relevância de aspectos espaciais da estrutura da fase oleosa no desenvolvimento do caráter viscoelástico é discutida. Propõe-se que os fatores responsáveis pelo comportamento distinto observado residam possivelmente na interface gotícula/meio dispersante, inacessível por microscopia óptica, e guardam pouca relação com tamanho ou forma da gotícula.

Dinâmica populacional: variação sazonal dos grupos funcionais fitoplanctônicos em reservatórios brasileiros (Billings e Guarapiranga, São Paulo)

A comunidade fitoplanctônica pode funcionar como sensor das variações do ambiente aquático respondendo rapidamente as essas alterações. Em sistemas aquáticos continentais é comum a coexistência de espécies que possuem as mesmas necessidades ecológicas e apresentam as mesmas tolerâncias ambientais, tais grupos de espécies fitoplanctônicas são denominados grupos funcionais. O uso de grupos funcionais fitoplanctônicos para avaliar tais alterações tem se mostrado muito útil e eficaz. Assim, o objetivo do estudo foi avaliar a ocorrência de grupos funcionais fitoplanctônicos em dois reservatórios (Billings e Guarapiranga) que suprem de água milhões de pessoas na Região Metropolitana de São Paulo, Sudeste do Brasil. As amostras foram coletadas mensalmente na superfície da coluna d'água e foram analisadas as variáveis físicas, químicas e biológicas (análises qualitativa e quantitativa do fitoplâncton). Os maiores valores de biovolume (mm3.L-1) das espécies descritoras e grupos funcionais foram representados por Anabaena circinalis (H1), Microcystis aeruginosa (LM/M) e Mougeotia sp. (T) no Reservatório Guarapiranga e por Cylindrospermopsis raciborskii (SN), Microcystis aeruginosa e M. panniformis (LM/M), Planktothrix agardhii e P. cf. clathrata (S1) no Reservatório Billings. Os principais fatores ambientais que interferiram na dinâmica do fitoplâncton foram: temperatura da água, zona eufótica, turbidez, condutividade, pH, oxigênio dissolvido, nitrato e fósforo total

Substituição dos parâmetros do modelo de Green-Ampt-Mein-Larson para estimativa da infiltração em alguns solos do Brasil

A partir de uma análise detalhada do processo de infiltração de água no solo, foram propostas alternativas para adequação dos parâmetros de entrada do modelo de Green-Ampt-Mein-Larson (GAML), na tentativa de melhorar a eficiência da estimativa da infiltração em alguns solos brasileiros. As adequações consistiram em substituir a condutividade hidráulica do solo saturado (K0) pela taxa de infiltração estável (Tie) e o teor de água do solo saturado (qs) pelo teor de água na zona de transmissão (qw), além de estabelecer uma equação para estimativa do potencial matricial na frente de umedecimento (yf) com base nos parâmetros do modelo de curva de retenção de água de Brooks & Corey. Avaliou-se o desempenho do conjunto de adequações propostas (GAML-t) para estimativa da infiltração de água em três solos: Latossolo Vermelho-Amarelo, Latossolo Vermelho e Argissolo Vermelho. O desempenho do GAML-t foi comparado com o obtido pelo GAML aplicado em sua forma original e adequado segundo cinco diferentes formas, evidenciando-se que o primeiro obteve melhor desempenho nos três solos estudados.

Qualidade da água da lagoa Juara (Serra/ES) : avaliações físicas, químicas e respostas fisiológicas e citogenéticas em plantas

