Caracterização e estudo do comportamento térmico de ligninas extraídas de bagaço de cana-de-açúcar e resíduos sólidos urbanos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise termoeconômica e ecológica da incorporação do processo de produção de hidrogênio em uma planta de produção de biodiesel

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Caracterização de argilas usadas para produção de cerâmica vermelha e estudo das alterações nas suas propriedades pela adição de resíduos

Neste trabalho são apresentados os resultados de caracterização das principais argilas usadas pela indústria cerâmica vermelha regional e, também, de alguns resíduos sólidos produzidos na região de Presidente Prudente - SP. Os resultados da incorporação destes resíduos em massas cerâmicas são avaliados através do estudo de suas propriedades tecnológicas. Para a caracterização dos materiais foram utilizadas as seguintes técnicas: análise textural (concentração das frações areia, silte e argila), difratometria de raios X e análise térmica. As propriedades tecnológicas de corpos de prova cerâmicos foram avaliadas através dos seguintes parâmetros: retração linear (RL), perda de massa ao fogo (PF), massa específica aparente (MEA), porosidade aparente (PA), absorção de água (AA) e resistência mecânica à flexão (RMF). Corpos de prova, com diferentes concentrações de resíduos, foram prensados (prensa uniaxial manual) e queimados em temperaturas que variaram de 800 a 1200 oC, usando um forno tipo mufla com controle de temperatura. As argilas sedimentares foram coletadas nas margens do rio Paraná e em áreas de várzea, próximas as cerâmicas. As amostras estudadas, coletadas nos depósitos das cerâmicas, são usadas para produção de tijolos maciços, blocos furados e telhas. Quatro tipos diferentes de resíduos foram estudados: (1) lodo de estação de tratamento de água ETA, (2) torta de filtro de indústria de re-refino de óleo lubrificante, (3) pó de vidro (soda-cal) de garrafa tipo long neck descartável, e (4) cinza de bagaço de cana. Estes resíduos foram incorporados em massas cerâmicas coletadas nas indústrias... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)

Análise ecotoxicológica utilizando colunas de winogradsky contaminadas por óleo lubrificante usado e biodiesel

Não disponível

Síntese e caracterização de biodiesel obtido via catálises homogênea e heterogênea de óleo extraído de sementes de Helianthus annuus

O biodiesel é definido como um mono alquil éster de ácidos graxos de cadeia longa derivado de fontes renováveis tais como óleos vegetais e gorduras animais. Sua importância esta associada ao uso como um combustível alternativo para motores do ciclo Diesel podendo ser utilizado puro ou em misturas com o diesel representando economia de petróleo e menor poluição ambiental. Em geral é obtido por meio da reação de transesterificação na qual os triacilgliceróis, principais constituintes dos óleos e gorduras reagem com álcool, em presença de um catalisador ácido ou básico, produzindo ésteres de ácidos graxos e glicerol. A transesterificação pode ser conduzida por catálise homogênea ou heterogênea. O grande desafio da indústria é otimizar o processo a fim de alcançar um produto e uma rota de produção tecnologicamente eficiente e ambientalmente correta. O objetivo desta pesquisa foi estudar a síntese do biodiesel utilizando o processo de transesterificação do óleo de girassol por catálises homogênea e heterogênea. Foram realizadas reações de transesterificação via rotas metílica e etílica, empregando como catalisador homogêneo alcóxido de potássio e como catalisador heterogêneo a resina comercial de troca iônica Amberlyst 26

Estudo da desativação térmica de catalisadores à base de óxidos mistos de cério e zircônio

