Estudo de carbonizados resultantes da gasificação e co-pirólise de resíduos da produção e processamento de arroz. Remoção de Cr3+ presente em meio líquido

A presente dissertação apresenta o estudo de dois carbonizados, provenientes da gasificação (CG) e co-pirólise (CP) de resíduos da cultura e processamento de arroz, no processo de remoção de Cr3+ presente em meio líquido. Os materiais de partida – casca de arroz (CA) e polietileno (PE) – utilizados nos ensaios de gasificação e co-pirólise, e os carbonizados resultantes destes processos térmicos, foram caracterizados através de ensaios físicos, químicos e ecotoxicológicos. O elemento químico com maior concentração, em todos os materiais, foi o Si. Nenhum dos eluatos revelou ecotoxicidade. No estudo de remoção de Cr3+ com os dois carbonizados avaliaram-se os efeitos dos seguintes parâmetros: pH inicial da solução, massa de adsorvente, tempo de contacto e concentração inicial de Cr3+. O carbonizado que teve o melhor desempenho na remoção de Cr3+ foi o CG, com remoções de cerca de 100%, devido ao aumento de pH, que provocou a precipitação do Cr. A capacidade de adsorção deste carbonizado variou entre 12 e 26 mg Cr3+.mg-1 CG, para uma concentração inicial aproximada de Cr3+ de 50 mg.L-1, pH inicial de 5, tempo de contacto de 24 horas e razões L/S entre 800 e 1000 mL. g-1. Foram aplicados os modelos cinéticos de pseudo-primeira ordem e pseudo-segunda ordem, e as isotérmicas de Langmuir, Freundlich e Sips. Observou-se um melhor ajustamento da cinética de pseudo-segunda ordem para CG. No CP verificou-se que ambos os modelos cinéticos se ajustavam aos dados experimentais. No CG observou-se que as isotérmicas de Freundlich e Sips apresentaram os melhores ajustamentos. Foi realizado um estudo dos mecanismos de adsorção para o CG e verificou-se que a troca iónica foi o fenómeno predominante. A avaliação ecotoxicológica das soluções contendo Cr, antes e após o ensaio de adsorção, indicou que o CG promoveu uma redução acentuada da ecotoxicidade das soluções até um nível não detetável.

Tomada de decisão em engenharia com base na teoria axiomática – caso de seleção de banco de ensaios para atuadores hidráulicos

A atividade de engenharia implica uma constante necessidade de tomadas de decisão. Na sua atividade profissional, o engenheiro está permanentemente a ter que tomar decisões cuja dificuldade pode variar desde casos simples até situações de elevada complexidade, dependendo do número de fatores envolvidos e da sua incerteza associada. A tomada de decisão durante a parte conceptual do projeto é uma destas situações, na medida em que as decisões então tomadas determinam fortemente os desenvolvimentos subsequentes. Por outro lado, a informação disponível é ainda escassa. Para além disso, quaisquer alterações posteriores contribuirão necessariamente para o encarecimento da solução final. É sobre a tomada de decisão na fase embrionária do projeto que se insere a presente dissertação. Nela se enfoca a importância da existência de ferramentas de suporte à tomada de decisão em projeto de engenharia contribuindo para a fundamentação das opções tomadas. Como exemplo, neste trabalho é feita a escolha de uma opção, de entre quatro possíveis apresentadas, para um banco de ensaios para atuadores hidráulicos usados no trem de aterragem dos aviões Dornier 228. Inicialmente são apresentadas algumas das principais teorias e métodos para apoio à tomada de decisão em engenharia, tendo sido eleita a Teoria Axiomática do Projeto como ferramenta de suporte para a seleção da melhor opção entre várias soluções alternativas. A escolha da Teoria Axiomática reside no facto de esta se caracterizar por ter uma fundamentação teórica de acordo com os padrões da ciência moderna e apresentar uma base analítica rigorosa para a condução da atividade de projeto. Depois de uma análise detalhada à legislação aeronáutica aplicável aos ensaios e do levantamento das condições físicas e humanas existentes na empresa onde decorreu o presente estudo, foram geradas quatro soluções alternativas para a instalação de um banco de ensaios para atuadores hidráulicos. A opção selecionada foi feita com base no conteúdo de informação de cada alternativa, de acordo segundo axioma da Teoria Axiomática. A dissertação termina com o desenvolvimento mais detalhado da solução eleita, após o que são retiradas conclusões e apontadas desejáveis ações futuras.

