Recovery of acid and base from brackish water by bipolar membrane electrodialysis

Nesta dissertação pretendeu-se estudar a viabilidade do uso de eletrodiálise com membranas bipolares (BM) na recuperação de ácido clorídrico e de hidróxido de sódio a partir de um efluente industrial que contém 1.4 mol/L de cloreto de sódio. Estas membranas mostraram ser uma ferramenta eficiente para a produção de ácidos e bases a partir do respetivo sal. Foi feita uma seleção de diferentes membranas bipolares (Neosepta, Fumatech e PCA) e aniónicas (PC-SA e PC-ACID 60) na tentativa de encontrar a combinação mais adequada para o tratamento do efluente. Dependendo do critério, o melhor arranjo de membranas é o uso de PC-ACID 60 (membrana aniónica), PC-SK (membrana catiónica) e membranas bipolares do tipo Neosepta para maior pureza dos produtos; membranas bipolares Fumatech para maior eficiência de dessalinização e membranas bipolares PCA para um maior grau de dessalinização. Tecnologicamente foi possível obter uma dessalinização de 99.8% em quatro horas de funcionamento em modo batch com recirculação de todas as correntes. Independentemente da combinação usada é recomendável que o processo seja parado quando a densidade de corrente deixa de ser máxima, 781 A/m2. Assim é possível evitar o aumento de impurezas nos produtos, contra difusão, descida instantânea do pH e uma dessalinização pouco eficiente. A nível piloto o principal fornecedor de membranas e unidade de tratamento “stack” é a marca alemã PCA. Sendo assim realizaram-se ensaios de repetibilidade, contra difusão, avaliação económica e upscaling utilizando as membranas bipolares PCA. A nível económico estudou-se o uso de dois tipos de unidades de tratamento; EDQ 380 e EDQ 1600, para diferentes níveis de dessalinização (50, 75 e 80%). Tendo em conta a otimização económica, é recomendável uma dessalinização máxima de 80%, uma vez que a eficiência de processo a este ponto é de 40%. A aplicação do método com a unidade EDQ 1600 para uma dessalinização de 50% é a mais vantajosa economicamente, com custos de 16 €/m3 de efluente tratado ou 0,78 €/kg Cl- removido. O número de unidades necessárias é 4 posicionados em série.

Utilização de resíduos do sector avícola para a produção de biodiesel

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Energia e Bioenergia

Membranas de policaprolactona e quitosano para aplicação estomatológica

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Utilização do picro-sirius para corar o Paracoccidioides brasiliensis

A solução do picro-sirius foi usada para corar o Paracoccidioides brasiliensis em tecidos humanos fixados em formol. À luz comum, o fungo mostra uma faixa periférica avermelhada e, à luz polarizada, apresenta um ou mais anéis birrefringentes esverdeados. A imersão prévia em solução de hidróxido de sódio a 1%, por alguns minutos, melhora a coloração, sendo o fungo visualizado com mais nitidez à luz polarizada. Por outro lado, a diferenciação dos cortes corados, com picro-sirius em hidróxido de sódio a 0,5%, elimina a birrefringência do colágeno mais rapidamente que a do Paracoccidioides.

Atividade moluscicida da mistura de ácidos 6-n-alquil salicílicos (ácido anacárdico) e dos seus complexos com cobre (II) e chumbo (II)

Foi comparada, em laboratório, a atividade moluscicida do extrato hexânico da casca da castanha do caju - Anacardium occidentalel L. (EHCCC), do complexo de cobre (II), docomplexo de chumbo (II) e do ácido anacárdico com objetivo de encontrar entre eles um produto que apresentasse maior estabilidade que o ácido anacárdico. Este foi preparado tratando o EHCCC com hidróxido de chumbo (II) ou com o sulfato de cobre mais hidróxido de sódio ou com hidróxido de cobre (II). Em seguida, o complexo de chumbo (II) ou os complexos de cobre (II)preparados foram tratados com uma solução de ácido sulfúrico diluída. As misturas dos dez produtos obtidos foram testadas sobre caramujos adultos de Biomphalaria glabrata nas concentrações de la 10 ppm. Os mais ativos foram o complexo de cobre (II), obtido com sulfato de cobre mais hidróxido de sódio, e o ácido anacárdico (hidróxido de chumbo) que apresentaram atividade a partir da concentração de 4 ppm. O teor de chumbo do ácido anacárdico (hidróxido de chumbo) foi acima das normas recomendadas pelos Padrões de Saúde Pública dos Estados Unidos.