Em termos ambientais, os catalisadores automotivos se destacam pelos resultados altamente significativos alcançados após seu uso obrigatório em veículos leves. No entanto, as condições térmicas em que eles operam podem levar a um processo de perda de atividade significativa, após certo tempo de operação. Dentro desse contexto, este trabalho estudou o efeito da temperatura na desativação térmica de catalisadores automotivo modelo. Foram preparados catalisadores baseados em óxido misto de cério e zircônio na proporção 50% em mol de cério e zircônio (CZ). A partir dele foram produzidos os catalisadores Pd-CZ e Pd-CZ-LaAl. O catalisador Pd-CZ foi produzido pela impregnação do CZ com Pd na concentração de 0,5% m/m de CZ. O catalisador Pd-CZ-LaAl foi produzido a partir de uma mistura física do Pd-CZ com o suporte LaAl (alumina dopada com La na concentração de 1,9 % m/m de Al2O3), seguida de calcinação a 500˚C. Foram realizados envelhecimentos a 900C e 1200C em mufla com atmosfera oxidante por 12 e 36h. Os catalisadores foram caracterizados por um conjunto de técnicas físico-químicas. Foram realizadas análises de fisissorção de N2 para a medição da área específica e o estudo da evolução do diâmetro e volume de poros das amostras novas e envelhecidas. Análises de difração de raios X (DRX) foram feitas de forma a acompanhar possíveis transições de fases após o envelhecimento das amostras. Foi realizada análise química para validar a composição das amostras e ensaios de análise térmica para o catalisador CZ visando identificar a temperatura onde ocorre o fenômeno de segregação de fases. Realizaram-se ensaios de redução a temperatura programada (RTP) visando quantificar o consumo de hidrogênio e associá-lo à evolução da redutibilidade das amostras após o envelhecimento térmico. Finalmente, a avaliação catalítica foi realizada com base nas reações de oxidação do CO e do propano e de redução do NO pelo CO, através da obtenção de curvas de lightoff. As análises de DRX mostraram que o envelhecimento a 900C ocasionou alterações de fases da alumina, mas não foi verificada segregação de fases no CZ. Já a 1200C observou-se a referida segregação de fases, que coincide com a drástica queda na área específica das amostras, em alguns casos observando-se o colapso das propriedades texturais do catalisador. As análises de RTP mostraram que, em determinadas condições, o envelhecimento térmico promove a redutibilidade do sistema CZ e a introdução de Pd torna o catalisador mais facilmente redutível o que é evidenciado pelo deslocamento dos picos de redução para temperaturas mais baixas em comparação ao CZ puro. Os testes catalíticos mostraram que a introdução do Pd é um fator fundamental para a conversão do propano. Os catalisadores contendo Pd também converteram melhor o CO. Para os catalisadores envelhecidos a 1200C, o único resultado positivo foi no caso do Pd-CZ-LaAl que apesar deste tratamento térmico, ainda converteu o CO, propano e NO. Desta forma o catalisador Pd-CZ-LaAl apresentou resultados mais satisfatórios e isto evidencia que a mistura com LaAl melhora o desempenho e a estabilidade térmica do catalisador em altas temperaturas (acima de 300C).

Meio Ambiente sob a ótica da sustentabilidade dos Jogos Olímpicos de 2016 no Rio de Janeiro: aspectos da gestão de resíduos.

A cidade do Rio de Janeiro foi eleita sede dos Jogos Olímpicos e Paraolímpicos de 2016 e são previstos impactos significativos em investimento e na geração de emprego, atrelados a isto existe a preocupação com as questões ambientais e a sustentabilidade do evento. No dossiê de candidatura do Rio de Janeiro a sede dos Jogos Olímpicos de 2016, existia o compromisso com a gestão dos resíduos sólidos. As grandes linhas de ações foram definidas quando do lançamento da candidatura do Rio de Janeiro a sede do evento, fato este que se concretizou em 02 de outubro de 2009. A gestão dos resíduos para 2016 é ainda carente de informações quantitativas de sua geração, das necessidades de adaptações das instalações para o período de realização do evento, bem como da definição de metas para que a gestão dos resíduos devidamente alinhadas com os preceitos do desenvolvimento sustentável. O objetivo deste estudo é avaliar sub o conceito de desenvolvimento sustentável a gestão de resíduos sólidos durante a realização dos Jogos Olímpicos de 2016 na cidade do Rio de Janeiro. A metodologia consiste no levantamento histórico dos Jogos Olímpicos com especial detalhamento nas questões ligadas ao conceito de desenvolvimento sustentável e gestão de resíduos, análise dos Jogos Pan-americanos do Rio de Janeiro, levantamento em campo da preparação dos Jogos Olímpicos de Londres, observações em campo na cidade do Rio de Janeiro e a análise de dados para o cálculo da estimativa de geração de resíduos durante a realização dos Jogos de 2016. As comparações com outros eventos demonstraram semelhanças e diferenças com os Jogos Olímpicos de 2016 e possibilitou a apresentação de proposições para a gestão de resíduos sólidos. A projeção de geração de resíduos durante o evento é significativa e aponta a necessita de atenção para potencializar as ações como coleta seletiva, reciclagem e compostagem. São indicados estudos futuros sobre a gestão dos resíduos, em especial da construção civil durante as obras das futuras instalações, algumas delas já em curso.