Interpretação de ensaios Lugeon para a caracterização hidráulica de maciços rochosos

Na prospeção geológico-geotécnica de terrenos que serve de apoio ao desenvolvimento do projeto de grandes obras, como barragens, túneis e cavernas subterrâneas, é usual executar ensaios Lugeon para a caracterização das propriedades hidráulicas dos maciços. No caso particular dos maciços rochosos, em que o escoamento da água ocorre essencialmente pelas descontinuidades, i.e., falhas e diaclases, os ensaios Lugeon integram e homogeneizam as propriedades hidráulicas de um volume de maciço, não tendo em conta o efeito discreto de que o escoamento se reveste. Pretende-se com este trabalho contribuir para uma melhoria da interpretação dos resultados destes ensaios e das metodologias de zonamento e caracterização hidráulica dos maciços rochosos. Para este efeito, foram estudados os resultados tradicionais de 372 ensaios Lugeon de sete barragens em Portugal, juntamente com as caraterísticas geotécnicas dos troços ensaiados, nomeadamente a fraturação evidenciada pelos registos fotográficos dos tarolos de sondagens, com o objetivo de correlacionar um conjunto de parâmetros geológicos com os resultados dos ensaios Lugeon. Avaliou-se a influência de parâmetros associados à fraturação, como a taxa de recuperação, índice RQD, número de descontinuidades, bem como a de parâmetros relacionados com fatores geométricos dos ensaios como a profundidade, localização e a orientação entre as descontinuidades e o eixo do furo. Ainda se avaliou o impacto que um fator relacionado com o estado de tensão tem nos resultados. A partir da aplicação desta avaliação estabeleceram-se correlações entre estas variáveis para perceber o efeito e peso de cada um e estabelecer uma classificação geo-hidráulica para maciços rochosos que auxilie na definição do zonamento hidráulico.

A influência da redistribuição de esforços na resistência ao punçoamento de lajes fungiformes

Este trabalho foi desenvolvido devido à necessidade de entender melhor a função da armadura longitudinal relativa à resistência ao punçoamento; de saber se existe redistribuição de momentos, e se esta tem um papel importante face ao punçoamento. Poucos autores estudaram este assunto, sendo que a maioria dos trabalhos realizados utilizam métodos numéricos. Nesta dissertação foram produzidos dois modelos de laje experimentais de dimensões 1,85x4,15x0,15 m3. Estes modelos diferenciam-se um do outro na sua armadura longitudinal. Um deles possui uma maior concentração de armadura superior na zona do apoio, e o outro uma maior concentração de armadura inferior a meio vão. O ensaio consiste na aplicação de uma carga vertical monotónica. A particularidade desta dissertação reside no sistema de ensaio utilizado nos modelos. Este garante as condições de fronteiras, estáticas e cinemáticas, definidas para uma laje fungiforme. Durante os ensaios recolheram-se valores de diversas grandezas, nomeadamente deslocamentos, extensões, inclinações e forças. Estes valores foram tratados e analisados de forma a obter conclusões relativas à evolução das deformações, à variação da extensão das armaduras, assim como das inclinações e momentos positivos e negativos, dos modelos testados. As cargas de rotura obtidas foram comparadas com as previstas pelo EC2, ACI 318-11 e Model Code.

Flexão estática em amostras pequenas livres de defeitos

O Laboratório de Engenharia da Madeira do Centro de Pesquisa de Produtos Florestais realizou inúmeros ensaios físicos e mecânicos, em madeiras originárias da areas a ser alagada na Hidroelétrica de Balbina. O presente trabalho pretende relatar o ensaio de flexão estática obedecendo aos seguintes passos: a) revisão bibliográfica sobre flexão estática, descrevendo além do método de calculo para determinação dos esforços, fatores que influem na resistência da madeira submetida à flexão; b) apresentação do ensaio de flexão estática, adotado pelo CPPF, divulgação dos dados experimentais e discussão sobre o tipo de ruptura que ocorrem nas madeiras do Amazonas; e c) estudo da relação entre módu lo de elasticidade a flexão, modulo de ruptura e densidade com os dados obtidos nos ensaios.

