Estudo do Uso de Hidrotalcites de Mg-Al como Catalisadores Heterogéneos para Produção de Biodiesel

A transesterificação de óleos vegetais ou gorduras animais com um álcool de baixo peso molecular é o principal processo utilizado na produção de biodiesel. Actualmente os processos industriais utilizam catalisadores homogéneos para acelerar a reacção. No entanto a utilização de catalisadores heterogéneos, no processo de transesterificação, tem sido sugerido por vários investigadores pois, são amigos do ambiente e podem ser regenerados e reutilizados portanto possibilitam a utilização de processos contínuos. Neste contexto, a utilização de hidrotalcites Mg-Al, como catalisadores heterogéneos para produção de biodiesel foi investigada neste trabalho experimental. As hidrotalcites com diferentes razões molares Mg/Al (Mg/Al=1, 2, 3 e 4) foram preparadas pelo método de co-precipitação. As diversas matrizes catalíticas obtidas, calcinadas a diferentes temperaturas, foram caracterizadas por difracção de raios X (DRX), análise térmica (TG-DSC), espectroscopia de infravermelhos (MIR), microscopia electrónica de varrimento (SEM) e isotérmicas de adsorção com azoto (BET). Estes catalisadores foram testados na metanólise de óleos vegetais para produzir biodiesel. As hidrotalcites Mg/Al=2, HT2A e HT2B (preparada com metade da quantidade de NaOH) calcinadas a 507 ºC e 700 ºC, respectivamente, foram as que apresentaram melhores resultados ao catalisar a reacção com um rendimento em éster superior a 97%, utilizando 2.5% da massa de catalisador, em relação à massa do óleo, razão molar metanol/óleo igual a 12, temperatura reaccional de 65 ºC durante 4h. Foi também investigada a reutilização do catalisador e o efeito da temperatura de calcinação. Constatou-se que o catalisador hidrotalcite HT2B apresentou melhor comportamento catalítico pois permitiu catalisar a reacção de transesterificação até três ciclos reaccionais, convertendo em ésteres 97%, 92% e 34% no primeiro, segundo e terceiro ciclos reaccionais, respectivamente. A análise de, algumas propriedades do biodiesel obtido como, o índice de acidez, a viscosidade e o índice de iodo mostraram que os resultados obtidos estão dentro dos valores limite recomendados pela norma EN 14214. Em anexo apresenta-se uma comunicação à First International Conference on Materials for Energy, Karlsruhe, 2010.

Ocorrência de sirfídeos afidófagos (Diptera, Syrphidae) em Lavras, MG

A ocorrência de sirfídeos afidófagos nas culturas de citros, couve, pepino, trigo e batata foi registrada. As amostragens foram realizadas, quinzenalmente, de agosto a dezembro de 2002. Constatou-se as espécies:Ocyptamus gastrostactus (Wiedemann, 1830), Allograpta exotica (Wiedemann, 1830), Pseudodorus clavatus (Fabricius, 1794) e Ocyptamus anthiphates (Walker, 1849). P. clavatus ocorreu em todas as culturas amostradas, com a maior densidade populacional (72%), seguido de O. gastrostactus (16%), A. exotica (11%) e O. anthiphates (1%). A ocorrência dos sirfídeos esteve correlacionada com os fatores climáticos e a presença dos afídeos.

Caracterização mineralógica, potencial de reserva e sustentabilidade agrícola de alguns sítios florestais de eucalipto da região do Vale do Rio Doce (MG)

Foram estudados alguns solos da região do Vale do Rio Doce (MG) em 1991, nos municípios de Ipatinga, Nova Era e Guanhães, provenientes de áreas de reflorestamento de Eucalyptus grandis. Selecionaram-se oito sítios florestais com solos de diferentes classes taxonômicas, e uma detalhada caracterização mineralógica e avaliação do potencial de reserva de nutrientes foram desenvolvidas. Os solos estudados foram mineralogicamente classificados como: caulinítico não-sesquioxídicos (2 e 5); caulinítico-sesquioxídico (1); gibbsítico-sesquioxídicos (4, 6 e 7); hematítico (3) e gibbsítico (8). Os principais argilominerais e óxidos de ferro e alumínio presentes nesses solos são caulinita, gibbsita, hematita, goethita e maghemita. A reserva mineral de médio a longo prazo para potássio é praticamente inexistente, estando presente, embora com baixa magnitude, nos solos 2 e 5, na forma de micas e feldspatos. As relações Ca-trocável/Ca-total e Mg-trocável/Mg-total exprimem baixa capacidade de reposição desses nutrientes nos solos estudados. Sugere-se a adição de nutrientes de acordo com os níveis críticos exigidos na implantação e manutenção do ciclo do eucalipto, em virtude da ausência de sustentabilidade desses sítios florestais em termos de reserva de nutrientes a curto, médio e longo prazos.