Avaliação de girassol e forrageiras tropicais perenes em cultivo consorciado.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a produtividade de girassol e o rendimento forrageiro de capins Brachiaria brizantha cultivares Xaraés e Piatã e o Panicum maximum cultivar Massai em plantios consorciados e solteiros com girassol BRS 122. O ensaio foi implantado no Campo Experimental do Gorutuba, em Janaúba, região Norte de Minas Gerais. Para análise dos dados das forrageiras, foi utilizado um delineamento em blocos casualizados (DBC), no esquema de parcelas subdivididas, com três tratamentos e cinco repetições, tendo na parcela a forrageira e na subparcela a presença ou não do girassol. Para análise dos dados do girassol, foi utilizado um DBC com cinco tratamentos e cinco repetições,com as médias submetidas ao teste de Tukey a 5% de significância. Verificou-se a produção média de massa seca total de 5.916,6 kg/ha para as forrageiras em consórcio e de 13.534,7 kg/ha em plantio solteiro. As produções de grãos de girassol solteiro foram, em média, de 2.399,5 kg/ha e, em sistema de consórcio com as forrageiras, de 1.649,1 kg/ha. Os índices de Uso Eficiente da Terra (UET) foram de 1,12 para o consórcio com o Xaraés, 1,22 para o Piatã e 1,19 para o Massai. Nas condições deste ensaio, o consórcio com forrageiras perenes reduziu em 27% a produtividade média de grãos de girassol. Considerando os índices de UET e como alternativa para atender à demanda por biocombustíveis em regiões que apresentem vocação para pecuária, o plantio consorciado de girassol e capins pode ser recomendado aos produtores como forma de diversificação de produtos e de renda por meio da intensificação da produção vegetal em uma mesma área no período chuvoso.

Study of sewage sludge aimed at agricultural soil amendment by thermogravimetric analysis and fourier-transform infrared spectroscopy

Thermal degradation and gaseous products evolving from the pyrolysis of sewage sludge, aimed at agricultural soil amendment, were investigated using Thermogravimetric Analysis in conjunction with Fourier Transform Infrared Analysis (TG-FTIR). The materials were studied in temperatures ranging from 30 to 800 ºC. Furthermore infrared spectra of sewage sludge samples were performed as a complementary technique. In parallel the sewage sludge was spiked with ibuprofen in order to test whether the mentioned techniques are able to detect the drug. Thermal analysis showed the range of 200-400ºC as the most characteristic for weight loss, corresponding with the organic matter volatilization, while the range of 500-800ºC was also characteristic and due to the volatilization of carbonates. On the other hand, ibuprofen-spiking tests identified at temperature range (150-250ºC) where the compound totally volatilizes, therefore, in this work, the detection of ibuprofen by TGA was established for concentrations higher than 0.5 g/kg sludge, concentration 102 times higher than the concentrations measured by other authors in regular sewage sludge (Martín, et al., 2010). A correlation has been found between the ibuprofen concentrations in the sludge and the intensity of the absorption bands, both for FT-IR spectra at the maximum emission temperature for ibuprofen (232ºC) as for the FT-IR spectra of the non-pyrolyzed samples.