Contaminação, por ovos de Toxocara spp, de parques e praças públicas de Botucatu, São Paulo, Brasil

A freqüência de contaminação de parques e praças públicas de Botucatu, São Paulo, Brasil, por ovos de Toxocara spp foi estudada durante 12 meses, com colheitas mensais de amostras de solo de dez praças, que foram processadas pela técnica de concentração em solução decinormal de hidróxido de sódio. Das 120 amostras analisadas, 21 estavam contaminadas, correspondendo a 17,5%, em um total de seis praças. A maioria desses ovos porém apresentaram características de inviabilidade infectiva. Embora a chance de aquisição dessa zoonose nas praças estudadas seja pequena, existe o risco de infecção da população.

Metanólise de óleo de soja em biodiesel através de um reactor de membrana

Com o aumento das necessidades energéticas, bem como dos cada vez mais conhecidos efeitos nocivos dos combustíveis fósseis, tornou-se imperativo pesquisar e desenvolver alternativas sustentáveis e verdes a esses recursos. O biodiesel é considerado como o melhor substituto para o combustível diesel convencional de base petroquímica. A transesterificação de óleos vegetais revela-se como uma importante via de obtenção do biodiesel. Na produção de biodiesel com catalisadores básicos homogéneos, como o hidróxido de sódio, deparamo-nos com um problema na hidrólise de triglicéridos, levando à formação de sabões e emulsões. Mesmo quando são usados reagentes secos, há formação de água devido à reacção do hidróxido com o álcool. Estes problemas podem ser solucionados com a utilização de catalisadores heterogéneos. Este estudo incidiu na preparação de membranas catalíticas de álcool polivinílico (PVA) incorporadas com um catalisador heterogéneo sólido básico (óxido de cálcio) obtido de resíduos industriais (casca de ovo). Caracterizaram-se as membranas catalíticas através da determinação da espessura, ângulos de contacto, grau de inchamento e espectroscopia de infravermelho. As membranas de PVA foram testadas na metanólise de óleo de soja em reactor batch e reactor de membrana catalítica. Estudou-se o efeito da reticulação química e por irradiação gama, nas propriedades das membranas e na actividade catalítica.

Metanólise de óleo de soja em reator de membrana compósita PVA/casca de ovo calcinada. Estudo do efeito da reticulação

Com a crise energética atual e os efeitos nocivos associados ao consumo de combustíveis fósseis e seus derivados, tornou-se imperativo pesquisar e desenvolver alternativas sustentáveis e economicamente viáveis face a esse recurso. Surgiu então o biodiesel, um combustível derivado de recursos renováveis e potencial substituto do diesel convencional de base petroquímica. A transesterificação de óleos vegetais apresenta ser a principal via na produção de biodiesel. A utilização de catalisadores básicos homogéneos, tal como o hidróxido de sódio, na produção de biodiesel apresenta algumas adversidades, nomeadamente, o aparecimento de reações secundárias de hidrólise dos triglicéridos, na presença de água, que promovem a formação de sabões e emulsões. Mesmo com o uso de reagentes secos, ocorrem reações entre o hidróxido e o álcool, formando-se água. Uma solução para este tipo de problemas é a utilização de catalisadores heterogéneos. Contudo, a produção de biodiesel apresenta custos associados elevados que podem ser diminuídos com a utilização de catalisadores provenientes de resíduos alimentares. Este trabalho consistiu na preparação de membranas catalítica de álcool polivinílico (PVA) incorporadas com um catalisador heterogéneo sólido básico (óxido de cálcio) obtido a partir de resíduos alimentares industriais (casca de ovo de galinha). Procedeu-se à caraterização das membranas por determinação da espessura, ângulos de contato, grau de inchamento e por espectroscopia de infravermelho. As membranas de PVA foram testadas na transesterificação de óleo de soja com metanol em reator de membrana catalítica. Analisou-se o efeito da reticulação química nas propriedades das membranas e na atividade catalítica.