Chemical labelling of oyster shells used for time-calibrated high-resolution Mg/Ca ratios: A tool for estimation of past seasonal temperature variations

The geochemical compositions of biogenic carbonates are increasingly used for palaeoenvironmental reconstructions. The skeletal delta O-18 temperature relationship is dependent on water salinity, so many recent studies have focused on the Mg/Ca and Sr/Ca ratios because those ratios in water do not change significantly on short time scales. Thus, those elemental ratios are considered to be good palaeotemperature proxies in many biominerals, although their use remains ambiguous in bivalve shells. Here, we present the high-resolution Mg/Ca ratios of two modern species of juvenile and adult oyster shells, Crassostrea gigas and Ostrea edulis. These specimens were grown in controlled conditions for over one year in two different locations. In situ monthly Mn-marking of the shells has been used for day calibration. The daily Mg/Ca.ratios in the shell have been measured with an electron microprobe. The high frequency Mg/Ca variation of all specimens displays good synchronism with lunar cycles, suggesting that tides strongly influence the incorporation of Mg/Ca into the shells. Highly significant correlation coefficients (0.70<R<0.83, p<0.0001) between the Mg/Ca ratios and the seawater temperature are obtained only for juvenile C. gigas samples, while metabolic control of Mg/Ca incorporation and lower shell growth rates preclude the use of the Mg/Ca ratio in adult shells as a palaeothermometer. Data from three juvenile C. gigas shells from the two study sites are selected to establish a relationship: T = 3.77Mg/Ca + 1.88, where T is in degrees C and Mg/Ca in mmol/mol. (c) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Compositional and structural variabilities of Mg-rich iron oxide spinels from tuffite

Maghemite (γFe2O3) from tuffite is exceptionally rich in Mg, relatively to most of those reportedly found in other mafic lithosystems. To investigate in detail the compositional and structural variabilities of this natural magnetic iron oxide, sets of crystals were isolated from samples collected at different positions in a tuffite weathering mantle. These sets of crystal were individually powdered and studied by X-ray diffractometry, Mössbauer spectroscopy, magnetization measurements and chemical analysis. Lattice parameter of the cubic cell (a0) was found to vary from 0.834(1) to 0.8412(1) nm. Lower a0-values are characteristic of maghemite whereas higher ones are related to a magnetite precursor. FeO content ranges up to 17 mass % and spontaneous magnetization ranges from 8 to 32 J T-1 kg-1. Zero-field room temperature Mössbauer spectra are rather complex, indicating that the hyperfine field distributions due to Fe3+ and mixed valence Fe3+/2+ overlap. The structural variabilities of the (Mg, Ti)-rich iron oxide spinels is essentially related to the range of chemical composition of its precursor (Mg, Ti)-rich magnetite, and probably to the extent to which it has been oxidized during transformation in soil.

Contribuição dos mecanismos de fluxo de massa e de difusão para o suprimento de K, Ca e Mg a plantas de arroz

O transporte de nutriente até à superfície das raízes pode ocorrer por fluxo de massa ou por fluxo de massa e difusão, dependendo da atividade do nutriente na solução do solo e da exigência nutricional da planta. Objetivou-se verificar a contribuição dos mecanismos de fluxo de massa e de difusão para o suprimento de potássio, de cálcio e de magnésio a plantas de arroz, em experimento realizado em casa de vegetação. Aplicaram-se em amostra de Latossolo Variação Una, os seguintes tratamentos: Na2CO3, K2CO3, CaCO3 e MgCO3. Aos 75 dias da semeadura, as plantas de arroz foram colhidas e determinadas as quantidades de potássio, de cálcio e de magnésio nelas acumuladas, bem como a concentração desses nutrientes na solução do solo. Essas concentrações, multiplicadas pelo volume de água transpirado, foram usadas para calcular o suprimento por fluxo de massa. A difusão foi estimada por diferença entre a quantidade do nutriente acumulado no vegetal e a transportada por fluxo de massa. Verificou-se que o potássio foi transportado predominantemente por difusão, exceto no tratamento com K2CO3, que gerou altos teores de K na solução de solo, tornando o fluxo de massa suficiente para atender à demanda das plantas. O cálcio e o magnésio foram transportados por fluxo de massa. Segundo os resultados, a difusão foi o principal mecanismo de transporte de potássio nas condições do experimento; todavia, o fluxo de massa pode satisfazer isoladamente a demanda nutricional da planta, quando a concentração de potássio na solução do solo for muito elevada.