A gestão dos recursos hídricos necessita da integração entre os critérios físicos e químicos, e os aspectos bióticos, os quais possibilitam identificar os efeitos combinados de substâncias e avaliar suas influências. Os sistemas testes Allium cepa e Tradescantia pallida, são utilizados para o estudo da poluição aquática a partir de aspectos citogenéticos. Além destes biomarcadores, os teores de clorofila também são utilizados em estudos de estresse devido ao reflexo a múltiplos fatores. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a qualidade da água da lagoa Juara (Município de Serra/ES) pela análise integrada de aspectos físicos, químicos e ecotoxicológicos a partir de estudos citogenéticos em A. cepa e T. pallida, e fotossintéticos nesta última espécie. Foram definidas três estações amostrais ao longo da lagoa e a partir de amostras de água foram analisados parâmetros tais como condutividade, oxigênio dissolvido, concentração de nutrientes e metais. A determinação dos metais ocorreu por análises de espectrometria de massa. O teste do A. cepa foi realizado a partir sementes germinadas em amostras de água da lagoa. Com plantas de T. pallida, foi realizado o ensaio da mitose em ponta de raiz de T. pallida e dosado os teores de pigmentos cloroplastídicos em folhas totalmente expandidas. Para tanto, foi realizado ensaio utilizando-se a água da lagoa como solvente para solução de Hoagland onde estacas previamente enraizadas de T. pallida foram expostas durante 24 horas e 40 dias para as avaliações citogenéticas e fotossintéticas, respectivamente. Foi realizado novo teste do A. cepa nas águas da lagoa após os 40 dias de ensaio para aferir a manutenção das propriedades químicas das amostras. A avaliação citogenética nas duas espécies envolveu a análise dos índice mitótico (IM), índice de aberrações cromossômicas (AC) e frequência de micronúcleos (MN). Para a análise estatística foi utilizada a análise de variância seguida pelo teste de Tukey (p < 0.05) para a comparação dos tratamentos durante a mesma campanha, e teste de Bonferroni (p < 0,05) para a comparação entre as campanhas. Os resultados físicos e químicos mensurados demonstram que a lagoa Juara apresenta indícios de eutroficação artificial. Duas estações amostrais, em pelo menos uma campanha amostral, apresentaram potenciais citotóxico, genotóxico e mutagênico. Todavia, esses potenciais não demonstram relação com os teores de Fe e Mn quantificados, levando a crer que tais pontos apresentam outros potenciais poluentes. Os danos citogenéticos observados apresentaram efeitos maximizados durante a segunda campanha, demostrando o efeito do período de chuva na intensificação da poluição nesse ambiente. O estudo do metabolismo fotossintético em T. pallida, demonstrou os teores de pigmentos cloroplastídicos relacionados ao elevado aporte de nutrientes presentes nas estações J2 e J3. Sendo o excesso destes, o provável responsável pelo teor inferior de pigmentos em J3. Observa-se que os ensaios com A. cepa e T. pallida responderam de maneira fidedigna ao risco potencial do ambiente, complementando as análises físicas e químicas usualmente utilizadas na avaliação da qualidade da água de ambientes lacustres.

Remoção do herbicida 2,4 diclorofenoxiacético (2,4-D) no tratamento convencional de água e associado à adsorção em carvão ativado em pó (CAP) em escala piloto

O aumento do uso de agrotóxicos no Brasil tem causado muitas preocupações, tanto em relação à questão ambiental quanto a saúde pública. Muitos desses compostos não são eficientemente removidos das águas por tratamento convencional, sendo necessárias alternativas que os removam das águas de abastecimento. Dentre as tecnologias existentes, a adsorção em CAP é considerada uma das mais efetivas e confiáveis, cujas vantagens incluem alta eficiência de remoção e facilidade de operação. O objetivo desta pesquisa é avaliar a remoção, em escala piloto, do agrotóxico 2,4-D e o seu principal metabólito 2,4-DCP em amostras de águas tratadas por adsorção em CAP associado ao tratamento convencional. Os testes foram realizados em instalação piloto na áreada ETA Carapina/CESAN. A água bruta foi a proveniente do rio Santa Maria da Vitória contaminadaatravés da adição de agrotóxico em sua fórmula comercial. Foram realizados quatro ensaios, dois sem adição de CAP e dois com adição de CAP junto à unidade de mistura rápida. Os agrotóxicos foram detectados e quantificados através da cromatografia líquida de alta eficiência, em metodologia validada. As amostras coletadas foram caracterizadas de acordo com os parâmetros: temperatura, turbidez, condutividade elétrica, absorbância em 254 nm, cor real, cor aparente, alcalinidade, carbono orgânico total, além e concentração dos agrotóxicos 2,4-D e ácido 2,4,5-T e do metabólito 2,4-DCP. Os diferentes ensaios foram avaliados em termos da taxa de remoção destes parâmetros. Como resultado no TCVcom adição de CAP o composto de interesse foi removido abaixo de 30 μg. L-1,Valor Máximo Permitido, estabelecido pela Portaria do MS n° 2.914/2011 para dosagem de 100μg.L-1e mostrou-se eficiente, também, na remoção de matéria orgânica. Em nenhum dos testes foi detectado o composto 2,4-DCP e 2,4,5-T.