Tratamentos pré-germinativos em sementes de Faveira-orelha-de-macaco (Enterolobium schomburgkii Benth)

RESUMOTestaram-se diferentes tratamentos pré-germinativos com o objetivo de se estabelecer uma metodologia adequada para auxiliar o processo germinativo das sementes de faveira-orelha-de-macaco (Enterolobim schomburgkii). Os tratamentos selecionados foram: desponte do lado oposto ao da emissão da radicula; escarificação manual; escarificação manual seguida pela imersão em água por 24 horas; imersão em ácido sulfúrico por 2, 5, 10 e 20 minutos e imersão em hidróxido de sódio por 15 e 30 minutos. As sementes utilizadas foram coletadas de uma única árvore localizada no Campus do INPA. Os testes de germinação foram realizados no laboratório de sementes do Departamento de Silvicultura tropical, em germinadas durante 14 dias. Com base nos resultados obtidos, concluiu-se que os melhores tratamentos para superar a dormência da sementes de Faveira-orelha-de-macaco foram desponte do lado oposto ao da emissão da radicula, escarificação manual e imersão em ácido sulfúrico a partir de 5 minutos de exposição.

Consequências do cultivo e do pousio sobre a matéria orgânica do solo sob floresta natural na Amazônia Oriental

São comparadas num mesmo latossolo podzólico amarelo de textura média, situações sob vegetação natural, depois da queimada, após um e cinco anos de cultivo e após três anos de pousio consecutivos a dois anos de cultivo. Depois da queimada e um ano de cultivo, há uma forte diminuição de todos os resíduos vegetais. Esta diminuição foi quantidade na liteira e na camada 0-15 cm do solo através do fracionamento granulométrico da matéria orgânica. Esta evolução continua durante os cinco anos de cultivo e se inverte quando o solo é abandonado à capoeira após dois anos de cultivo. O carbono da fração 0-50 μm, que concentra o complexo argilo-húmico, não sofre grandes variações quantitativas. O fracionamento químico desta fração mostra que, sob cultivo, o húmus é caracterizado por um equilíbrio, comportando mais ácidos fúlvicos, principalmente os extraídos pelo hidróxido de sódio, e menos ácidos húmicos do que no ecossistema natural. Isto indica que o húmus incorpora frações jovens pouco polimerizadas e que há, ao mesmo tempo, despolimerização das frações ligadas às argilas. O equilíbrio inicial se restabelece quando, depois de um curto período de cultivo, se deixa o solo em pousio.

Adição de areia para dispersão de solos na análise granulométrica

A acurácia da análise granulométrica depende da obtenção de suspensões de solo completamente dispersas e estáveis para possibilitar a separação das suas frações granulométricas. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a eficácia da adição de quantidades e tamanhos de grãos de areia na fase de dispersão da análise granulométrica de solos, visando à maior acurácia na obtenção dos resultados da análise granulométrica. Os solos utilizados foram: Latossolo Vermelho eutroférrico (LVef), LatossoloVermelho acriférrico (LVwf), Latossolo Vermelho eutrófico (LVe), Argissolo Vermelho-Amarelo eutrófico (PVAe) e Nitossolo Vermelho eutroférrico (NVef). A dispersão das amostras dos solos foi realizada por meio da adição de hidróxido de sódio e agitação rotativa (60 rpm) por 16 h. O delineamento experimental adotado foi o inteiramente casualizado, com esquema fatorial 6 x 2, com três repetições. Os tratamentos foram constituídos por seis quantidades (0, 5, 10, 15, 20 e 25 g) e dois diâmetros (2,0-1,0 e 1,0-0,5 mm) de areia, adicionados na fase de dispersão da análise granulométrica dos solos. De acordo com as equações ajustadas, a adição de areia com diâmetro entre 1,0 e 0,5 mm nas quantidades de 21,4 g para LVef, 19,6 g para LVwf e 25,8 g para NVef proporciona, respectivamente para esses solos, aumentos de 50, 38 e 14,5 % nos teores de argila. No LVe e no PVAe não se justifica a adição de areia na análise granulométrica, pois esses solos não apresentaram problemas de dispersão. Os resultados demonstram que a adição de 25 g de areia, com diâmetro entre 1,0 e 0,5 mm, na fase de dispersão da análise granulométrica de solos argilosos com altos teores de óxidos de Fe e com dificuldades de dispersão, é eficiente para promover efetiva dispersão das partículas primárias do solo.