Balanço da adubação nitrogenada sólida e fluida de cobertura na cultura de milho, em sistema plantio direto no Triângulo Mineiro (MG)

Foi desenvolvido um experimento com as fontes uréia e uran aplicadas superficialmente ou incorporadas (5-7 cm) na cobertura nitrogenada de milho, no sistema plantio direto, com o objetivo de efetuar, na colheita, um balanço do N-uréia (15N) e quantificar as perdas por volatilização de N-NH3 nesses tratamentos, assim como nos adicionais, testemunha e misturas de uréia + KCl (sólida) e uran + KCl (fluida), na formulação 6-0-9 (N-P2O5-K2O), aplicadas somente em superfície. Os tratamentos originaram-se de um fatorial 1 + (2 x 2) + 2, sendo a testemunha + o fatorial 2 x 2 (duas fontes; uréia e uran x duas formas de localização) + dois tratamentos adicionais, misturas uréia + KCl (sólida) e uran + KCl (fluida), dispostos em blocos casualizados com quatro repetições. O ensaio foi realizado em Latossolo Vermelho-Escuro muito argiloso fase cerrado relevo plano, no Centro de Pesquisa Novartis - Seeds do município de Uberlândia (MG). Cerca de 100 kg ha-1 de N foram aplicados no estádio fenológico de seis a oito folhas. Após 26 dias da adubação, as perdas acumuladas de N-NH3 nos tratamentos em superfície foram de 54, 41, 17 e 14% do N aplicado, para uréia, uréia + KCl, uran e uran + KCl, respectivamente. Quando a uréia e o uran foram incorporados ao solo, as perdas acumuladas de N-NH3 foram de 5,0 e 3,5% do N aplicado, respectivamente. Na colheita, o N da uréia absorvido pela planta (raízes + colmos + folhas + grãos) foi de 19,9 kg ha-1 (20,8% do N aplicado) e de 29,5 kg ha-1 (29,5% do N aplicado), quando aplicado na superfície e incorporado, respectivamente. O N-uréia do uran absorvido pela planta foi de 11,4 kg ha-1 (26,1% do N aplicado) e de 11,7 kg ha-1 (26,8% do N aplicado), quando aplicado na superfície ou incorporado, respectivamente. O N da uréia imobilizado na camada de 0-45 cm de profundidade foi, em média, de 9,9 kg ha-1 (10,0% do N aplicado), da aplicação superficial ou incorporada, e do N-uréia do uran foi de 3,3 kg ha-1 (7,6% do N aplicado). O N-mineral no solo derivado do N da uréia e do N-uréia do uran aplicados na superfície, no perfil de 0-150 cm, foi, respectivamente, de 2,4 e 3,2%, e de 5,9 e 2,5%, com as fontes incorporadas. No balanço global de N, em média, 13,7 e 50,3% do N da uréia não foram recuperados no sistema solo-planta, respectivamente, para a aplicação superficial ou incorporada; para o N-uréia do uran, obtiveram-se, respectivamente, 47,7 e 57,6%.

Caracterização da matéria orgânica e micromorfologia de solos sob Campos de Altitude no parque estadual da Serra do Brigadeiro (MG)