Ações farmacológicas do acido tânico. III. Análise em outros modelos experimentais

Estudos de nosso laboratório surgerem que o ácido tânico (AT) exerce diversos efeitos "in vitro" ou "in vivo", podendo ser responsável por várias ações inespecíficas freqüentemente observadas com extratos brutos de plantas medicinais. O presente trabalho amplia estes estudos em outos modelos biológicos. A administração crônica ou aguda, por vida oral (v.o.), de AT em ratos não produziu alterações gástricas ou no processo inflamatório. Em ratos não-diabéticos observou-se modificações variáveis na glicemia de acordo com a metodologia empregada. O AT, cronicamente (v.o.), não interferiu na reprodução de fêmeas, embora constatou-se redução do número de filhotes de machos tratados. O AT (3mg/kg, v.o.) provocou aumento da diurese, porém doses mais elevadas não modificaram o volume urinário. Os testes hematológicos demonstraram que o AT possui efeito anticoagulante "in vitro", sem modificar a fragilidade de hemácias ou na homeastase sanguínea "in vivo". No músculo esquelético, o AT reduziu a resposta contrátil à acetilcolina, enquanto no músculo cardíaco (átrio esquerdo) observou-se efeito inotrópico positivo ou negativo. Estes resultados estendem os estudos anteriores e reforçam a sugestão de que parte significativa dos efeitos inespecíficos observados com extratos brutos de plantas medicinais podem estar relacionados com a presença de taninos nos mesmos.

Nanomateriais manufaturados : avaliação de segurança através da caracterização dos seus efeitos genéticos

RESUMO - Os nanomateriais manufaturados (NMs), isto é, fabricados deliberadamente para fins específicos, apresentam propriedades físico-químicas únicas como a dimensão, área superficial ou funcionalização, que lhes conferem caraterísticas mecânicas, óticas, elétricas e magnéticas muito vantajosas para aplicações industriais e biomédicas. Efetivamente, a tecnologia baseada nos NMs, ou nanotecnologia, foi identificada como uma key enabling technology, impulsionadora do crescimento económico dos países industrializados, devido ao seu potencial para melhorar a qualidade e desempenho de muitos tipos de produtos e de processos. Contudo, a expansão da utilização de NMs contrasta com a insuficiente avaliação de risco para a saúde humana e para o ambiente, sendo considerados como um risco emergente para a saúde pública. As incertezas sobre a segurança dos NMs para a saúde pública advêm sobretudo de estudos epidemiológicos em humanos expostos a nanomateriais produzidos como consequência dos processos e atividades humanas e da poluição. Uma das principais preocupações relativamente aos efeitos adversos dos NMs na saúde humana é o seu potencial efeito carcinogénico, que é sugerido por alguns estudos experimentais, como no caso dos nanomateriais de dióxido de titânio ou dos nanotubos de carbono. Para avaliar em curto termo as propriedades carcinogénicas de um composto, utilizam-se frequentemente ensaios de genotoxicidade em linhas celulares de mamífero ou ensaios em modelos animais, em que se analisa uma variedade de lesões genéticas potencialmente relacionados com o processo de carcinogénese. No entanto, a investigação sobre as propriedades genotóxicas dos NMs não foi, até hoje, conclusiva. O presente estudo tem por objectivo principal caracterizar os efeitos genotóxicos associados à exposição a nanomateriais manufaturados, de forma a contribuir para a avaliação da sua segurança. Constituíram objectivos específicos deste estudo: i) avaliar a genotoxicidade dos NMs em três tipos de células humanas expostas in vitro: linfócitos humanos primários, linha celular de epitélio brônquico humano (BEAS-2B) e linha celular de adenocarcinoma epitelial de pulmão humano (A549); ii) avaliar a sua genotoxicidade num modelo de ratinho transgénico; iii) investigar alguns mecanismos de acção que poderão contribuir para a genotoxicidade dos nanomateriais, como a contribuição de lesões oxidativas para a genotoxicidade induzida pelos NMs in vitro, e a investigação da sua bioacumulação e localização celular in vivo. Foram analisados os efeitos genotóxicos associados à exposição a duas classes de NMs, dióxido de titânio e nanotubos de carbono de parede múltipla, bem como a um NM de óxido de zinco, candidato a ser utlilizado como controlo positivo de dimensão nanométrica. Os xx NMs utilizados foram previamente caracterizados com detalhe relativamente às suas características físico-químicas e também relativamente à sua dispersão em meio aquoso e no meio de cultura. A metodologia incluiu ensaios de citotoxicidade e de genotoxicidade in vitro, designadamente, ensaios de quebras no DNA (ensaio do cometa) e nos cromossomas (ensaio do micronúcleo) em células humanas expostas a várias concentrações de NMs, por comparação com células não expostas. Também foram realizados ensaios in vivo de quebras no DNA, quebras cromossómicas e ainda um ensaio de mutações em vários órgãos de grupos de ratinhos transgénicos LacZ, expostos por via intravenosa a duas doses de dióxido de titânio. Foi investigada a existência de uma relação dose-resposta após exposição das células humanas ou dos animais a NMs. A contribuição de lesões oxidativas para a genotoxicidade após exposição das células aos NMs in vitro foi explorada através do ensaio do cometa modificado com enzima. Realizaram-se estudos histológicos e citológicos para deteção e localização celular dos NMs nos órgãos-alvo dos ratinhos expostos in vivo. Os resultados demonstraram efeitos genotóxicos em alguns dos NMs analisados em células humanas. No entanto, os efeitos genotóxicos, quando positivos, foram em níveis reduzidos, ainda que superiores aos valores dos controlos, e a sua reprodutibilidade era dependente do sistema experimental utilizado. Para outros NMs, a evidência de genotoxicidade revelou-se equívoca, conduzindo à necessidade de esclarecimento através de ensaios in vivo. Para esse fim, recorreu-se a uma análise integrada de múltiplos parâmetros num modelo animal, o ratinho transgénico baseado em plasmídeo contendo o gene LacZ exposto a um NM de dióxido de titânio, NM-102. Embora tenha sido demonstrada a exposição e a acumulação do NM no fígado, não se observaram efeitos genotóxicos nem no fígado, nem no baço nem no sangue dos ratinhos expostos a esse NM. Neste estudo concluiu-se que algumas formas de dióxido de titânio e nanotubos de carbono de parede múltipla produzem efeitos genotóxicos em células humanas, contribuindo para o conjunto de evidências sobre o efeito genotóxico desses NMs. As diferenças observadas relativamente à genotoxicidade entre NMs do mesmo tipo, mas distintos em algumas das suas características físico-quimicas, aparentemente não são negligenciáveis, pelo que os resultados obtidos para um NM não devem ser generalizados ao grupo correspondente. Para além disso, a genotoxicidade equívoca verificada para o NM-102 em células humanas expostas in vitro, não foi confirmada no modelo in vivo, pelo que o valor preditivo da utilização dos ensaios in vitro para a identificação de NMs com efeitos genotóxicos (e portanto potencialmente carcinogénicos) ainda tem de ser esclarecido antes de ser possível extrapolar as conclusões para a saúde humana. Por sua vez, como a informação aqui produzida pelas metodologias in vitro e in vivo não reflete os efeitos de exposição continua ou prolongada, que poderá conduzir a efeitos genotóxicos distintos, esta xxi deverá ser complementada com outras linhas de evidência relativamente à segurança dos NMs. Perante a incerteza dos níveis de exposição real do organismo humano e do ambiente, a segurança da utilização dos NMs não pode ser garantida a longo prazo e, tendo em conta a elevada produção e utilização destes NMs, são prementes futuros estudos de monitorização ambiental e humana.