Casca do fruto da mamoneira como substrato para as plantas

A casca do fruto da mamoneira (CFM) é um resíduo gerado, em grande quantidade, no beneficiamento da mamona. O objetivo desta pesquisa foi avaliar as características físicas e químicas da CFM e seu efeito, como substrato, para plantas. A avaliação das características da CFM foi realizada em um experimento fatorial (2x3), constituído da combinação de dois tipos de casca (CFM in natura e compostada) e três granulometrias (peneiras 3, 5 e 10 mm de malha), em delineamento de blocos ao acaso. Os teores de macro e micronutrientes, condutividade elétrica (CE), pH, densidade seca (DS), densidade úmida (DU), porosidade total (PT) e espaço de aeração (EA) foram avaliados. A avaliação da CFM como substrato para plantas foi realizada, utilizando-se mudas de tomateiro (Lycopersicon esculentum Mill.) e estacas de pingo-de-ouro (Duranta repens L.) como espécies indicadoras. Para o cultivo de mudas de tomateiro, a CFM, na granulometria de 3 mm, in natura, ou compostada, foi misturada com Plantmax® em cinco proporções [0:100; 25:75; 50:50; 75:25; 100:0 (v/v)]. Para o enraizamentode pingo-de-ouro, estacas foram plantadas em CFM, in natura, ou compostada, de três granulometrias (3, 5 e 10 mm). A CFM compostada, na granulometria de 3 mm, apresentou as características físicas mais adequadas. A CFM in natura apresentou efeitos negativos, sendo inadequada como substrato. A CFM compostada permitiu obter 100% de germinação e mudas normais de tomateiro, bem como estacas enraizadas de pingo- de- ouro, podendo, portanto, ser utilizada como substrato, pura, ou em misturas.

Uso de rejeito da dessalinização na solução nutritiva da alface, cultivada em fibra de coco

A escassez de água de boa qualidade na região semiárida leva ao uso de água salobra para a irrigação. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito do uso de rejeito da dessalinização na solução nutritiva, sobre a produção da alface (Lactuca sativa L.), cultivada em sistema hidropônico com o substrato fibra de coco. O ensaio foi desenvolvido em um ambiente protegido do Departamento de Ciências Ambientais, da Universidade Federal Rural do Semi-Árido, em Mossoró-RN, instalado em delineamento experimental de blocos ao acaso, em esquema fatorial com cinco x dois tratamentos e três repetições, testando-se cinco níveis de salinidade da solução nutritiva, obtidos com ou sem a necessidade de diluição da água de rejeito da dessalinização (CE 1,1; 2,4; 3,6; 4,7 e 5,7 dS m-1) e dois cultivares de alface (Verônica e alface roxa, cv. Quatro Estações). As plantas cresceram bem em todos os níveis de salinidade, mostrando que as águas residuárias do processo de dessalinização podem ser usadas como fonte potencial de água para a produção hidropônica de alface, embora as perdas de produção tenham aumentado com a salinidade, (6 a 8% por unidade de condutividade elétrica) , chegando a 28-35% para a solução totalmente preparada com água de rejeito. O cv. Quatro Estações mostrou maior tolerância à salinidade do que Verônica.

Níveis críticos de fósforo em solos cultivados com cana-de-açúcar em Pernambuco

Em Pernambuco, a disponibilidade de P é avaliada sem se considerarem características físicas, químicas, ou, mineralógicas dos solos. Este trabalho teve como objetivos determinar os níveis críticos de P em diferentes solos, utilizando-se diferentes extratores químicos, considerando-se a quantidade e a qualidade da fração argila e relacionar as características físicas, químicas e mineralógicas dos solos com os níveis críticos de P. Os solos foram classificados como: Argissolo Amarelo distrocoeso (PAdx); Latossolo Amarelo distrófico (LAd); Argissolo Amarelo distrófico (PAd); Gleissolo háplico eutrófico (GXve) e Espodossolo cárbico duripânico (EKo). Os tratamentos consistiram em sete doses de P, determinadas de acordo com a capacidade máxima de adsorção de P (CMAP). O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, com quatro repetições. Foram coletadas amostras de solo na área útil das parcelas. Essa amostragem foi realizada 30 dias após o plantio e aplicação das doses de P, numa profundidade de 0,0-0,2 m. Nessas amostras, determinaram-se o teor de P pelos extratores Mehlich-1, Mehlich-3, Bray-1 e Resina de Troca Iônica (RTA). Com os teores de P no solo e a produção agrícola, determinaram-se os níveis críticos de P no solo. A RTA extraiu mais P independentemente do tipo de solo. Os níveis críticos de P no solo foram dependentes da CMAP, da quantidade de argila e do P remanescente (P-rem), quando o extrator para avaliação do P disponível foi o Mehlich-1. Os níveis críticos no solo determinados pela RTA não foram dependentes de nenhuma característica química e, ou, física dos solos.