O Parque Estadual da Serra do Brigadeiro (MG) engloba uma área de Mata Atlântica em uma parte da Serra da Mantiqueira. Nas porções mais elevadas da serra (acima de 1.600 m), encontram-se os Campos de Altitude, caracterizados por uma composição florística ímpar, elevado grau de endemismo e pela presença de várias espécies ameaçadas de extinção. Foram amostrados, na área do Campos de Altitude, um Neossolo Litólico, um Espodossolo Ferrocárbico, um Cambissolo Húmico e, na área de Mata Atlântica, um Latossolo Vermelho-Amarelo. Todos os solos estudados apresentaram-se álicos, com baixo pH e baixa capacidade de troca catiônica efetiva, além de acúmulo de matéria orgânica humificada. Os solos estão estreitamente relacionados com a cobertura vegetal, observando-se uma vegetação de menor biomassa sobre materiais mais oligotróficos. Análises micromorfológicas indicaram feições relacionadas com processos de podzolização. A interpretação das formas identificadas nas lâminas de solo permitiu inferências sobre os processos de gênese dos solos, não identificados pelas análises químicas. As substâncias húmicas foram fracionadas, indicando elevado teor de ácidos fúlvicos. Os teores dessa fração orgânica estiveram associados a formas pouco cristalinas de Fe e Al, extraídas pelo oxalato, indicando o papel da matéria orgânica na mobilidade desses elementos. Análises espectroscópicas das substâncias húmicas, como espectrometria no infravermelho e de ressonância paramagnética eletrônica, indicaram alta aromaticidade das substâncias húmicas produzidas sob vegetação de Campos de Altitude, em relação às substâncias húmicas produzidas sob vegetação florestal. Esta maior aromaticidade pode estar relacionada com o efeito do fogo ou com a própria constituição fisiológica da cobertura vegetal. A associação entre os solos em processo de podzolização e a vegetação de Campos de Altitude revela maior eficiência da matéria orgânica formada nesses ambientes nos processos de queluviação e intemperismo da fração mineral. Esta hipótese é sustentada pela caracterização das substâncias húmicas extraídas deste pedoambiente.

Transformações mineralógicas ao longo de perfis de alteração pedogenética na região de Lavras (MG)

Na região de Lavras (MG), realizou-se a avaliação das transformações mineralógicas ao longo da alteração pedogenética em perfis de solos, discriminados pela composição geoquímica ácida, intermediária e básica do material de origem. Os solos com horizonte B textural foram selecionados para tal estudo, sendo escolhidas as seguintes classes destes solos: Perfil 1 - Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico (PVAd), originado por alteração de rochas do Domínio geológico Granito de Itutinga; Perfil 2 - Argissolo Vermelho eutrófico (PVe), desenvolvido a partir de rochas do Domínio geológico Diorito do Rosário, e Perfil 3 - Chernossolo Argilúvico férrico (MTf), evoluído a partir de rochas do Domínio geológico Greenstone-belt de Lavras. Ao longo de cada perfil, desde a rocha fresca até o sólum, realizaram-se análises microscópicas para avaliar os processos de alteração, mediante evolução das reações de transformação mineralógica, com auxílio da difração de raios-X na identificação da mineralogia da fração argila. O estudo permitiu elaborar a ordem de destruição intempérica dos minerais primários e conseqüente formação da mineralogia do solo, estabelecendo-se reações de transformações mineralógicas e caracterização dos processos atuantes ao longo da evolução da alteração pedogenética, assim como suas relações com o material de origem. As reações de transformação mineralógica esquematizadas indicam que, nos Argissolos estudados, os minerais primários foram alterados para caulinita, gibbsita e sesquióxidos de ferro, acrescentando-se sesquióxidos de titânio e vermiculita com hidróxi entre camadas no caso do PVe. Persistiram como resíduos o quartzo e o feldspato potássico, este último apenas no PVAd. Já no Chernossolo avaliado, as alterações originaram talco, esmectita, caulinita e sesquióxidos de ferro e titânio, não havendo minerais primários residuais.

Pedogeoquímica em perfis de alteração na região de Lavras (MG). I- elementos maiores - óxidos constituintes

Na região de Lavras (MG), realizou-se a investigação do comportamento geoquímico ao longo dos processos de alteração e evolução pedológica em perfis de solos com horizonteB textural, discriminados pelo material de origem, individualizados em composição geoquímica ácida, intermediária e básica. Ao longo de cada perfil, realizaram-se análises geoquímicas de elementos maiores - óxidos constituintes, avaliando perdas e ganhos mediante o cálculo do balanço químico de massa. As interpretações dos dados geoquímicos nos três perfis estudados revelaram perda moderada de SiO2, lixiviação de bases e enriquecimento relativo discreto do Al, Fe e Ti, além de possibilitar o estabelecimento da ordem de perda desses constituintes.

Pedogeoquímica em perfis de alteração na região de Lavras (MG). II - elementos menores e elementos das terras raras

Na região de Lavras, MG, analisou-se o comportamento geoquímico dos elementos menores (EM) e elementos das terras raras (ETR) ao longo da evolução pedogenética em perfis de solos com horizonteB textural, individualizados a partir de rochas de composição ácida, intermediária e básica do substrato. Nos perfis, realizaram-se análises químicas de EM e ETR, avaliando perdas e ganhos pelo balanço químico de massa. O estudo possibilitou o grupamento dos EM em duas classes: (a)mobilidade moderada a alta: perda da rocha fresca até o sólum; (b)mobilidade moderada: enriquecimento relativo e eventualmente real no sólum. O comportamento dos ETR revelou grande mobilidade ao longo da evolução dos perfis de alteração.