Estudo experimental e numérico sobre o comportamento de vigas mistas com conector Crestbond

Nesta comunicação apresenta-se um estudo sobre vigas mistas em aço e betão onde se utilizam conectores do tipo Crestbond contínuos para estabelecer a ligação entre a viga metálica e a laje de betão e garantir o funcionamento misto entre estes dois elementos. Apresentam-se os resultados de ensaios numéricos e experimentais obtidos em vigas mistas de aço e betão realizadas com conectores Crestbond, na Universidade do Minho. Os provetes consistem numa viga metálica IPE200 com um conector CR40 R10 contínuo, posicionado sobre o banzo superior da viga e soldado em todo o seu desenvolvimento, e uma laje betão armado com secção transversal de 0.40×0.10 m2. Os provetes apresentam um vão de 3.0 m e um comprimento total de 3.2 m. O modelo numérico foi desenvolvido no software Atena 3D.

Resistência á submersão de ácaros (Acari: Ribatida) terrestres de florestas inundáveis e de terra firme na Amazônia central em condições experimentais de laboratório

Espécimens de Rostrozetes foveolatus foram obtidos de duas florestas inundáveis (várzea e igapó) e de duas florestas secundárias (terra firme) da Amazônia Central. As populações foram comparadas para a obtenção da taxa de sobrevivência em experimentos de laboratório nas condições submersas e não submersas. As coletas no igapó foram efetuadas em três períodos de 1992: antes (fevereiro: serapilheira não submersa), no início (abril: serapilheira submersa) e no pico da inundação (julho: serapilheira submersa). No igapó, os animais sobreviveram melhor em condição não submersa, significando que a submersão é um fator de estresse. O mesmo não ocorreu na várzea, indicando que esta população está melhor adaptada ao estresse da submersão. A menor resistência à submersão (27 dias) foi registrada nos animais de uma floresta secundária da terra firme, situada longe do igapó. Na população da terra firme próxima ao igapó, a resistência a submersão foi comparável à registrada para as populações das áreas inundáveis e maior do que a registrada em terra firme longe do igapó. Em experimentos com animais coletados em fevereiro de 1996 (mantidos individualmente em recipientes plásticos), as populações das florestas inundáveis tiveram taxa de sobrevivência significativamente maior em relação aos das florestas não inundáveis. Três situações foram registradas quanto a resistência à submersão: a) a da várzea, com população mais resistente, b) a do igapó, com uma população intermediária e c) a da terra-firme longe do igapó, com uma população menos resistente. Em doze das outras quinze espécies estudadas foi registrada alta resistência às condições de submersão.