Crescimento, consumo hídrico e composição mineral de alface cultivada em hidroponia com águas salinas

Objetivou-se, com este trabalho, avaliar o crescimento, o consumo hídrico e a extração de nutrientes, por alface (Lactuca sativa L.) em sistema hidropônico NFT (fluxo laminar de nutrientes), com a utilização de águas salinas no preparo da solução nutritiva e reposição da lâmina diária evapotranspirada. Foram conduzidos dois experimentos, em ambiente protegido. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, sendo estudados os efeitos de cinco níveis de salinidade da água, utilizando-se NaCl. O aumento da salinidade da água reduziu, de forma linear, o crescimento e o consumo hídrico da alface. A salinidade reduziu a concentração de macronutrientes na parte aérea, mas não se observaram sintomas de deficiência nutricional. O rendimento (massa de matéria fresca da parte aérea) foi reduzido entre 6 e 6,5% por dS m-1, no primeiro e segundo cultivo, respectivamente. Os resultados obtidos em sistema de cultivo NFT podem indicar a possibilidade do uso da água salina como alternativa para produção de hortaliças, para produtores que têm disponibilidade restrita de água doce, porém, com redução de produtividade.

Perdas na colheita mecanizada de soja: uma análise quantitativa e qualitativa

As perdas que ocorrem durante a colheita mecanizada de cereais implicam grandes prejuízos para agricultores e para o País. Na colheita da soja, boa parte das perdas poderia ser evitada. Assim sendo, com este trabalho objetivou-se avaliar as perdas físicas e fisiológicas de sementes de soja, durante a colheita, em diferentes dias e horários. As perdas quantitativas foram agrupadas em perdas na plataforma de corte, perdas nos mecanismos internos e perdas totais, e foram avaliadas em dois horários do dia, entre 9 h e 10 h, e entre 14 h e 15 h, nos dias 18 e 29 de Março e 20 de abril, e, em um experimento paralelo, em três horários, entre 9 h e 10 h, entre 14 h e 15 h e entre 20 h e 21 h, no dia 20 de Abril. As perdas qualitativas foram avaliadas, para sementes colhidas, entre 14 h e 15 h, nos dias 18 e 29 de Março e 20 de Abril, por meio de teste de tetrazólio e de condutividade elétrica. Verificou-se aumento significativo das perdas totais, de 121%, entre o primeiro e o último dia de colheita. A variação das perdas totais durante o dia mostrou-se significativa, atingindo 387,3 kg ha-1, às 21 h. A qualidade fisiológica diminuiu ao longo do período. O horário entre 14 e 15 h apresentou maior perda na plataforma de corte; porém, as perdas totais foram menores. A análise de correlação mostra que as perdas totais são fortemente influenciadas pela umidade da palha.

Desenvolvimento inicial de mudas de Butia odorata (Barb. Rodr.) Noblick cultivadas em recipientes

Butia odorata (Barb.Rodr.) Noblick (butiazeiro) é uma palmeira nativa do sul do Brasil, com grande demanda para usos ornamental e agroindustrial. O objetivo deste estudo foi avaliar o desenvolvimento inicial de mudas de butiazeiro, em recipientes com diferentes composições de substratos. O experimento foi desenvolvido em casa de vegetação sem controle de temperatura e umidade. Foram utilizadas mudas com 60 dias após a germinação, e avaliados os substratos, em cinco proporções, dos componentes casca de arroz carbonizada e casca de pinus. Em etapa posterior, monitorou-se o efeito do pH do substrato no desenvolvimento das mudas mantidas nos mesmos recipientes e tratamentos. Para tanto, as plantas foram distribuídas em igual número e representação dos tratamentos, em quatro grupos, com quatro níveis de pH do substrato (4,0; 4,9; 5,8 e 6,7). Noventa dias após o início da primeira etapa, e 161 dias após o início da segunda, foram avaliados o desenvolvimento das plantas, a condutividade elétrica e o pH dos substratos. Na primeira etapa, constatou-se diferença entre os tratamentos somente para altura das plantas e pH do substrato, ambas relacionadas diretamente com a proporção de casca de pinus na formulação. Na segunda etapa, a composição do substrato foi determinante para o maior desenvolvimento das mudas. Somente o número de folhas não apresentou diferença significativa entre os tratamentos. Contudo, para todas as variáveis, a presença de casca de pinus, mesmo em baixa proporção, foi suficiente para favorecer o desenvolvimento vegetativo.