Resistência ao cisalhamento e grau de intemperismo de cinco solos na região de Lavras (MG)

Atualmente os parâmetros da resistência ao cisalhamento dos solos podem ser uma ferramenta muito útil na estabilização de taludes e recuperação de voçorocas, bem como na adoção de práticas mecânicas de conservação para os solos agrícolas. Com o objetivo de avaliar a resistência ao cisalhamento de cinco solos da região de Lavras (MG) e sua relação com o grau de intemperismo, realizou-se um experimento, utilizando uma prensa de cisalhamento direto, a qual permite ensaiar amostras indeformadas de solos. Essas amostras foram coletadas na profundidade de 0-0,03 m e submetidas ao ensaio de cisalhamento, para a definição das envoltórias de resistência e obtenção da coesão aparente (C) e o ângulo de atrito interno (φ). Observou-se que C, de forma geral, foi maior para solos que apresentaram maior densidade, umidade a -0,01 MPa e maior teor de areia. Os valores de (φ) foram maiores nos solos com maiores teores de argila. O Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico (LVAd) e o Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico típico (PVAd), com densidades do solo, teores de areia e umidade a -0,01MPa maiores, apresentaram maiores resistências ao cisalhamento em relação ao Latossolo Vermelho distrófico (LVd), Cambissolo Háplico Tb distrófico (CXbd) e Latossolo Vermelho distroférrico (LVdf), que apresentaram maiores teores de argila e matéria orgânica. Para a classe dos Latossolos, a resistência ao cisalhamento foi maior onde os índices Ki e Kr foram mais elevados, graças à estrutura em blocos apresentada pelo LVAd, que condicionou maior resistência ao cisalhamento. Do ponto de vista da resistência ao cisalhamento, os solos LVAd e PVAd mostraram-se mais resistentes a voçorocamento e ao preparo do solo.

Caracterização de solos altimontanos em dois transectos no Parque Estadual do Ibitipoca (MG)

Pouco se conhece sobre a diversidade de solos em ambientes altimontanos do Brasil apesar da acentuada valorização ecoturística atual. Foram estudados atributos químicos, físicos, mineralógicos e micromorfológicos de dez perfis de solos altimontanos em dois transectos do domínio quartzítico do Parque Estadual do Ibitipoca, em MG, relacionando-os com a pedogênese nos diferentes pedoambientes. Nesse local, a formação dos solos é mais influenciada por elementos lito-estruturais (presença de rochas xistosas ou quartzíticas, falhas e fraturas) do que por variações topográficas. Os solos estudados são álicos, com saturação por Al superior a 60 % em superfície, eletronegativos e com acentuado distrofismo. A CTC é quase exclusivamente atribuível à fração orgânica, em virtude da atividade muito baixa da fração argila dos solos. Os resultados indicaram a presença destacada de formas pouco cristalinas de Fe, comuns em complexos rupestres de altitude, onde o acúmulo de carbono orgânico inibe a cristalização de óxidos de Fe ou Al. Os solos são cauliníticos, inclusive o Espodossolo Ferrocárbico, e alguns perfis evidenciam a ocorrência de minerais 2:1 do grupo das ilitas/micas e vermiculitas com hidróxi-entrecamadas (VHE), denotando a resistência desses minerais em condições de acentuado intemperismo de micas, presentes no quartzito. Análises micromorfológicas do Espodossolo mostram feições típicas do processo de podzolização: predomínio de grãos minerais quartzosos entremeados de fragmentos polimórficos de matéria orgânica em superfície, microestrutura em grãos simples com recobrimentos em Bh e Bs. Observou-se a presença de "ortstein" no horizonte espódico (Bs), formado por material organomineral ou mineral, monomórfico e fraturado, com Al, Si e Fe amorfos, co-precipitados. As feições micropedológicas do Bs são semelhantes às de horizontes plácicos, com duas gerações de deposição ferruginosa: uma mais avermelhada (ferridrita-hematita) e outra xantizada (goethita). O plasma intergranular do horizonte espódico apresenta zonas plásmicas diferenciadas, uma mais aluminosa, de composição caulinítica, e outra mais ferruginosa, rica em sílica, revelando uma participação de sílica coloidal amorfa na cimentação dos "ortstein" (ou horizontes plácicos) em associação ao cimento ferruginoso, no Espodossolo.