Dispersantes químicos na análise granulométrica de latossolos

A completa dispersão da amostra e a manutenção da estabilidade da fase dispersa são condições fundamentais para obtenção de maior acurácia na análise textural de amostras de solo. Para isso, foram testados compostos de Na+ e Li+ como dispersantes químicos alternativos, frente à solução de NaOH 10 mmol L-1, com o objetivo de lograr dispersão mais efetiva e minimizar a presença de pseudocomponentes, fundamentalmente pseudossilte, na análise granulométrica de Latossolos. O trabalho foi realizado utilizando amostras de oito Latossolos do Estado de Minas Gerais, selecionados por apresentarem diferentes materiais de origem e teores de óxidos de ferro. Os tratamentos foram dispostos segundo um delineamento em blocos casualizados, correspondendo a um arranjo fatorial 8 x 2 x 7, com três repetições. Os fatores em estudo foram as amostras dos oito Latossolos, retiradas nos horizontes A e B, e sete dispersantes. O NaOH foi usado como dispersante de referência, testando-se alternativamente soluções de LiOH, NaClO, [NaClO + NaOH], [HCl + NaOH], (NaPO3)n e [(NaPO3)n + NaOH]. Utilizando a maior proporção de argila para identificar a efetividade dos dispersantes, nenhum deles igualou-se ao NaOH. Empregando o sinal > para indicar maior efetividade, a sequência determinada foi: NaOH > [(NaPO3)n + NaOH] > [HCl + NaOH] > [NaClO + NaOH] > LiOH > (NaPO3)n > NaClO. Dentre os dispersantes alternativos, destacou-se a solução de [(NaPO3)n + NaOH], com resultados próximos aos do dispersante de referência, evidenciando a importância da elevação do pH até valores próximos de 12. A efetividade das outras soluções sódicas com pH elevado, [NaClO+NaOH] e [HCl+NaOH], foi reduzida pela elevação da pressão osmótica da solução, dificultando a dispersão da amostra de solo. O LiOH foi inferior ao dispersante de referência. Essa resposta é justificada pela tendência desse cátion alcalino de formar ligações covalentes que bloqueiam cargas elétricas negativas do complexo de troca das argilas, com diminuição da densidade de carga superficial. O (NaPO3)n e NaClO foram os dispersantes menos efetivos, pelo menor pH das suas soluções. Conclui-se que a solução de NaOH é a mais efetiva para dispersar amostras de solos com argilas que apresentam capacidade de troca catiônica dependente do pH, por favorecer o incremento de cargas negativas, a repulsão entre partículas e, consequentemente, a dispersão da amostra de solo, com valores relativamente baixos da pressão osmótica da suspensão.