Eletroquímica de solos modais e de sua matéria orgânica em ambientes tropicais

A química do solo vem estudando o comportamento da fração mineral dos solos tropicais intemperizados, incluindo a eletroquímica, o desenvolvimento de cargas e o fenômeno de adsorção. Por causa do amplo espectro a ser coberto no entendimento do comportamento da fração mineral, somado às dificuldades metodológicas, o estudo da complexa fração orgânica dos solos foi relativamente menos desenvolvido. A atual proposta revisita os primeiros trabalhos referentes à química de solos tropicais, buscando relacioná-los com dados de eletroquímica dos estoques de carbono do solo. O objetivo deste trabalho foi revisar aspectos de eletroquímica de solos, determinar e relacionar os pontos de carga zero, por diferentes métodos, os potenciais da dupla camada elétricae a eletroquímica do húmus de solos modais brasileiros, em uma sequência típica de intemperismo, visando a gerar informações para o seu manejo e conservação. Os métodos de estimativa dos ponto de carga zero dos solos apresentam resultados variados, mas com a mesma tendência entre os solos. Há predomínio de cargas negativas em ambas as camadas dos solos estudados. As cargas negativas dos coloides estão diretamente associadas à disponibilidade de elétrons do húmus e ambas diminuem com o estádio de intemperismo do solo.

Calibração de sondas capacitivas, funções físico-hídricas e variação do armazenamento de água em um argissolo cultivado com palma forrageira

Objetivou-se, com este trabalho, realizar a calibração de três sondas capacitivas, visando a utilizá-las na definição de funções físico-hídricas e na análise da variação espacial e temporal do conteúdo (q) e do armazenamento de água, em um Argissolo Vermelho-Amarelo, cultivado com três clones de palma forrageira, no Semiárido pernambucano. O estudo foi executado numa área experimental situada em Serra Talhada, PE. Para isso, foi realizada a calibração de três sondas capacitivas, usando-se dados de densidade aparente do solo, de umidade gravimétrica e de frequências relativas, em cinco condições de umidade do solo. Aplicou-se o método do perfil instantâneo, para determinação do fluxo vertical de água, e do potencial matricial de água no solo. Em seguida, analisou-se a variação espaço-temporal do q e do armazenamento de água no solo. As medidas de frequência relativa das sondas capacitivas apresentaram elevada relação com os dados de q (R2 > 0,87). A partir do método do perfil instantâneo, foi possível determinar as funções da condutividade hidráulica e do potencial total de água no solo, em relação ao q, com elevados coeficientes de determinação (R2 > 0,91). Não houve diferenças significativas do q entre os clones de palma forrageira.

Avaliação da exposição de crianças a material particulado em suspensão

Este trabalho teve como principal objectivo caracterizar a exposição de crianças a partículas atmosféricas e aos elementos químicos que as constituem. Pretendeu-se também determinar as fontes e processos que afectam os níveis e composição das partículas em suspensão no ar ambiente e no interior de salas de aula de escolas do 1º ciclo localizadas no centro de Lisboa. Os efeitos das partículas atmosféricas na saúde humana manifestam-se sobretudo ao nível do aparelho respiratório, dependendo da sua composição química, e principalmente da sua dimensão. As partículas inaláveis (PM10) podem depositar-se nas unidades funcionais do sistema respiratório. O PM2,5 podem atingir os alvéolos pulmonares e penetrar no sistema circulatório. As crianças são um dos principais grupos de risco, visto que os seus órgãos e tecidos ainda estão em desenvolvimento, ficando mais susceptíveis à exposição de partículas. A recolha de material particulado foi realizada no ar ambiente recorrendo a um colector PARTISOL e no interior e exterior das escolas usando amostradores GENT. A concentração total de partículas em suspensão foi determinada por gravimetria. A caracterização química da matéria particulada foi efectuada por Análise por Activação com Neutrões (INAA) para a determinação da concentração dos elementos e por Cromatografia Iónica para a quantificação de iões solúveis em água. Em 2007, a concentração média anual de PM2,5 no Centro de Lisboa foi de 18µg/m3. Através da Análise de Componentes Principais e Regressão Multilinear verificou-se que a massa das partículas da fracção fina resulta essencialmente da produção de aerossóis secundários (35%) de uma fonte de cálcio (28%) e da emissão de poluentes por veículos motorizados (23%). No interior das escolas verificou-se que as concentrações de partículas são mais elevadas comparativamente com o ambiente exterior, principalmente no PM2,5-10 (74µg/m3). A ressuspensão de partículas causada pelas actividades desempenhadas no interior das salas e a suspensão de poeiras do solo transportada pelas crianças, são as principais causas apontadas. O Ca é o elemento maioritário no interior das escolas. Os resultados obtidos neste trabalho não excederam os limites estabelecidos pela Legislação Portuguesa.