Avaliação do teor de cal livre em escória de aciaria elétrica

A escória de aciaria elétrica é um resíduo gerado no processo de fabricação de aço, que apresenta propriedades físicas adequadas quando aplicada em alguns materiais da área de construção civil. Entretanto, possui algumas limitações causadas pela presença de compostos que sofrem reações expansivas quando exposta ao ambiente (óxidos de cálcio e magnésio livres, óxidos de ferro e silicatos de cálcio), provocando rupturas e desintegração dos materiais onde é aplicada. Além disso, quando usada como base e sub-base na construção de estradas, pode ocorrer a formação de tufa (calcário precipitado) causando entupimento de drenos das rodovias. O presente trabalho tem como objetivo avaliar o teor de cal livre em escória de aciaria elétrica utilizando a combinação de um método titulométrico com análise térmica, pois é um dos compostos mais citados pela literatura como responsável pela expansão da escória. Dois métodos titulométricos foram selecionados para determinar o teor de cal livre, onde o primeiro foi desenvolvido para análise em cimento (Método do etilenoglicol) e o segundo foi adaptado para escória de aço (Método de Franke) Os resultados mostraram que o método de Franke, extraído da norma européia EN 1744:1998, foi o mais adequado para determinar cal livre em escórias de aciaria elétrica. A quantidade de cal livre encontrada não permitiu avaliar sua variação ao longo do tempo de exposição, somente considerando os métodos titulométricos. Entretanto, utilizando o método de análise térmica, observou-se um decréscimo no número de reações do primeiro mês de exposição com relação aos meses seguintes, sugerindo uma estabilização das escórias ao longo do tempo. Também, os resultados para cal original (em torno de 1%) sugerem uma potencialidade de formação de tufa. Finalmente, esse estudo mostrou que é fundamental a associação dos métodos titulométrico e de análise térmica para uma adequada avaliação de cal livre em escórias de aciaria elétrica.

Influência do lodo de ETE na massa para fabricação de cerâmica vermelha

The WTP produce many kinds of residue on your treatment stages, but the sludge is the more problematic from the final disposition point view. The actual rate of residue production deriving from technological evolution and the crescent population needs prevents the subtle equilibrium generation between consumption and recycling/reuse, creating problems of pollution resulting from inappropriate management of residues. Thus, is necessary achieve a new equilibrium between the grow from raw materials and energy and the residue generation. This equilibrium should be achieved by technical and economic feasibility of environmental supported models through recycling and reuse. The red ceramic industry stand out in residue absorption question as raw material due their clay mass heterogeneity, constituted by clay minerals and non-clay minerals with wide mineralogical variation, allowing residue inclusion which act like plastic or non-plastic materials, contributing to retain heavy metals contained in residues in the vitreous mass formed during the burning of the ceramic bodies. This work propose the study of the influence of incorporation of 25 wt.% sludge from wastewater treatment plant, according preliminary results, in the mass to produce ceramic bodies. The raw materials was characterized through chemical composition analyses by XRF, mineralogical analyses by XRD, thermal analyses by TG and DTA, Atterberg limits and thermodilatometry. Subsequently was composed the mass with 75 wt.% of clay and 25 wt.% of dried wastewater sludge from UFRN WWTP. Samples with 6,0 x 2,0 x 0,5 cm was produced with unidirectional compacting under pressure of 20MPa and burned in temperatures between 950 and 1,200ºC. After fired, the ceramic bodies have been submitted to physical and mechanical analyses through the measure of firing shrinkage, water absorption, density, apparent porosity and flexural strength; crystallographic analyses through XRD and microstructure analyses by SEM. The technological properties obtained was satisfactory to production of roof tiles with 25 wt.% at 1,200 ºC, but the production of others products at lower temperatures was not feasible

Síntese, caracterização e cinética da decomposição térmica dos materiais cerâmicos PrMO3 (M = Ni ou Co)