A escarificação química e o desenvolvimento inicial de porta-enxertos cítricos

O objetivo deste trabalho foi avaliar a emergência e o desenvolvimento vegetativo de diferentes porta-enxertos cítricos provenientes de sementes escarificadas quimicamente. O delineamento experimental adotado foi o de blocos ao acaso, em esquema fatorial 2 x 4 (escarificação x porta-enxertos), com três blocos, e cada parcela constituída por 20 tubetes. O tratamento químico realizado nas sementes constituiu-se de uma solução composta por 0,5 L de hipoclorito de sódio (NaClO) a 12%, 3 mL de ácido clorídrico (HCl) e 20 g de hidróxido de sódio comercial (NaOH), dissolvidos em 1L de água. Os porta-enxertos avaliados foram o 'Trifoliata' (Poncirus trifoliata [L.] Raf.), o citrangeiro 'C37' [Poncirus trifoliata (L.) Raf. x Citrus sinensis (L.) Osbeck.], o citrumeleiro 'Swingle' [P. trifoliata x (L.) Raf. x C. paradisi Macf.] e a tangerineira 'Sunki' (C. sunki hort. ex Tan.). Os porta-enxertos 'C37' e 'Trifoliata' beneficiaram-se da escarificação química do tegumento, apresentando maior velocidade e taxa de emergência das plântulas e maior taxa de emergência, aos 45 dias após a semeadura (DAS). Por outro lado, os porta-enxertos 'Swingle' e 'Sunki' apresentaram uma redução da emergência das plântulas, quando suas sementes foram submetidas à escarificação química do tegumento. As plantas de 'C37' e 'Trifoliata', oriundas de sementes escarificadas, apresentaram diâmetro ao nível do colo e acúmulo de massa seca significativamente superiores aos 150 DAS, em relação às plantas oriundas de sementes com o tegumento intacto.

Extração do corante da beterraba (Beta vulgaris) para utilização como indicador ácido-base

No presente trabalho, foi investigado o comportamento do extrato aquoso e alcoólico da beterraba (Beta vulgaris) como um indicador ácido-base, tendo como objetivo principal despertar o interesse pelo uso dos indicadores naturais, como alternativa didática para transmissão dos conceitos de titulação, equilíbrio químico e a lei de Lambert-Beer. Para a realização dos experimentos foram utilizadas soluções padrão de ácido clorídrico (HCl), ácido acético e hidróxido de sódio (NaOH). Inicialmente foram feitos testes para avaliar a reversibilidade do sistema, e observou-se que a coloração passa de vermelho para amarela com adição de base e retorna para vermelho com adição do ácido, sendo possível sua utilização para explicação do equilíbrio químico. As análises de espectroscopia UV-vis mostraram que os espectros de absorção molecular na região do visível, apresentam diferentes característica, dando indícios que ocorreu modificação na estrutura do indicador em meio ácido e básico. Após as análises volumétricas constatou-se que os pontos de equivalência determinados com o indicador natural tiveram concordância com os obtidos pelo método potenciométrico. Além disso, os extratos aquosos e alcoólicos da beterraba apresentam potencial didático para a explicação da lei de Lambert-Beer, sendo que no meio ácido houve uma melhor correlação comparado com o meio básico.

Avaliação dos efeitos de pré-tratamentos da madeira de Eucalyptus benthamii Maiden & Cambage no grau de compatibilidade com cimento Portland

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de cinco diferentes tipos de pré-tratamento na compatibilidade entre a madeira do Eucalyptus benthamii e o cimento Portland. A madeira foi pré-tratada com água fria, água quente, hidróxido de sódio, cloreto de cálcio ou hidróxido de cálcio. O grau de compatibilidade foi determinado através do estudo do calor de hidratação nas primeiras 24 h e pela resistência à compressão axial após 28 dias dos compósitos formados por cimento e pó de madeira na relação de peso de 13,3:1. A resistência à compressão axial após 28 dias também foi avaliada em compósitos formados com cimento e partículas de madeira na relação 2,75:1. Os resultados dos testes feitos com a madeira em pó indicaram que a adição de 3% de cloreto de cálcio é o tratamento mais eficiente para reduzir a capacidade de inibição da espécie, enquanto o tratamento do pó da madeira com hidróxido de cálcio afetou negativamente a compatibilidade. Entretanto, a combinação do aditivo cloreto de cálcio com partículas carbonatadas, pelo tratamento com hidróxido de cálcio, foi o que apresentou a maior resistência à compressão axial nos compósitos feitos na relação cimento:madeira de 2,75:1. A madeira de Eucalyptus benthamii apresentou potencial para a fabricação de painéis madeira-cimento. O uso da metodologia de carbonatação das partículas em solução de hidróxido de cálcio também é viável como pré-tratamento, independentemente dos resultados apontados pelos métodos tradicionais de medição do grau de compatibilidade.