Modelo para calcular a contribuição da fibra na resistência à punção de lajes em concreto reforçado com fibra de aço

Neste artigo, formulações analíticas são desenvolvidas para calcular a resistência à punção de lajes lisas de concreto reforçado com fibras de aço (CRFA) e que também são reforçadas à flexão por barras de aço (reforço convencional). A partir de análises estatísticas sobre um banco de dados que reúne resultados experimentais de caracterização do comportamento pós-fissuração do CRFA, equações são estabelecidas para avaliar parâmetros da resistência residual à tração na flexão (fRi) a partir de informações fundamentais que caracterizam a fibra de aço. O parâmetro de resistência fRi, proposto pelo ModelCode10 foi usado para definir a lei tensão-abertura da fissura (σ-w) que simula o mecanismo de reforço da fibra em um material cimentício. A segunda parte do artigo descreve uma formulação analítica baseada nos conceitos propostos por Muttoni e Ruiz, onde a lei σ-w é convenientemente integrada para simular a contribuição da fibra de aço na resistência à punção de lajes em CRFA. A partir de um banco de dados, composto de 154 ensaios de punção, o bom desempenho da proposta apresentada é demonstrado. O desempenho do modelo também é evidenciado comparando-se os seus resultados a outros modelos.

Influência do tipo de alimento e da temperatura na evacuação gástrica da piranha caju (Pygocentrus nattereri) em condições experimentais

taxa de evacuação gástrica é uma variável importante para estimar o consumo diário de alimento e portanto a pressão de predação que um piscívoro exerce sobre as presas. Esta taxa pode ser influenciada pela temperatura, tamanho do predador e pelo tipo de alimento. Neste trabalho medimos experimentalmente os efeitos que estas três variáveis exercem sobre a evacuação gástrica de Pygocentrus nattereri, um dos principais piscívoros da Amazônia. Para isso foram utilizadas temperaturas variando de 27° a 31°C e os seguintes itens alimentares: músculo e nadadeira de Semaprochilodus insignis e gafanhoto da espécie Paulinia sp. Estes alimentos compõem a dieta silvestre da piranha. O tamanho da piranha não influenciou na evacuação gástrica. Músculos obtiveram uma taxa de evacuação gástrica de 18,3% h -1, enquanto que nadadeira e gafanhoto obtiveram uma taxa média de 10,7% h -1. O efeito da temperatura foi mais pronunciado quando o item alimentar era músculo do que com nadadeira e insetos.

Ocorrência de Tuthillia cognata Hodkinson, Brown & Burckhardt, 1986(Hemiptera: Homoptera, Psyllidae) em plantios experimentais de camu-camu Myrciaria dubia (H.B.K.) Mc Vaugh em Manaus (Amazonas, Brasil)

O cultivo de camu-camu Myrciaria dubia (H.B.K.) Mc Vaugh tem apresentado inúmeros problemas fitossanitários, dentre os quais, Tuthillia cognata Hodkinson et al. (Hemiptera: Homoptera, Psyllidae), que constantemente é citada como praga secundária. Os objetivos deste estudo foram determinar o nível e a intensidade de infestação (%) por T. cognata e estudar aspectos do ciclo biológico e do comportamento de T. cognata, em plantios experimentais de camu-camu. Foram selecionados, de forma aleatória, 17 e 14 exemplares nos plantios I e II, respectivamente. Para cada uma das variáveis estudadas, foram calculados a média aritmética, o desviopadrão, a variância e a amplitude de variação. Foi verificado um nível de infestação de 82% (plantio I) e 57% (plantio II), uma intensidade de infestação de 94% (plantio I) e 75% (plantio II) e uma média de seis ninfas/folha em cada plantio, o que indica que T. cognata representa uma das pragas-chave dessa cultura. Foram observados adultos de Chrysoperla sp. (Neuroptera: Chrysopidae) e ninfas de Reduviidae (Hemiptera: Heteroptera), que podem atuar como prováveis agentes de controle biológico de T. cognata.

Otimização dos parâmetros de processamento em Laser Melting

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Mecânica

Ensaios sobre a responsabilidade social corporativa e sua divulgação no setor portuário

Tese de Doutoramento em Contabilidade