In this work have been studied the preparation, characterization and kinetic study of decomposition of the polymerizing agent used in the synthesis under non-isothermal condition ceramics PrMO3 of general formula (M = Co and Ni). These materials were obtained starting from the respective metal nitrates, as a cations source, and making use of gelatin as polymerizing agent. The powders were calcined at temperatures of 500°C, 700°C and 900°C and characterized by X-ray Diffraction (XRD), Thermogravimetric Analysis (TG / DTG/ DTA), Infrared Spectroscopy (FTIR), Temperature Programmed Reduction (TPR) and Scanning Electron Microscopy (SEM). The perovskite phase was detected in all the X-rays patterns. In the infrared spectroscopy observed the oxide formation as the calcination temperature increases with the appearance of the band metal - oxygen. The images of SEM revealed uniform distribution for the PrCoO3 and particles agglomerated as consequence of particle size for PrNiO3. From the data of thermal analysis, the kinetics of decomposition of organic matter was employed using the kinetics methods called Model Free Kinetics and Flynn and Wall, in the heating ratios 10, 20 and 30° C.min-1 between room temperature and 700°C. Finally, been obtained the values of activation energy for the region of greatest decomposition of organic matter in samples that were determined by the degree of conversion (α)

Adição de cascalho de perfuração da bacia potiguar em argilas para uso em materiais cerâmicos: influência da concentração e temperatura de queima.

One of waste produced on large scale during the well drilling is the gravel drilling. There are techniques for the treatment of the same, but there isn t consensus on what are the best in terms of economic and environmental. One alternative for disposal of this waste and objective of this paper is the incorporation and immobilization of gravel clay matrix to assess their technological properties. The Raw Materials used were characterized by the following techniques: Chemical Analysis by X-ray fluorescence (XRF), mineralogical analysis by X-ray Diffraction (XRD), Grain Size Analysis (FA) and Thermal Analysis by Thermogravimetry (TG) and thermodiferential (DTA). After characterizing, samples were formulated in the following percentages: 0, 5, 10, 15, 25, 50, 75, 100% (weight) of gravel drilling, then the pieces were pressed, dried (110 ° C) and sintered at temperatures of 850, 950 and 1050 ° C. After sintering, samples were tested for water absorption, linear shrinkage, flexural strength, porosity, density, XRD and test color. The results concluded that the incorporation of gravel drilling is a viable possibility for solid masonry bricks and ceramic blocks manufacture at concentrations and firing temperature described here. Residue incorporation reduces an environmental problem, the cost of raw materials for manufacture of ceramic products

Estudo da adição do resíduo proveniente da extração de minério de ferro em argilas do Rio Grande do Norte

The mining industry is responsible for the generation of waste from their natural process of extraction. The mining impacts in urban areas are of special importance due to the high urban occupation, which are exacerbated due to the proximity of the mined areas and populated areas. Some solutions to wastedisposal have the potential to significantly reduce the environmental risks and liabilities, but represent higher costs in the stages of deployment and operation. The addition of mining waste as raw material in the development of commercial products reduces the environmental impacts, transforming the waste into a positive element in the generation of employment and income. This thesis studies the incorporation of waste iron ore in two clays, one from the ceramic industry of the City of Natal and the other from the ceramic industry of the Seridó Region, both in the State of Rio Grande do Norte, Brazil. Percentages of iron ore waste of 5%, 10% , 15%, 20%, 25% and 30% were used in the tested ceramic matrix. The two clays and the iron ore waste used as part of this investigation were characterized by X-ray diffraction tests, X-ray fluorescence tests, differential thermal analysis, thermogravimetric analysis and dilatometric analysis. The samples were sintered under temperatures of 850 °C, 950 °C and 1050°C at a heating rate of 5 °C/min with isotherms of two hours. The following tests were performed with the samples: linear shrinkage, water absorption, apparent porosity, apparent density, mass loss in fire and bending resistance in order to obtain their physical and mechanical properties. An amount of 5% of waste iron ore in the matrix clay at a temperature of 850 0C resulted in na increase of about 65% in the tensile strength of the clay samples from the Natal ceramic industry. A linear shrinkage of only 0.12% was observed for the samples, which indicates that the physical properties of the final product were not influenced by the addition of the waste